JPH0584448A - 竪型粉砕機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 運転中何らかの原因により振動値が急に増大
して，しかも，この状態が継続して運転不能に陥る前
に，自動的に回転テーブルの回転数を変更して，異常振
動を鎮静化して，もとの安定した運転状態に復帰できる
竪型粉砕機を提供する。 【構成】 ケーシング１５に振動計１４０を装着すると
ともに，回転テーブル４駆動用の電動機を可変速電動機
２Ａとし，振動計１４０によって記録された振動モード
と予め設定した振動モードとを比較して合致したとき，
該可変速電動機２Ａの回転数を低下させる制御装置１５
０を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は回転テーブルと粉砕ロー
ラとの協働により，石灰石，スラグ，クリンカ，セメン
ト原料や化学品などの原料を粉砕する竪型粉砕機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】石灰石やスラグ，セメント原料などの原
料を細かく粉砕し粉体とする粉砕機の一種として，図５
に示すように，回転テーブルと粉砕ローラとを備えた竪
型粉砕機１が広く用いられている。この種の粉砕機は，
円筒状ケーシング１５の下部において定速モータ２Ｋに
より減速機２で駆動されて低速回転する円盤状の回転テ
ーブル３Ａと，その上面外周部を円周方向へ等分する箇
所に油圧などで圧接されて従動回転する複数個の粉砕ロ
ーラ４とを備えている。

【０００３】粉砕ローラ４はケーシング１５に回転軸６
によって揺動自在に軸支されたアーム５とアーム７を介
して油圧シリンダ９のピストンロッド１０に連結されて
おり，油圧シリンダ９を作動させることにより，粉砕ロ
ーラ４を回転テーブル３Ａ上に押圧して原料への粉砕圧
力を与えている。３Ｂは回転テーブル３Ａの外周縁に設
けられ原料層厚を調整するダムリング，１４は回転テー
ブル３Ａ周囲のガス吹上用環状空間通路，１４Ａはガス
供給路，１３は羽根１３Ａにより粉砕された原料を分級
する回転セパレータ，１６はガスと共に製品を取出す排
出口，１７は原料投入シュートである。

【０００４】このような竪型粉砕機において，回転テー
ブルの中央部へ原料投入シュート１７で供給された原料
は，回転テーブル３Ａの回転によりテーブル半径方向の
遠心力を受けて回転テーブル３Ａ上を滑るときに回転テ
ーブル３Ａにより回転方向の力を受け，回転テーブル３
Ａとの間で滑って回転テーブル３Ａの回転数よりいくら
か遅い回転を行なう。以上２つの力，すなわち，半径方
向と回転方向の力とが合成され，原料は回転テーブル３
Ａ上を渦巻状の軌跡を描いて回転テーブル３Ａの外周部
へ移動する。この外周部には，ローラが圧接されて回転
しているので，渦巻線を描いた原料は粉砕ローラ４と回
転テーブル３Ａとの間へローラ軸方向とある角度をなす
方向から進入して噛込まれて粉砕される。

【０００５】一方，ケーシング１５の基部にはダクトに
よって空気，あるいは熱風などのガスが導かれており，
このガスが回転テーブル３Ａの外周面とケーシングの内
周面との間の環状空間部１４から吹き上がることによ
り，粉砕された微粉体はガスに同伴されてケーシング１
５内を上昇し，上部に位置するセパレータ１３の羽根１
３Ａにより分級作用を受け，所定粒度の製品はガスと共
に排出口１６から排出され次の工程へ送られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のごとき従来の竪
型粉砕機においては，粉砕機の回転テーブル３Ａ上に落
下した原料が首尾よく粉砕ローラ４へ当接して噛込まれ
るためには，原料に適度の摩擦係数が必要であり，表面
がつるつるした滑らかな性状を有する摩擦係数の小さな
原料の場合には粉砕ローラ４を回転テーブル３Ａに向け
て強く押し付けても両者の間に介在する原料は脇へ逃げ
て有効な粉砕力を原料に与えることができない。こうし
た摩擦係数の小さな原料は概ね含有水分が少ないので，
予め原料含有水分を適正な値に調整することによって摩
擦係数を上昇させねばならない。こうした原料含有水分
が少なく摩擦係数の小さい原料のうち，特に比較的被粉
砕性の悪い物性を有する原料を超微粉砕する場合には，
ミル振動が頻発することが多く，振動値（振幅）が特に
大きい場合には機器の損傷や運転不能に陥って止むなく
運転休止に追い込まれることがあった。

【０００７】このように運転中ミル振動値が通常の値で
ある片振幅５０μｍよりもはるかに大きな値となり，し
かもこの状態が継続するときには，早急にミル振動値を
低下させるための何らかの措置を講じなければならな
い。その手段としては，たとえば，粉砕機へ供給する原
料を一時的に減少させるとか，ミル通風量を増加させ
る，あるいは，原料に水分を加える，ミル運転を停止す
る等の対応策がとられていた。しかしながら，原料の供
給量減少やミル運転休止は処理能力の低下を招き，ミル
通風量の増加は製品の粒度が粗大化して製品品質が低下
し，水分添加による摩擦係数の改善は製品水分が増加し
て製品品質の悪化を招くなどいずれも２次的な悪影響を
与えることになっていた。

【０００８】また，竪型粉砕機の振動は大別すると，一
過性振動と自励性振動とに分けられ，一過性振動は図６
に示すように単発的で振幅も小さく短時間で収束する。
これに対して，自励性振動は“びびり振動”とも呼ば
れ，図７に示すように，一旦振動が始まると，かなりの
時間持続し振幅も大きく，機器の破損や粉砕効率の低下
を招き，極端な場合は運転不能に陥る事態となる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するために，本発明の竪型粉砕機においては，回転テー
ブルの外周部上面に複数個の回転自在な粉砕ローラを配
置し，該粉砕ローラを該回転テーブルへ押圧する油圧力
可変の油圧手段を備え，該回転テーブル中央部に供給し
た原料を回転テーブル上面と粉砕ローラ周面との間で粉
砕する竪型粉砕機において，ケーシングに振動計を装着
するとともに，回転テーブル駆動用の電動機を可変速電
動機とし，前記振動計によって記録した振動波形（振動
モード）と予め設定した数種類の振動波形（振動モー
ド）とを比較して指定した振動波形（振動モード）とほ
ぼ合致したとき，該可変速電動機の回転数を低下させる
制御装置を備えた構成とした。

【００１０】

【作用】本発明の竪型粉砕機においては，竪型粉砕機の
ケーシングに装着した振動計で刻々計測された振動波形
（振動モード）と予め設定した振動モードとを比較し，
指定した振動モードにほぼ合致したときのみ，可変速電
動機のコントローラに指令を発して回転数を低下させる
ことによって振動値の低減を図る。振動対策を必要とす
る指定モードは，いわゆる自励性振動（びびり振動）で
あり，それ以外の振幅の小さい一過性の振動に対しては
アクションを採らないでもやがて鎮静化するので問題は
ない。

【００１１】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例について
詳細に説明する。図１〜図４は本発明の実施例に係る竪
型粉砕機を示し，図１は竪型粉砕機のフローシート，図
２は制御装置の制御ブロック線図，図３は１実施例を示
す制御系統図，図４は他の実施例を示す制御系統図であ
る。図において，１は竪型粉砕機，２Ａは回転テーブル
駆動用の可変速電動機，２Ｂは可変速電動機２Ａ用のコ
ントローラ，９Ａは粉砕ローラ４緊張用の油圧手段であ
る油圧シリンダ９の油圧ユニット，９Ｂは圧力計，６０
は原料コンベヤ，７０は原料ホッパ，８０はコンスタン
トフィード・ウェア，８０ａは同用可変速電動機，８０
ｂはコンスタントフィード・ウェア８０の秤量機，９０
は集塵装置，１００は吸引ファン，１４０は振動計，１
５０は制御装置であり，制御装置１５０には，図２に示
すように，内部に設定器，制御器（調節器と操作器），
増幅器が収納されている。竪型粉砕機１本体の各機器は
従来技術で説明したとおりのものであり，その説明を省
略する。

【００１２】次に，制御装置１５０の作動について説明
する。図２に示すように，タイマで設定された時間間隔
毎に刻々測定される振動計１４０の測定結果，可変速電
動機２Ａの回転数，粉砕ローラ４緊張用油圧シリンダ９
の圧力計９Ｂの緊張圧力の情報が電気信号に変換されて
制御装置１５０へ入力される。この３つの情報（振動
値，回転数，緊張圧力）のうち振動波形（振動モード）
と予め設定器に入力されている指定の振動モードとを比
較器で比較し，測定の振動モードが指定の振動モードに
合致したときには，制御器を介して可変速電動機２Ａの
回転数を制御して回転テーブル３Ａの回転数を増減す
る。設定器には指定振動モード，標準回転数，標準緊張
油圧を入れておく。制御器は調節器と操作器とから構成
され，調節器は振動モードや振動値（最大振幅）と設定
値との差異に応じて回転テーブル駆動用の可変速電動機
２Ａの回転数の増減の幅を指示するもので，その制御動
作には比例動作（Ｐ動作），積分動作（Ｉ動作），微分
動作（Ｄ動作），比例積分動作（ＰＩ動作），比例微分
動作（ＰＤ動作）等，振動値の変化の状況に応じて使い
分けることができる。調節器は，以上のほか，振動の設
定値に対する測定値の越え方に応じて回転数を減少させ
る幅や緊張油圧を減少させる幅を指示する役割も有す
る。操作器はこの調節器からの指示に基づいて可変速電
動機２Ａのコントローラ２Ｂや油圧ユニット９Ａへ動作
指令を伝達する。図中の矢印のついた線は信号の流れを
示す。

【００１３】図３は本発明の１実施例を示す制御系統の
流れを示し，運転中タイマによって指示された時間間隔
で，振動計測が行なわれ，振動値や振動モードが設定値
と比較され，一致またはほぼ一致するときには，可変速
電動機２Ａの回転数を減少する。また，測定振動モード
が指定振動モードと一致せず，振動値が低いときには回
転数が標準値より低いとき回転数を増加し，標準回転数
に達していればそのままの運転を継続する。以上のよう
に振動が激しいときには回転数を低減して振動の鎮静化
を図り，振動が収まった時点で回転数をもとの標準値に
戻すのが，図３に示す制御方法である。

【００１４】一方，図４は他の実施例を示し，振動の発
生に伴って回転数のほかに緊張油圧をもコントロールす
る制御を示す制御系統図である。すなわち，測定した振
動波形，振動値を指定の振動モードと比較し，指定モー
ドと一致またはほぼ一致するとき油圧シリンダ９の緊張
油圧が指定の範囲より低ければ回転テーブル駆動用の可
変速電動機２Ａの回転数を減少し，緊張油圧が指定範囲
より低くなければ油圧力を減少する。一方，振動値が低
く振動モードが指定のものと異なるときには，緊張油圧
が指定範囲以下であれば油圧力を増加し，緊張油圧が指
定範囲内であれば回転数の低下をカバーして増加させ
る。図４の場合の制御は，振動の発生に際しては油圧力
と回転数の２項目の操作を行ない，振動の程度に応じて
油圧力変更操作と回転数変更操作を使い分けるもので，
粉砕原料の種類に応じて振動の鎮静化に効果のある方を
主体に制御する。上記の振動モードの指定モードは，い
ずれも，図７に示したような自励性振動モードとする
が，このほかにも中程度の振動モードを指定して，これ
に対する操作を実施しても良い。

【００１５】上記２つの制御操作における供給原料の増
減は，いずれもミル内圧力損失に応じて供給量を加減す
る。これは，ミル内差圧となるようコンスタントフィー
ド・ウェア８０の可変速電動機８０ａの回転数を増減す
るものである。

【００１６】以上のようなフィードバック機構を有する
自動制御を実施することにより，振動値が急激に増加し
て，しかもこの状態が継続されるときには，速やかにこ
の状態を改善するために油圧力を低下したり，回転数を
下げたりすることによって，原料の噛込みや粉砕作用が
改善され，もとの安定した運転状態にもどすことができ
る。

【００１７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように，本発明
の竪型粉砕機においては，運転中に振動値が大きくなっ
てこれが継続しやがて運転不能に陥る前に，自動的に回
転テーブル回転数を変更して異常振動の継続を抑制し，
もとの安定した運転状態に復帰する。また，異常振動が
停止したあと，自動的に標準の操作状態に戻すことによ
って粉砕量の低下を防止し，長期安定連続運転が確保さ
れ，メインテナンス性，運転操作性，生産効率が改善さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す竪型粉砕機のフローシー
トである。

【図２】本発明の実施例に係る制御装置の制御ブロック
線図である。

【図３】本発明の竪型粉砕機の１実施例を示す制御系統
図である。

【図４】本発明の竪型粉砕機の他の実施例を示す制御系
統図である。

【図５】従来の竪型粉砕機の全体縦断面図である。

【図６】従来の竪型粉砕機の振動状態（一過性振動）図
である。

【図７】従来の竪型粉砕機の振動状態（自励性振動）図
である。

【符号の説明】

１ 竪型粉砕機 ２ 減速機 ２Ａ 可変速電動機 ２Ｋ 定速電動機 ３Ａ 回転テーブル ４ 粉砕ローラ ５ アーム ９ 油圧シリンダ ９Ａ 油圧ユニット ９Ｂ 圧力計 １５ ケーシング ６０ 原料コンベヤ ７０ 原料ホッパ ８０ コンスタントフィード・ウェア ８０ａ 可変速電動機 ８０ｂ 秤量機 ９０ 集塵装置 １００ 吸引ファン １４０ 振動計 １５０ 制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転テーブルの外周部上面に複数個の回
   転自在な粉砕ローラを配置し，該粉砕ローラを該回転テ
   ーブルへ押圧する油圧力可変の油圧手段を備え，該回転
   テーブル中央部に供給した原料を回転テーブル上面と粉
   砕ローラ周面との間で粉砕する竪型粉砕機において， ケーシングに振動計を装着するとともに，回転テーブル
   駆動用の電動機を可変速電動機とし，前記振動計によっ
   て記録した振動波形（振動モード）と予め設定した数種
   類の振動波形（振動モード）とを比較して指定した振動
   波形（振動モード）とほぼ合致したとき，該可変速電動
   機の回転数を低下させる制御装置を備えてなる竪型粉砕
   機。