JPH074548B2 - 竪型粉砕機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔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
灰石やスラグ、セメント原料などの原料を粉砕する竪型
粉砕機に関するものである。

〔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、第５図に示すよう
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の下部においてモータ2A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。

粉砕ローラ４はケーシング15に軸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圧を調整するダ
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、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。

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3A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3A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み込まれて粉
砕される。

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15内を上昇し、上部に位
置するセパレータ13の羽根13A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。

〔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、テーブル上
において、ローラの噛込み側に到達した被粉砕物のうち
かなりの量のものがローラに噛込まれずに環状空間部へ
押し流されていくのが普通である。そして、ローラの噛
込み側で環状空間部へ押し流されている被粉砕物のうち
粒径の大きなものは排石となり環状空間部を落下し、排
石量を増大させてその処理作業量を増大させる。また、
環状空間部に押し流された被粉砕物のうち粒径の小さな
ものは再度飛散するので、セパレータに加えられる負荷
が大きくなり、分級効率の低下をもたらし易い。さら
に、環状空間部へ多量の被粉砕物が押し流されることに
より、該環状空間部の通気圧損が増大し、これによって
ファン動力が増大する。

このように粉砕機においてはオーバーフロー粒体を吹き
上げて循環させるために必要風量の数倍の風量を有する
送風設備が必要となり、また循環量の増大により大きな
風量と風圧とが必要となって設備費と共に動力消費量が
大幅に増大するばかりでなく、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。

このため、大きな振動が発生した場合の対策として、粉
砕部の原料層の振動数を変化させて共振域から遠ざかる
ために、 （ダムリング高さ），粉砕圧力，テーブル回転数を操作
して変更することが考えられるが、このうち、回転テー
ブルの駆動装置を可変とするのは設備費が過大となり実
現性が薄く、 （ダムリング高さ）を変えるには粉砕機の運転を停止し
ての内部作業を要し、また、粉砕圧力を変えると製品粒
度が所望のものと変わってくる難点があり、結局ミル処
理量を低下させて対応しているのが実情であり、安定し
た生産計画を損なうことになっていた。したがって、ミ
ル振動が発生してもミル処理層を大きく低下させること
なく、粉砕原料層の振動数を変化して振動振幅を減少さ
せて通常の安定した振動の小さい運転状態に早急に復帰
する何らかの手段が渇望されていた。そして、これらの
振動の発生は、中砕領域よりも微粉砕あるいは超微粉砕
になるほど頻発しやすい傾向が有った。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達するために、本発明の竪型粉砕機は、 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、回転テーブル中央部に供給した原料を粉
砕ローラに所定の粉砕圧力を与えて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、
前記粉砕ローラと粉砕ローラとの間の回転テーブル外周
部上面に粉砕ローラへの噛み込み原料の層を周面で圧縮
する回転自在な補助ローラを複数個配し、かつ、該複数
個の補助ローラの各々を該回転テーブル上面へ任意の力
で押圧する押圧手段を設け、かつ、該複数個の補助ロー
ラの押圧力を粉砕ローラに近接するにしたがって高くし
た構成とした。

〔作 用〕

原料投入シュートから回転テーブル中央部上面に供給さ
れた原料は回転テーブル上で渦巻状の軌跡を描いて回転
テーブル外周側へ移動し補助ローラの噛み込み側に至
り、補助ローラと回転テーブルとの間に流入すると、補
助ローラは回転しつつその周面で所要の押圧力でその原
料粒子同士を圧縮し、粒子間の気体は排除され脱気が起
ると同時に圧縮された各原料粒子は密な状態とされて、
いわゆる、 とされる。この脱気および圧密作用をうけた圧密層は回
転テーブルの回転により粉砕ローラの噛込側に至り、高
押付力で回転テーブルに押しつけられ従動する粉砕ロー
ラに噛み込まれ、連続した粉砕が行なわれる。また、粉
砕ローラで粉砕されて細かくなって粉砕ローラの反噛込
側から出されるバラバラ状のいわゆる、粗密層として流
動する原料粒子はこの複数個の補助ローラで再度同様な
脱気および圧密作用を順次に受けて、次に位置する粉砕
ローラへ噛み込まれて効率良く粉砕される。複数個配列
される補助ローラの回転テーブル上面方面への押圧力は
粉砕ローラとは異なり粉砕には寄与しないで原料粒子同
士を圧縮して粒子間が密な層、いわゆる、 （以下、このような層を形成する作用を ということがある。）が形成される程度の力とされ、粉
砕ローラの押圧力よりも格段に小さい力とされる。以上
述べた脱気と圧密を行なうのが、補助ローラの第１の機
能である。

それと同時に、補助ローラで一定厚さの圧密層とするこ
とにより、原料層の持つ固有の振動数を一定に保持し、
振動が起りにくくするのが、補助ローラの第２番目の主
な機能である。

このようにして、補助ローラで圧密された粉体層（圧密
層）を補助ローラの後段に配設される粉砕ローラにより
効率良く粉砕し、かつ、原料層を一定高さに保って振動
を起りにくくしているが、それにも拘らず何らかの原因
により層厚が増大してこのため急激にミル振動が激しく
なることがあった。

本発明の竪型粉砕機においては、上記に述べた課題の対
策として、補助ローラを複数個設けてこの補助ローラで
粉砕ローラへ噛込まれる粉体を確実に圧密着とするため
に、補助ローラを任意の力で回転テーブル上面に押し付
ける押圧手段を設け、かつ、この複数個の補助ローラの
押圧力を粉砕ローラに近づくにつれて徐々に増加するこ
とによって、粉砕原料を多段的に圧密させてから粉砕ロ
ーラで粉砕させるようにした。したがって、粉砕原料の
性状や含有水分の変化に伴なう被粉砕性の変化によって
生じる振動値増大の原因が生じても多段階の圧密作用に
よる安定した圧密層でしかも一定厚さに調整された原料
層が連続して粉砕ローラへ供給されるので、振動値を軽
減させることができる。

また、粉体の圧密層へ与える押圧力、すなわち、圧密力
は上記に述べた原料の被粉砕性の変化に対応して変化さ
せるほか、製品粒度や粉砕ローラの緊張力やダムリング
高さにも関係があり、これらが変化したときには、それ
に伴なって補助ローラの押圧力を変化させ振動値の増大
をある程度抑制することが可能である。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図〜第３図は本発明の実施例を説明するものであ
り、第４図はミル振動値を示し、第４図（Ａ）は１個の
補助ローラのみを使用した場合、第４図（Ｂ）は、２個
の補助ローラを使用した場合を示す。

まず、第１図〜第３図により本発明の実施例を説明す
る。

第１図において、第１図（Ａ）は回転テーブル上の粉砕
ローラと補助ローラとの配置状態を示す平面図、第１図
（Ｂ）は第１図（Ａ）の正面展開図、第２図は竪型粉砕
機の全体を示す斜視図、第３図は補助ローラ取付部の側
面図である。なお、図中、第５図と同一部分には同一符
号を付し、その説明は省略する。

第１図〜第２図に示すように、粉砕ローラ４は回転テー
ブル3Aの外周部上面に回転テーブル3Aの中心に対して対
称な位置に２個配置されており、この粉砕ローラ４と粉
砕ローラ４とが位置する間の回転テーブル3Aの外周部上
面には、各各の粉砕ローラ４の原料噛込側4Aに粉砕ロー
ラ４よりも小径の２つの補助ローラ20、すなわち、20a
（第１段補助ローラ）、20b（第２段補助ローラ）が配
置されている。この補助ローラ20a,20bは第３図にも示
すようにケーシング15に軸23によって回転自在に軸支さ
れた略コ字状のアーム21の先端に固定されたローラ軸25
に回転自在に軸支されて取付けられている。アーム21の
下端には油圧シリンダ22のピストンロッド22aが軸承さ
れて連結され、油圧シリンダ22のロッドエンド室22bに
一定圧の油圧を作用させておくことにより原料の層に圧
縮力を付与する。油圧シリンダ22の反ピストンロッド側
の端部はケーシング15に回転自在に軸承されている。な
お、この圧縮力は油圧シリンダ22のロッドエンド室22b
に連結される油圧ラインに付設された図示していない圧
力調整弁によって油圧を調整することにより行なわれ
る、また、この油圧ラインにはアキュムレータが接続さ
れ、油圧シリンダ22のロッドエンド室内22bは一定圧に
保たれている。油圧シリンダ22のピストンロッド22aを
伸縮することによりアーム21が軸23を回転中心として回
転され、補助ローラ20が上下動する。アーム21の下部に
は補助ローラ20と回転テーブル3A上面との間の隙間を調
整、設定する隙間調整器24が設けられており、隙間調整
器24はケーシング15に固設され、螺子孔を螺設された基
台24bと、この基台24bの該螺子孔に螺合されて支持され
る螺子軸24aからなり、螺子軸24aの先端をアーム21の側
端部に当接させることにより、補助ローラ20と回転テー
ブル3A上面との隙間を設定できるように構成されてい
る。

第２段補助ローラ20bは第１段補助ローラ20aよりも、押
圧力を1.2〜1.5倍程度高くしておき、逆に隙間を小さく
して、第１段補助ローラ20aで圧密された原料層を第２
段補助ローラ20bで更に強く圧密する、いわゆる、多段
圧密を行なう。

次に、このような構成の実施例の作動を説明する。

原料投入シュート17から回転テーブル3Aの中央部上面に
供給された原料は回転テーブル3Aの遠心力を受けて回転
テーブル3A上で渦巻状の軌跡を描いて回転テーブル外周
側へ移動し、第１図（Ｂ）に示すように、この内の大部
分の原料と、すでに粉砕ローラ４によって粉砕され微粉
体にされた原料とが一緒になって粗密状の層40として補
助ローラ20と回転テーブル3A上面との間の隙間に流入
し、２つの補助ローラ20a,20bは原料層によってやや持
ち上げられるようにして回転しつつその周面と回転テー
ブル3A上面との間でこの粗密層40を段階的に圧縮して一
定層厚の圧密層30にする。この圧密層30は回転テーブル
3Aの回転により粉砕ローラ４の噛込側4Aに到り、ここで
は原料粒子がバラバラ状ではなく、密な状態とされた圧
密層にされているので粉砕ローラ４が高い粉砕力として
の押圧力を付与され、かつ、所定の製品粒度を得るため
に回転テーブル3Aの上面との間を狭い隙間とされていて
も粉砕ローラ４への噛み込みがより確実になり、粉砕ロ
ーラ４によってかき分けられて粉砕ローラ４に噛み込ま
ず、その側部を通過して流動する原料の割合（量）が減
少させられる。このため粉砕効率が向上する。なお、第
１図（Ａ）において、Ｆは原料粒子の移動軌跡、Ｃはロ
ーラと回転テーブル3Aとの間の噛込部（粉砕部）を示
し、原料粒子の移動軌跡は受中、右半分のみ示してい
る。

この時、補助ローラ20には、原料の粒子同士を圧縮して
粒子間気体をパージし粒子同士の層の密度を高める、い
わゆる圧密する効果を付与し、原料の粉砕には寄与しな
い程度の低圧力が油圧シリンダ22の油圧を調整すること
により与えられる。そして、この補助ローラ20の押付力
は補助ローラ20と回転テーブル3Aとの隙間に原料が投入
されて噛み込んだ状態にある時に螺子軸24aで規制され
た補助ローラ20の高さよりもやや補助ローラ20が持ち上
げられる程度の力とされる。この補助ローラ20の押付力
は粉砕ローラ４の粉砕力としての押付力よりも格段に小
さい力で良く（約20分の１）、その自重で足りる場合に
は油圧を与える必要はない。第１段補助ローラ20aは、
第２段補助ローラ20bよりも同等もしくは小さな径とす
る。この補助ローラの押付力は原料粒子の大きさや付着
水分の度合により変わり、例えば原料粒径が小さい場合
には押付力は小さくても良い。

粉砕ローラ４に噛み込まれて粉砕され小さくなった原料
は、粉砕ローラ４と回転テーブル3Aとの間の狭い隙間で
圧縮力を受けた状態で回転テーブル3Aと粉砕ローラ４の
回転力を受けるので、粉砕ローラ４の原料排出側4Bから
勢いよく出され粒子が飛び上がるようになって粒子同士
がバラバラな状態となっており、かつ、原料投入シュー
ト17から供給された新原料と混合されて粗密層40となっ
ているが、この粗密層40は次に位置する補助ローラ20に
より、前記と同様な圧密作用を受けてさらにその回転テ
ーブル3Aの回転方向側に位置する粉砕ローラ４により確
実に噛み込まれて粉砕され、製品粒度に近くなってい
く。そして、補助ローラ20から出た圧密層30は、補助ロ
ーラ20が粉砕ローラ４の噛込側4Aに近づけられて位置さ
れているため、原料投入シュート17から回転テーブル3A
上に供給される新原料の加入が少なくなるので圧密され
た状態が乱されにくく圧密層30が安定し、粉砕ローラ４
へより確実に噛み込まれることとなる。なお、この実施
例では補助ローラ20の径は粉砕ローラ４の径よりも小さ
い場合を説明したが、一般的に原料粒子の粒径が小さい
時は補助ローラ20の径は小さいもので良く、逆に、原料
粒子の粒径が大きい場合にはその径を大きくして、原料
粒子の粒径に応じて圧密効果が付与できる大きさにす
る。

実験によると、１つの補助ローラのみを使用した場合、
運転条件の変化（原料性状の変化、含有水分の低下、セ
パレータ分級点の下降、粉砕ローラの緊張力増加、ダム
リング高さの変更等）に伴なって、補助ローラの押圧力
が過小になった場合や当初から過小であった場合には、
第４図（Ａ）に示すように通常の平均振動レベルに間欠
的に振動値の大きな突出振動が現われ、良好な運転を阻
害する。このため、本発明のように２個の補助ローラを
使用し、前段に比べて後段の補助ローラの押圧力を増加
して適正な押圧力にすると第４図（Ｂ）に示すように突
出振動が消失し、良好な運転状態となった。これは、補
助ローラの圧密前後の原料層厚の差が大きいときに突発
振動が発生しやすいことと符合しており、その極端な例
が補助ローラのない粉砕ローラのみの粉砕であり、補助
ローラを多段とすることによって前後の層厚差を小さく
することによって突発振動の発生を抑制するものと推測
される。なお、補助ローラの押圧力の調整な油圧シリン
ダ22への供給油圧によって行なう。

また、補助ローラ20と回転テーブル3A上面との隙間は隙
間調整器24の螺子軸24aを出し入れすることにより設定
される。この隙間は原料粒子径の大きさが大きい場合に
は大きくし、小さい場合には小さくするが、原料粒子の
層を圧密するものであるので、この隙間が小さすぎて原
料粒子層が逆に乱されることがなく、補助ローラ20に円
滑に噛み込まれるように比較的大きい隙間に、例えば、
原料粒径が5mm以下であり、粉砕ローラ４と回転テーブ
ル3Aとの間の隙間が５〜10mmである場合には補助ローラ
20と回転テーブル3Aとの間の隙間を40〜60mmというよう
に設定される。

なお、補助ローラを粉砕ローラ４の原料排出側4Bへさら
に近づけて配置すれば粉砕ローラ４で粉砕された原料を
より重点的に圧密して次の粉砕ローラ４へ噛み込ませる
ようにすることができる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明では複数個の補
助ローラによって多段階に亘って原料粒子を圧縮して粒
子間に存在する気体の脱気を行ない、粒子間を密な状態
とした圧密層とすることができるとともに、補助ローラ
の回転テーブル上面への押圧手段を備えているので何ら
かの粉砕条件の変化により振動値が大きくなっても補助
ローラの押圧力を変更することにより振動値を低減する
ことができる。したがって、長期連続安定運転が継続で
き生産性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の第１実施例を示すものであ
り、第１図（Ａ）は粉砕ローラと補助ローラの平面配置
図、第１図（Ｂ）は第１図（Ａ）の正面展開図、第２図
は粉砕機の全体斜視図、第３図は補助ローラ取付部側面
図、第４図は本発明の補助ローラを使用した場合のミル
振動値を示す振動状態図であり、第４図（Ａ）は１個の
補助ローラのみを使用した場合、第４図（Ｂ）は２個の
補助ローラを使用した場合を示す。第５図は従来の竪型
粉砕機の縦断面図である。 １……竪型粉砕機、3A……回転テーブル、４……粉砕ロ
ーラ、4A……原料噛込側、4B……原料排出側、17……原
料投入シュート、20……補助ローラ、20a……補助ロー
ラ（第１段）、20b……補助ローラ（第２段）、21……
アーム、22……油圧シリンダ、24……隙間調整器、30…
…圧密層、40……粗密層。

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、回転テーブル中央部に供給
   した原料を粉砕ローラに所定の粉砕圧力を与えて回転テ
   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、 前記粉砕ローラと粉砕ローラとの間の回転テーブル外周
   部上面に粉砕ローラへの噛み込み原料の層を周面で圧縮
   する回転自在な補助ローラを複数個配し、 該複数個の補助ローラの各々を該回転テーブル上面へ任
   意の力で押圧する押圧手段を設け、かつ、該複数個の補
   助ローラの押圧力を粉砕ローラに近接するにしたがって
   高くしたことを特徴とする竪型粉砕機。