JPH074550B2 - 竪型粉砕機の振動レベル制御方法 - 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、セメント原料などを粉砕する竪型粉砕機に
おける振動レベルを最適に制御するための方法に関す
る。

【従来の技術】

石灰石やスラグ、セメント原料などを細かく粉砕して粉
体にするため、従来から回転テーブルと粉砕ローラとを
備えた竪型粉砕機が広く用いられている。 この従来の粉砕機は、円筒状ケーシングの下部に垂直軸
回りに回転駆動される円盤状の回転テーブルを設け、こ
のテーブルの上面の半径方向に沿って油圧などにより圧
接されて従動回転される複数個の粉砕ローラをテーブル
円周方向に等分する箇所に設けた構造となっている。粉
砕ローラの基端は回転テーブルに対して接離できるよう
に枢着されて上下方向に揺動できるように取り付けら
れ、また油圧シリンダによってテーブル上面に押圧して
テーブル上に供給された原料への粉砕圧力を与えるよう
にしている。 ところで、この種の竪型粉砕機では、粉砕作業時におい
て回転テーブルと粉砕ローラ相互の作用で振動が発生す
るが、振動レベル（振幅値）が安定している場合はよい
が、振動レベルの変化が発生すると問題となる。振動レ
ベルの変化は粉砕ローラと回転テーブルによって形成さ
れる粉砕部において、噛み込んだ原料の流れが不安定あ
るいは不連続となることによって発生すると考えられ
る。粉砕部の摩擦力や粉砕ローラの押し付け力のバラン
スで定常的に発生する振動はいわゆる安定状態といえる
が、粉砕部に噛み込まれる原料の流れが滑りや逆流によ
って不安定あるいは不連続となると、振動レベルの変化
が現れる。また、原料からみれば、含有水分の変化によ
る摩擦係数の変化、粒度分布の変化、原料の物性（採掘
現場）の変化に起因するものと考えられる。 従来の40〜100μｍ程度の粉砕が行われる粉砕機のよう
に、精粉要求度（製品粗さ）が低く、上記原料性状に多
少の変化があってもよい場合、振動レベル変動に対する
許容度が大きかった。このため振動レベル変動がある
と、粉砕機に対する原料の供給量をコントロールするこ
とによって対処していた。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、粉砕粒度が２〜３μｍの微粉砕が要求さ
れる粉砕機では、上述のように性状の異なる原料が供給
されること等に起因して振動レベルの変化があると、次
のような問題を生じる。すなわち、振動レベルが高くな
ると、上記したように、粉砕部が不安定となるため、粉
砕効率が低下してしまう。特に微粉砕の場合には粉砕能
力が低下するだけでなく、製品粒度が粗くなり、要求製
品粒度を得ることができなくなってしまう問題があっ
た。この結果、振動レベルの増大に伴って電力原単位を
増大させてしまうのである。また、振動レベルの変化に
よって振幅値が増大し、安定時（10〜20μｍ）から増大
時（50μｍを越え、最大時100μｍの片振幅以上）に至
って、この状態が継続されると、粉砕機器の損傷、破壊
を経て運転停止に至ってしまう問題があった。 本発明は、上記従来の問題点に着目し、特に微粉砕用竪
型粉砕機において、振動レベルが安定レベルから増大レ
ベルに達したときに、速やかにもとの安定レベルに戻
し、粉砕効率の低下を防ぎ電力原単位が増大することが
なく、安定運転の継続ができるようにした竪型粉砕機の
振動レベル制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本発明に係る竪型粉砕機の
振動レベル制御方法は、回転テーブルとこのテーブル上
にて押圧され従動回転する粉砕ローラによって前記テー
ブル上に供給された原料の粉砕をなす竪型粉砕機におい
て、原料を１〜10μ程度に微粉砕する際に、前記テーブ
ル上の粉砕ローラの噛み込み部の上流側に補助ローラを
設け噛み込み層厚を均すとともに、均された層の層厚を
検出し、検出層厚が設定値以下の場合の機器振動レベル
を粉砕機に配設した振動計により検出して、検出した振
動レベルが設定値より低い場合には前記粉砕ローラのテ
ーブル面への圧下力を増大しつつ原料の供給量を増し、
検出した振動レベルが設定値より高い場合には前記粉砕
ローラの圧下力を低下しつつ原料の供給量を低下させて
振動レベルを安定させるように構成した。このとき検出
層厚が設定値より高く、振動レベルが高い場合には原料
供給量を増し、層厚が高く振動レベルが低い場合にはそ
のまま運転継続をなすようにすればよい。

【作用】

粉枠原料を例えば１〜10μ程度の微粉枠に粉枠している
ときに、原料の粉枠性状が変化してそれまで保たれてい
た安定状態がくずれ、振動レベルが急激に増大し、その
まま放置すると運転停止に至ることがある。そのため、
これらの状態を回避し、もとの安定状態に戻すために直
ちに適切な運転操作を行なわなければならない。本発明
においては、上記した構成を採ることによって、粉砕ロ
ーラと回転テーブル間の噛み込み層厚を補助ローラに付
帯した層厚検知手段で検知し、予め設定した設定値と比
較して、高いときには粉砕量を少なくし、ローラ層厚が
高くても振動レベルが低くなればその状態を保って運転
を継続する。一方、振動レベルが高くローラ層厚が低過
ぎるときは、粉砕ローラ圧下力を低下するとともに、粉
砕量を少なくする。そして、適当な時間間隔でローラ層
厚、振動レベルを検知し、ローラ層厚が高くても振動レ
ベルが低くなれば粉砕ローラ圧下力を上昇し、同時に粉
砕量を多くする。そして、振動レベルが適正値であれば
原則としてそのまま運転を継続する。以上のようなフィ
ードバック機構により、外乱に対する運転操作すること
により、振動レベルが調整され、上記検出・操作を間欠
的に繰返すことにより、安定した運転を継続することが
できる。

【実施例】

以下に本発明に係る竪型粉砕機の振動レベル制御方法の
具体的実施例を図面を参照して詳細に説明する。 振動レベル制御を行なう対象の竪型粉砕機を第３図〜第
５図に示す。この竪型粉砕機は、円筒状ケーシング10の
下部に垂直軸回りに回転駆動される円盤状の回転テーブ
ル12を設け、この回転テーブル12の上面の半径方向に沿
って油圧などにより圧接されて従動回転される複数個の
粉砕ローラ14を回転テーブル円周方向に等分する箇所に
設けた構造となっている。粉砕ローラ14の基端は回転テ
ーブル12に対して接離できるように枢着されて上下方向
に揺動できるように、第５図に示すように、水平軸120
を中心として揺動できるアーム122に連結され、これは
更にアーム124を介して油圧シリンダ126に連結されてい
る。したがって、油圧シリンダ126を収縮させることに
よって粉砕ローラ14を回転テーブル12の上面に押圧し、
回転テーブル12上に供給された原料への粉砕圧力を与え
るようにしている。原料はケーシング10に設けた投入シ
ュート16から回転ケーブル12上に供給されるようになっ
ており、投入された原料は回転テーブル12の回転によっ
て粉砕ローラ14との噛み込み部に供給され、粉砕ローラ
14による圧下力を受けて粉砕される。 また、上記複数の粉枠ローラ14間に位置して回転テーブ
ル12の外周部側上面には、各粉砕ローラ14の直上流部に
位置して小径の補助ローラ18が配置されている。この補
助ローラ18は、第６図にも示すように、ケーシング10側
に固定された水平軸20に枢着された略コ字形状のアーム
22の先端に取り付けられて上下方向に揺動可能とされ
て、回転テーブル12に対し接離動作可能となっている。
22aはエアシールである。また、この補助ローラ18はア
ーム22にローラ軸24を介して回転自在に軸支されてい
る。アーム22の下端は油圧シリンダ26に連結され、補助
ローラ18の転がり面と回転テーブル12との距離間隔を任
意に設定できるようにしている。この補助ローラ18と回
転テーブル12の間隔を調整する隙間調整器28が前記油圧
シリンダ26の近傍に設けられ、これは補助ローラ18を所
定間隔以上回転ローラ12の表面に近接させないようにし
たストッパ機能をなすようになっている。このため、隙
間調整器28は、アーム22の回転を抑制するようにアーム
22の背面に当接可能なねじ軸30と、踊場33に設置され、
ケーシング10側に固定されてねじ軸30を螺着する基台32
とから構成され、ねじ軸30の螺進によって前記隙間を調
整するようになっている。このような補助ローラ18は粉
砕ローラ14の直上流部にて回転テーブル12状の原料の表
面を所定の層厚になるように均し、粉砕ローラ14の噛み
込み部への原料層圧が均一になるようにしているのであ
る。 このような基本構成に加えて、当該竪型粉砕機には前記
補助ローラ18により均されて粉砕ローラ14に供給された
ローラ層厚を検出する手段が設けられている。これは、
第７図に示すように、補助ローラ18の側部に配置されて
当該ローラ18の揺動運動に連動して揺動するスイングレ
バー34を設け、このスイングレバー34に対面して前記踊
場33上に設定した基準面36を設けたものであり、この両
者の関係が補助ローラ18と回転テーブル12の関係となる
ように設定したものである。すなわち、スイングレバー
34が補助ローラ18に連動して揺動したときの当該スイン
グレバー34と基準面36との隙間Ｌが、補助ローラ18と回
転テーブル12との隙間に一致するように設定されている
のである。そして、スイングレバー34の下端面と基準面
36との間にはローラ層厚の検出センサ38が取り付けら
れ、このセンサ38によって両者の離間間隔を計測し、対
応する補助ローラ18と回転テーブル12の隙間距離を求
め、これに一致する原料のローラ層厚を検出するように
している。センサ38は一般的な距離センサを使用すれば
よく、例えば磁気スケールや超音波センサ等を用いれば
よい。また、粉砕機の振動レベルの計測手段である振動
計40が設けられており、これは粉砕機本体に付帯してそ
の振幅を計測するようにしている。 上記粉砕機の振動レベルの制御のための制御装置の構成
ブロック図を第１図に示す。この制御装置は、前記ロー
ラ層厚の検出センサ38の信号と粉砕機の振動計40の計測
信号を取込むコントローラ42を備えたもので、このコン
トローラ42にはローラ層厚のセンサ38からの信号を取込
み基準信号と比較する第一の比較器44と、振動計40から
の計測信号を取込み基準信号と比較する第二の比較器46
が設けられている。これらの比較器44、46は設定された
閾値と比較され、第一の比較器44ではローラ層厚が設定
された層厚より低い場合に「１」の出力がなされ、第二
の比較器46では設定された振幅値よりも検出振幅値が高
い場合に「１」の出力がなされるようになっている。両
比較器44、46の出力側は第一のアンド回路48の入力端子
に接続されており、このアンド回路48の出力端は粉砕ロ
ーラ14の油圧シリンダドライバ50に接続され、両比較器
44、46からの入力信号がともに「１」のときに粉砕ロー
ラ14の油圧シリンダ52に圧下力の低減信号を出力させる
ようにしている。また第一アンド回路48は原料フィーダ
ドライバ54にもオア回路55を介して接続され、同様にア
ンド回路48の出力によって原料フィーダ56に供給量を低
減する信号を出力させるようにしている。一方、前記比
較器44、46からの出力信号を入力する第二のアンド回路
58が設けられており、これには特に振動計40からの信号
の反転器60を介して入力させるようにしている。このた
め、第二アンド回路58ではローラ層厚が設定値より低
く、かつ振幅値が設定値より低い場合に出力がなされる
ようになっている。この第二アンド回路58の出力は前記
原料フィーダドライバ54に出力させるようになっている
が、この第二アンド回路58の出力が得られたときには、
粉砕ローラ14の油圧シリンダに圧下力を増圧させる駆動
信号を起動するとともに、原料フィーダ56に対し原料供
給量を増大させるような駆動信号を起動するように設定
されている。更に、第三アンド回路62が設けられてお
り、これには第一比較器44からの信号を反転器64を介し
て入力するとともに、第二比較器46の信号を入力させる
ようにしている。この結果、第三アンド回路62の出力は
ローラ層厚が高く、振動レベルが高い場合に出力され
る。第三アンド回路62の出力端は前記オア回路55を介し
て原料フィーダドライバ54に接続されており、当該第三
アンド回路62の出力が得られときに原料の供給量を減少
させるようにフィーダ56を起動させるようにしている。 このような制御装置による振動レベル制御の流れを第２
図のフローチャートを参照して説明する。 粉砕機の運転を開始した後、途中から投入原料の変化が
あると、ローラ層厚の検出センサ38からの信号が取込ま
れ、コントロール42の第一比較器44で検出層厚を設定値
と比較する（ステップ100）。検出層厚が設定値より低
い場合には駆動レベルの比較動作に入り（ステップ12
0）、これが設定値より低い場合には粉砕ローラ14の圧
下力を増大するさせるとともに（ステップ130）、原料
フィーダ56に供給量の増量信号を出力する（ステップ14
0）。逆に振動レベルが高い場合には粉砕ローラ14の圧
下力を弱め（ステップ150）、同時に原料フィーダ56の
供給量を少し絞り、粉砕量を低下させるのである（ステ
ップ160）。このような処理が終了すると、所定時間の
経過後に最初のステップ100に戻って安定化制御を繰返
す。 ここで、最初のステップ100において、層厚レベルが設
定値より高い場合には、振動レベルの判定をなし（ステ
ップ170）、振動レベルが高い場合には前記ステップ160
に進んで原料の供給量を低減させる。逆に層厚が高く振
動レベルも低い場合には問題がないので運転を継続さ
せ、一定時間をおいて最初のステップ100から上記処理
を繰返すのである。 このような処理により、運転されている粉砕機では原料
の性状の変化により、例えば原料粒度が小さくなって振
幅値が高くなった場合、粒度サイズが小さくなったこと
により変化するローラ層厚が即座に検出され、粉砕ロー
ラ14の圧下量を低減して振動レベルが変動することを抑
制することができる。またローラ層厚が低下しても振動
レベルが高くない場合にはローラ圧下量を増すととも
に、原料の供給量が増大され、ローラ層厚を所定の厚さ
に戻しつつ、粉砕量を増大させて粉砕効率を向上させる
ことができるのである。

【発明の効果】

以上説明したように、本発明によれば、回転テーブルと
このテーブル上にて押圧され従動回転する粉砕ローラに
よって前記テーブル上に供給された原料の粉砕をなす竪
型粉砕機において、原料を１〜10μ程度に微粉砕する際
に、前記テーブル上の粉砕ローラの噛み込み部の上流側
に補助ローラを設けて噛み込み厚層を均すとともに、均
された層の層厚を検出し、検出層厚が設定値以下の場合
の機器振動レベルを粉砕機に配設した振動計により検出
して、検出した振動レベルが設定値より低い場合には前
記粉砕ローラのテーブル面への圧下力を増大しつつ原料
の供給量を増し、検出した振動レベルが設定値より高い
場合には前記粉砕ローラの圧下力を低下しつつ原料の供
給量を低下させて振動レベルを安定させるようにしたの
で、特に微粉砕用竪型粉砕機において、振動レベルが安
定レベルから増大レベルに達したときに、速やかにもと
の安定レベルに戻し、粉砕効率の低下を生じて電力原単
位が増大することがなく、安定運転の継続ができるとい
う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例に係る振動レベル制御のコントローラ部
の構成ブロック図、第２図は振動レベル制御のフローチ
ャート、第３図の粉砕機の要部平面図、第４図は粉砕機
の部分破断斜視図、第５図は同粉砕機の粉砕ローラ部の
断面図、第６図は補助ローラの側面図、第７図は同平面
図、第８図は第７図のVIII−VIII線断面図である。 12……回転ローラ、14……粉砕ローラ、18……補助ロー
ラ、38……ローラ層厚検出センサ、40……振動計（振動
レベル検出手段）、42……コントローラ、52……粉砕ロ
ーラ用油圧シリンダ、56……原料フィーダ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転テーブルとこのテーブル上にて押圧さ
   れ従動回転する粉砕ローラによって前記テーブル上に供
   給された原料の粉砕をなす竪型粉砕機において、原料を
   １〜10μ程度に微粉砕する際に、前記テーブル上の粉砕
   ローラの噛み込み部の上流側に補助ローラを設けて噛み
   込み層厚を均すとともに、均された層の層厚を検出し、
   検出層厚が設定値以下の場合の機器振動レベルを粉砕機
   に配設した振動計により検出して、検出した振動レベル
   が設定値より低い場合には前記粉砕ローラのテーブル面
   への圧下力を増大しつつ原料の供給量を増し、検出した
   振動レベルが設定値より高い場合には前記粉砕ローラの
   圧下力を低下しつつ原料の供給量を低下させて振動レベ
   ルを安定させることを特徴とする竪型粉砕機の振動レベ
   ル制御方法。