JPH10323574A - 竪型粉砕機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粉砕産物の凝集を簡便容易に解砕して、ミル
差圧や動力原単位を低減し、ミル能力を向上した竪型粉
砕機を提供するものである。 【解決手段】 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、回転テーブル中心部に供
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し、頂部に
粉砕産物を分級する回転式のセパレータを備えた竪型粉
砕機において、該セパレータは、竪軸回りに回転するロ
ータと該ロータの回転手段と該ロータの外周に等間隔に
複数枚配設された分級羽根を備えるとともに、該分級羽
根の各々の外側に、下方の粉砕部より気体搬送によって
該セパレータへ導入され分級作用を受ける粉砕産物のう
ち、凝集された粉粒体を解砕する解砕羽根を固設した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転テーブルと粉
砕ローラとの協働により、セメント原料、石灰石、スラ
グ、クリンカやセラミック、化学品などの原料を粉砕
し、粉砕産物を頂部に設けたセパレータで分級して、所
望の粒度の粉末製品を得る竪型粉砕機に関するもので、
特に、粉砕産物が分級作用を受ける前に、凝集した粉粒
体を解砕する機能を付与した竪型粉砕機に関する。

【０００２】

【従来の技術】石灰石やセメント原料、スラグなどの原
料を細かく粉砕し粉体とする粉砕機の１種として、図８
に示すように、回転テーブルと粉砕ローラと回転式のセ
パレータ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、円筒状のケーシング１５の下部にお
いて電動機２Ｂ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
方向へ当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とを備えるとともに、粉砕機の
頂部には粉砕後の粉砕産物を分級する回転式のセパレー
タ１３を備えている。

【０００３】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。３Ｓは回転テーブル３Ａ外周縁に設けられた原料層
厚を調整するダムリング、１４は回転テーブル３Ａ周囲
のガス吹き上げ用環状空間通路、１４Ａはガス供給路、
１３は分級羽根１３Ａにより粉砕産物を分級する回転式
セパレータ、１６はガスとともに製品（分級後の精粉）
を取り出す排出口、１７は原料投入シュート、２０は熱
風ダクトである。

【０００４】このような竪型粉砕機において、回転テー
ブル３Ａ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上を滑る時に回転
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、半径方向の力と回転方向の力
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、粉砕ローラ４が回転テーブル３Ａ上に圧接
されて回転しているので、渦巻線を描いた原料は原料
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。

【０００５】一方、ケーシング１５の基部には熱風ダク
ト２０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１５の内周面との間の環状空間通路１４から吹き上
がることにより、粉砕された微粉体は回転テーブル３Ａ
の外周端のダムリング３Ｓを乗り越え、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の分級羽根１３Ａにより分級作用を受け、所定粒
度の製品はガスとともに排出口１６から排出されて次の
工程へ送られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の竪型粉砕機においては、以下に述べるような
技術上の問題があった。回転テーブルと粉砕ローラと原
料の粉砕を行なう粉砕部で生成した粉砕産物は、上昇気
流に随伴してセパレータの運ばれ分級作用を受けるが、
粉砕部で生成した粉砕産物の個々の微粒子は、単一の微
粒子のままセパレータへ運ばれるものもあるが、大部分
は、粉砕中に帯電した静電気により個々の微粒子がお互
いに牽き付けあい凝集を起こして粗大粒子となったり、
原料とともに竪型粉砕機内に持ち込まれる水分の影響に
より凝集を起こして大径の粒子の回りに小径の微粒子が
付着した状態のものや同一の小径の微粒子が集合して一
体化したままのものが、セパレータへ導入される。この
凝集現象は、所望の製品粒径が細かくなればなるほど顕
著になり、近年、粉砕産物の粒度への要求度が高まっ
て、それに伴って実施される超微粉砕領域の粉砕におい
ては、既に要求粒度に達した微粒子が凝集現象によりミ
ル内を循環してミル系より排出されないことが大きな問
題となってきた。

【０００７】この場合には、この凝集した集合粒子群
は、セパレータによる分級作用を受ける際には、見掛け
上、大径の粒子として扱われ、セパレータを通過するこ
となく粉砕部に戻される。表１は、大気中の湿度の程度
により分級結果が変化するテスト結果を示したものであ
り、数値は光透過法（湿式分散法）で測定した粒度分布
を示す値と、風篩法で設定した分級径によって粒度を表
示した値を示しており、風篩法では湿度の程度に応じて
凝集の程度が大きくなって見掛けの粒径が粗大化してい
る傾向がよく判る。すなわち、気流中では、湿式分散の
ときと異なり、微粒子同士が凝集を起こして見掛け上、
粗大な粒子として分級され、かつ、湿度が高いほどこの
傾向が強まることを示している。これと同様に、実際の
装置でも、大気湿度により分級結果が大きく変わる。

【０００８】

【表１】

【０００９】しかしながら、この凝集した集合粒子群を
構成する個々の微粒子は、大部分が所望の製品粒度にま
で粉砕された微粒子であり、本来、この竪型粉砕機の粉
砕系より離脱して外部に排出されるべきものであり、こ
のように集合粒子群がなかなか粉砕系より離脱し得ない
場合には、下記の不都合を生じる。

【００１０】 ミル内含塵量が増加し、ミル内圧力損
失が大きくなり、吸引ファン動力の増大を招く。 セパレータへの粉粒体の繰り返し分級動作が増える
ため、セパレータ動力が増大する。 粉粒体のミル内循環量が増える結果、ミル動力（回
転テーブル駆動動力）が増えるとともに、ミル粉砕能力
が低下する。 以上のことから、原料単位重量当たりの動力原単位
が増加する。 以上の課題があるため、分級作用直前の粉砕産物の凝集
を解消して、出来るだけ単一粒子の分級作用を出現する
何らかの対応策が待望されていた。

【００１１】

【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、本発明においては、第１の発明では、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、回転テーブル中心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し、頂部に粉砕産物を分級する
回転式のセパレータを備えた竪型粉砕機において、該セ
パレータは、竪軸回りに回転するロータと該ロータの回
転手段と該ロータの外周に等間隔に複数枚配設された分
級羽根を備えるとともに、該分級羽根の各々の外側に、
下方の粉砕部より気体搬送によって該セパレータへ導入
され分級作用を受ける粉砕産物のうち、凝集された粉粒
体を解砕する解砕羽根を固設した。

【００１２】また、第２の発明では、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
転テーブル中心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
の間で粉砕し、頂部に粉砕産物を分級する回転式のセパ
レータを備えた竪型粉砕機において、該セパレータは、
竪軸回りに回転するロータと該ロータの回転手段と該ロ
ータの外周に等間隔に複数枚配設された分級羽根を備え
るとともに、前記回転テーブルと該セパレータとの間
に、竪軸回りに高速回転自在なロータの外周に等間隔で
放射状に複数本の解砕棒を周設した解砕装置を備えた構
成とした。

【００１３】また、第３の発明では、第２の発明の解砕
装置の中心部を中空円筒体に形成するとともに、セパレ
ータへ導入された粉砕産物のうちセパレータの分級羽根
の分級作用により外方に撥ね飛ばされた粗粉粒子を集合
して、該中空円筒体の中空部分を貫通して回転テーブル
の中心部へ落下案内させる集合管をセパレータ外周に複
数本配設した。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明においては、第１の発明で
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、回転テーブル中心部に供給した原料
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し、頂部に粉砕産物を
分級する回転式のセパレータを備えた竪型粉砕機におい
て、該セパレータは、竪軸回りに回転するロータと該ロ
ータの回転手段と該ロータの外周に等間隔に複数枚配設
された分級羽根を備えるとともに、該分級羽根の各々の
外側に、下方の粉砕部より気体搬送によって該セパレー
タへ導入され分級作用を受ける粉砕産物のうち、凝集さ
れた粉粒体を解砕する解砕羽根を固設したため、凝集さ
れた粒子群は、分級作用を受ける直前に解砕羽根に衝突
し、個々の微粒子にばらばらに分解された後に分級羽根
に導入され、粉砕産物が正確に粗粉と精粉に分級される
から、凝集によるミル内循環が大幅に低減化される。

【００１５】また、第２の発明では、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
転テーブル中心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
の間で粉砕し、頂部に粉砕産物を分級する回転式のセパ
レータを備えた竪型粉砕機において、該セパレータは、
竪軸回りに回転するロータと該ロータの回転手段と該ロ
ータの外周に等間隔に複数枚配設された分級羽根を備え
るとともに、前記回転テーブルと該セパレータとの間
に、竪軸回りに高速回転自在なロータの外周に等間隔で
放射状に複数本の解砕棒を周設した解砕装置を備えた構
成としたため、粉砕部よりセパレータへ向かう途中の含
塵ガス中の凝集粒子群は、解砕装置の高速回転する解砕
棒に衝突して、個々の微粒子にばらばらに分解された後
に分級羽根に導入され、粉砕産物が正確に粗粉と精粉に
分級されるから、凝集によるミル内循環が大幅に低減化
される。

【００１６】さらに、第３の発明では、第２の発明の解
砕装置の中心部を中空円筒体に形成するとともに、セパ
レータへ導入された粉砕産物のうちセパレータの分級羽
根の分級作用により外方に撥ね飛ばされた粗粉粒子を集
合して、該中空円筒体の中空部分を貫通して回転テーブ
ルの中心部へ落下案内させる集合管をセパレータ外周に
複数本配設したため、分級作用により選別されて再粉砕
を必要とする粗粉が、解砕装置の回転中の解砕棒を通過
することなく、回転テーブルに戻されて再粉砕されるこ
とになるから、上昇気流を乱すことがなくなるので、よ
り安定したミル内ガス流れを形成し、連続安定運転が継
続される。

【００１７】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例の詳細に
ついて説明する。図１〜図９は本発明の実施例に係り、
図１は竪型粉砕機の全体縦断面図、図２〜図４はそれぞ
れ他の実施例を示すセパレータの要部概略縦断面図、図
５は解砕装置の要部縦断面図、図６は図５の解砕装置の
要部縦断面図、図７は他の実施例を示す解砕装置の側面
図、図８は図７のＡ−Ａ視の平面図、図９は図７の解砕
装置の要部拡大縦断面図、図１０はミル差圧およびミル
電力原単位と粉砕量の相関に関する従来機と本発明に基
づく改善機の比較図である。

【００１８】本発明の竪型粉砕機１Ａでは、図１に示す
ように、セパレータ１３の分級羽根１３Ａの外側に集合
微粒子を解砕する解砕羽根１３Ｂを分級羽根１３Ａより
分岐して配設する。分級羽根１３Ａは、一般に断面がＬ
字形状に屈曲した、たとえば、不等辺山形鋼を使用する
のに対して、解砕羽根１３Ａは分級が主目的でなく解砕
羽根間を通過する含塵ガス上昇気流に解砕羽根１３Ｂを
回転して含塵ガス中の集合微粒子を衝突させて粉々に分
離させる（解砕させる）ことが主目的であるから、平滑
な平板を採用する。だだし、解砕羽根１３Ｂの剛性を保
つために分級羽根１３Ａと同様に不等辺山形鋼を使用し
てもよい。

【００１９】図２〜図４は、いずれも、解砕羽根１３Ｂ
を有するセパレータ１３の他の実施例を示したもので、
図２の実施例では、セパレータ１３のロータである下部
コーン１３ａの円錐底面に沿わせた延長上に解砕羽根１
３Ｂを設けた。また、図３の実施例では、下部コーン１
３ａの底面を水平にして解砕羽根１３Ｂを水平に配置し
たものであり、図４の実施例では、従来機の分級羽根位
置に解砕羽根１３Ｂを配置し、分級羽根１３Ａはその内
側に垂直に配置した。

【００２０】図５は、第２の発明に相当する解砕装置５
０の実施例を示し、セパレータ１３の解砕羽根１３Ｂの
代わりに、粉砕部とセパレータ１３との間に、解砕装置
５０を設置したものである。解砕装置５０の詳細構造
は、図５や図６に示すように、ケーシング１５の外側に
配置した可変速電動機６０の水平出力軸５０ｅを減速機
７０を経由してミル内に導き、ギアボックス５０ｂ内の
ベベル歯車５０ｃ、５０ｄの噛合により竪軸回りに変換
してミル内で竪軸回りに高速回転する水平な解砕棒５０
ａを配設したものであり、解砕棒５０ａは円柱または矩
形断面平板で形成され、円周等間隔に放射状に複数本配
設される。

【００２１】図５の解砕装置では、ミル中心部に解砕装
置５０のギアボックス５０ｂは配置されるため、図１の
ようなミル軸芯下方に垂直に原料を投入するセンタ・フ
ィード方式が採用できず、このため原料投入シュート１
７はケーシング１５の側方寄り斜め下方に原料を供給す
るサイド・フィード方式を採用する。

【００２２】原料に性状や回転テーブル上への均等原料
供給が望まれる場合には、センタ・フィード方式を採用
するため、図７〜図９の他の実施例に係る解砕装置５０
Ａ（第３の発明に相当する）を採用する。この解砕装置
５０Ａは、センタ・フィード方式が採用できるように、
解砕装置５０の軸芯部分が中空に形成されたもので、ス
タンド５０ｆに固設された中空の円筒体５０ｇの外周に
軸受５０ｈを介してガースギア（大歯車）５０ｉを取り
付け、図５の解砕装置５０と同様に、ケーシング１５の
外側に配置した可変速電動機６０の水平出力軸５０ｅを
減速機７０を経由してミル内に導き、ギアボックス５０
ｂ内のベベル歯車５０ｃ、５０ｄの噛合により竪軸回り
に変換してガースギア５０ｉと噛合するピニオンギア
（小歯車）５０ｊを回転することによって、ミル内で竪
軸回りに水平な解砕棒５０ａを高速回転するように構成
した。この場合には、円筒体５０ｇ内に原料投入シュー
ト１７を導くことが出来るから、センタ・フィードが可
能である。

【００２３】また、図７や図８に示すように、セパレー
タ１３の分級羽根１３Ａの外側に、分級羽根１３Ａによ
って進入を排除された分級点（分級粒径）以上の粗粉を
集めて回転テーブル３Ａの中心部に案内落下させる粗粉
導管８０を円周等間隔に２ないし６本程度配設する。粗
粉導管８０の分級羽根１３Ａの対向する部分は半割り状
態のパイプとするか、または、図８に示すように、分級
羽根１３Ａの回転方向を考慮して耳型形状とし、それ以
下の部分は筒状に形成されたパイプを使用する。粗粉導
管８０の下端部は円筒体５０ｇの側壁に接続され、セパ
レータ１３で分級後の粗粉は解砕棒５０ａを横切ること
なく回転テーブル中心部へ再粉砕のため戻されるから、
ミル内の上昇気流を乱すことがなく、ミル内圧力損失の
変化が少なく、振動の発生を最小限に抑えて、安定した
連続運転が継続できる。

【００２４】図１０は、本発明の解砕羽根１３Ａを設け
たセパレータ１３を有する竪型粉砕機のテスト機（回転
テーブル径：３６０ｍｍ）で粉砕テストを実施した場合
の、解砕羽根１３Ａを設けない従来テスト機との分級性
能を比較したグラフであり、この結果によると、明らか
に、凝集した集合微粒子の破壊後に分級する本発明の改
善機は、従来機に比べて、ミル差圧、ミル電力原単位が
向上し、かつ、その他のテスト結果においても、ミル差
圧、ミル電力原単位のほかにも、表２に示すように、ミ
ル能力が優れていることが判明した。

【００２５】

【表２】

【００２６】以上説明したように、本発明の竪型粉砕機
においては、解砕羽根１３Ｂや解砕装置５０、５０Ａの
解砕棒５０ａの存在により、凝集した集合微粒子が、破
壊され個々の微粒子がばらばらになって分級羽根１３Ａ
を通過する程度が大幅に増える結果、ミル圧力損失（ミ
ル差圧）が減り、吸引ファン動力やミル駆動動力が低減
できるとともに、ミル能力が増大し、ミル動力、吸引フ
ァン動力、セパレータ動力を総合した総合動力原単位の
大幅な低減が達成される。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、下記のような優れた効果を発揮できる。 （１）極めて簡単な構造の解砕羽根や解砕棒の設置によ
り、ミル差圧が低下して吸引ファン動力が低減され、か
つ、ミル駆動動力が低減できる。 （２）所望粒度の精粉収率が向上する。 （３）ミル能力が向上するとともに、動力原単位の大幅
な低減が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る竪型粉砕機の全体縦断面
図である。

【図２】本発明の実施例に係るセパレータの要部概略縦
断面図である。

【図３】本発明の実施例に係るセパレータの要部概略縦
断面図である。

【図４】本発明の実施例に係るセパレータの要部概略縦
断面図である。

【図５】本発明の実施例に係る解砕装置の要部縦断面図
である。

【図６】図５の解砕装置の要部縦断面図である。

【図７】本発明の他の実施例に係る解砕装置の側面図で
ある。

【図８】図７のＡ−Ａ視の平面図である。

【図９】図７の解砕装置の要部拡大縦断面図である。

【図１０】ミル差圧およびミル電力原単位と粉砕量との
相関に関する従来機と本発明に基づく改善機の比較図で
ある。

【図１１】従来の竪型粉砕機の縦断面図である。

【符号の説明】

１ 竪型粉砕機（従来） １Ａ 竪型粉砕機（本発明） ２ 減速機 ２Ｂ 電動機（回転テーブル駆動用電動機） ３Ａ 回転テーブル ３Ｓ ダムリング ４ 粉砕ローラ ４ａ 回転軸 ５ アーム ６ 軸（回転軸） ７ アーム １３ セパレータ １３Ａ 分級羽根 １３Ｂ 解砕羽根 １３ａ 下部コーン １４ 環状空間通路 １５ ケーシング １７ 原料投入シュート ２０ 熱風ダクト ５０ 解砕装置 ５０ａ 解砕棒 ５０ｂ ギアボックス ５０ｃ ベベルギア ５０ｄ ベベルギア ５０ｅ 出力軸 ５０ｆ スタンド ５０ｇ 円筒体 ５０ｈ 軸受 ５０ｉ ガースギア ５０ｊ ピニオンギア ６０ 可変速電動機 ７０ 減速機 ８０ 粗粉導管

Claims (3)

【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、回転テーブル中心部に供
   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し、頂部に
   粉砕産物を分級する回転式のセパレータを備えた竪型粉
   砕機において、 該セパレータは、竪軸回りに回転するロータと該ロータ
   の回転手段と該ロータの外周に等間隔に複数枚配設され
   た分級羽根を備えるとともに、 該分級羽根の各々の外側に、下方の粉砕部より気体搬送
   によって該セパレータへ導入され分級作用を受ける粉砕
   産物のうち、凝集された粉粒体を解砕する解砕羽根を固
   設したことを特徴とする竪型粉砕機。
2. 【請求項２】 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、回転テーブル中心部に供
   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し、頂部に
   粉砕産物を分級する回転式のセパレータを備えた竪型粉
   砕機において、 該セパレータは、竪軸回りに回転するロータと該ロータ
   の回転手段と該ロータの外周に等間隔に複数枚配設され
   た分級羽根を備えるとともに、 前記回転テーブルと該セパレータとの間に、竪軸回りに
   高速回転自在なロータの外周に等間隔で放射状に複数本
   の解砕棒を周設した解砕装置を備えたことを特徴とする
   竪型粉砕機。
3. 【請求項３】 解砕装置の中心部を中空円筒体に形成す
   るとともに、セパレータへ導入された粉砕産物のうちセ
   パレータの分級羽根の分級作用により外方に撥ね飛ばさ
   れた粗粉粒子を集合して、該中空円筒体の中空部分を貫
   通して回転テーブルの中心部へ落下案内させる集合管を
   セパレータ外周に複数本配設してなる請求項２記載の竪
   型粉砕機。