JPS6012145A - ロ−ラミル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、垂直軸のまわりに回転する粉砕テーブル上に
供給した原料を、粉砕テーブル上面に向かって押圧され
る回転自在の粉砕ローラと、粉砕テーブルとの間で挟圧
破砕するローラミルの改良に係り、特に、振動の減少、
轡砕効率の向上等を目的とするローラミルに関するもの
である。

セメントクリンカ及び高炉スラグ等の粉砕には、従来ボ
ールミル等のドラムミルが用いられているが、かかるド
ラムミルは効率が低くランニングコストを押し上げ、非
電に不経済である。

このような点から近年比較的効率の良い上記ローラミル
をセメントタリンカ油圧シリンダ高炉スラグ等の粉砕に
用いんとする努力が払われているしかし、ローラミルの
場合、ドラムミルのようにボール等の粉砕媒体と環材と
の衝突、摩砕によって原料の粉砕を行うものではなく、
機台に支承された粉砕テーブルと粉砕ローラとの間に噛
み込んだ原料を、両者の挟圧力によって積極的に破砕す
るものであるから、粉砕ローラ等に生じた振動は多くの
場合機台に伝達されるため、ドラムミルと較べて振動が
大きいことがローラミルをセメントクリンカや高炉スラ
グ粉砕用に使用する上での障害となっている。

またローラミルはドラムミルに比して粉砕効率が良いこ
とは知られているが、現在のローラミルの効率はかなら
ずしも満足しうるものではなく、かなりの改善の余地が
あるものと考えられる。

上記のようなローラミルにおける振動、とりわけ粉砕ロ
ーラの振動によって発生する振動の原因には、大別して
原料の硬度又はその変化に起因して生じるものと、粉砕
原料の滑りによって粉砕ローラの半径方向に生じる所謂
自動振動とがあり、本発明は後者の自動振動の低減及び
粉砕効率の向上環を目的とするものである。

まず第１図乃至第４図を参照して上記自励振動の生じる
原因について説明する。

第１図は、従来の一般的なローラミルの構造を示す側断
面図であり、図中１は粉砕テーブルで、垂直軸２のまわ
りに図示せぬモータ等の駆動源により積極的に回転駆動
される。

粉砕テーブル１の上面には、上記垂直軸２を中心とする
環状溝３が形成され、この環状溝３は図に示す如く下方
向に向かって陥没する円弧状の断面形状をなしている。

また粉砕テーブル１の上部には、その外周面４が上記環
状溝３に対向する一組の粉砕ローラ５ａ、５Ｉ、が環状
溝３との間の隙間６を介して環状溝３の方向へ押圧付勢
された状態で取り付けられている。

即ち粉砕ローラ５．．５ｂは、本体ケーシング７から粉
砕室８内へ挿入されたローラ軸９ａ、９Ｉ。

に回転自在に支承され、ローラ軸９ａ、９ｂは本体ケー
シング７外に設けた水平軸１０．　、　１０ｂに垂直内
面において揺動自在に取り付けたアームｉｔａ、ｔｉｂ
に固着されており、ストッパアーム１２に螺着したボル
ト１３の先端がアーム１１゜（１１１，）に当接するこ
とにより、粉砕ローラ５８．５しと環状溝３との間の隙
間６の幅の最小限界が設定されている。

また上記−組のアームｌｌａ、ｌｌｂの各先端部は、緊
張装置１４を介してロッド１５ａ、１５Ｉ。

によって連繋されている。

従って粉砕テーブル１．の」−曲中央部へ供給された原
料は、粉砕テーブルｌの円錐状の上面形状及び粉砕テー
ブルｌの回転による遠心力によって外周方向へ、即ち環
状溝３内へ移動し、粉砕ローラ５ａ、５１．と粉砕テー
ブルｌの間の隙間６に噛み込まれて挟圧破砕される。

但し一方の粉砕ローラ、例えば５ａに噛み込まれる原料
の層厚が厚ずぎる場合には、粉砕ローラ５ａは緊張装置
１４の回動付勢力に抗して上方向へ逃げる向きに回動す
るため、その回動力はロッド１５ａ、緊張装置１４、ロ
ッド１５Ｉ、を介して相手側の粉砕ローラ５Ｉ、を取り
付けたアーム１１トに伝達され、その粉砕ローラ５ｂを
環状溝３の方向へ押し付け、原料の層厚の変化に応じて
粉砕ローラ５ａ、５ｂの押圧力が自動的に調整されるよ
うに構成されている。

こうして粉砕ローラ５．．５．にょって粉砕された原料
は、粉砕テーブル１の遠心力によって粉砕テーブルｌの
外周部へ移動し、粉砕テーブル１の外周を囲繞する上向
きのノズル１６がら流出する上向きの空気流によって噴
き上げられ、粉砕室８の上部に設けた図示せぬ選別装置
によって粒度の選別が行われ、一定精度以下の微粉のみ
が粉砕室８外へ取り出され、一定精度に達しない粗粉は
再度粉砕テーブル１の上面へ戻され、粉砕処理される。

ところで従来のローラミルでは第２図（ａ）及び（ｂ）
に示すように、粉砕ローラ５の外周面４の曲率半径中心
点Ｘ譬は、環状溝３の断面中心線Ｙ上にあり、□且つ粉
砕ローラ５ａ、５ｂの外周面４、及び粉砕テーブル１の
環状溝３のローラ軸９ａ又は９トを通る平面で切断した
場合の各曲率半径ｒとＲとは、従来、Ｒ＞＜となってい
る。

第２図（ａ）に示した例では Ｒ’　＝ＲＩ　％　’　ｒ　＝ｒ　’１　。

Ｒ１＝ｒ、＋ｄ、、ｄ１　＝ｄ。

で、両凸面の間の隙間６の粉砕ローラ半径方向の厚さｄ
は一定（ｄｌ）であり、同図（ｂ）に示した例では Ｒ；Ｒ１、ｒ　＝ｒ２　＋　Ｒ＋　〉ｒ２　＋ｄ６　％
ＲＩ　＞ｒ２＋ａ２．ｄ７　＞ｄ６ の場合を示しζ両凸面の間の隙間６の厚さｄは中央部の
厚さｄｏよりも後端側の厚さｄ２が常に大となるように
設定されている。

その為従来のローラミルでは、例えば第２図（ｂ）に示
す如く、上記隙間６に入り込んだ原料Ｇは粉砕ローラ５
と環状溝３との間で挟圧破砕されるものであるから、挟
圧時、原料Ｇに粉砕ローラ５を支承するローラ軸９に直
角の方向の押圧力Ｆ１が作用すると共に、この押圧力Ｆ
、に直角の方向の剪断力Ｆ２が作用し、剪断力Ｆ２によ
って粉砕された原料が隙間６からローラ軸９の軸芯の方
向へ流出しようとし、而も原料には前記したように粉砕
テーブル１の回転による遠心力が作用している為、専ら
粉砕テーブル１の半径方向外方向への流出が生じる。

ローラミルではこうした原料の外方向への流出により原
料Ｇの層厚、即ち隙間６の厚さが急激に変化し、回転速
を起こすことによって粉砕ローラ５が振動する。かかる
自励振動は新たな原料の噛み込みと、その粉砕の都度化
じるものであり、原料が微粉砕される程、即ち原料粉末
の摩擦係数が小さく、ローラ軸９の軸芯方向の前記原料
粉末の流れの傾向が大きい程生じやすく、極端な場合に
は運転不能に陥る。

またローラミルの場合、原料の粉砕はわ）砕ローラ５を
正面から見た第３図に示す如く、圧縮が完了したローラ
直下の点１６で行われるのではなく、粉砕テーブル１の
進行方向後方の噛み込み点１７　（ローラ中心からｌだ
け後方の点）において行われるものであり、粉砕ローラ
５を平面的に見た第４図に示す如く、上記噛み込み点１
７における粉砕テーブル１の回転方向（接線方向）の周
速Ｆ３に対して粉砕ローラ５の外周面の回転方向の周速
Ｆ、は角度αの分だけずれており、このずれ角度αに対
応して噛み込み点１７の直下の原料にはＦ５の方向（外
方向）の剪断力が働くことになり、この剪断力Ｆ５によ
っても原料粉末の流動が生じ、これが自動振動を増大さ
せていると考えられる。

このように粉砕ローラ５の自励振動の要因は隙間６にお
ける原料粉末のローラ軸９の方向への流れによるもので
あるが、第１図及び第２図に示したように従来のローラ
ミルでは、隙間６の厚みがローラ軸９の方向に一定（第
２図（ａ））か、又は中央部よりも外端部の厚みの方が
大きく　（第２図（ｂ））なっており、い１−れにして
も外方に開放された状態となっているため、隙間６で生
じた原料の流れを阻止する形状とはなっておらず、自励
振動の生じやすい構造となっているのである。

更に本考案者が実験によって粉砕ローラ５の回転数と粉
砕テーブル１の回転数とを実測して確認した処によると
、粉砕ローラ５は第２図に示すように環状８３の断面中
心線Ｙよりも粉砕テーブル１の半径方向外側の領域Ｚの
部分で実際の粉砕が行われているものであり、粉砕テー
ブルｌの半径方向に見て内側の領域ＺＩ′については殆
ど粉砕活動に寄与していないことが明らかとなった。

更にまた従来のローラミルでは、上記したように粉砕原
料が粉砕ローラ５と粉砕テーブル１との間の隙間６から
容易に流れ出す（逃げる）ような構造となっているため
、粉砕ローラ５の押圧力Ｆ。

が有効に原料粉末に作用する前に原料が逃げてしまい、
十分な圧縮破砕が行われず、これがローラミルの粉砕効
率を低下させる一因となっている。

本発明は上記の点に鑑み、粉砕ローラと粉砕テーブルの
環状溝との間の隙間における原料の粉砕テーブル外方向
への流れを阻ｌトして自励振動の減少及び粉砕効率の向
上を図らんとするもので、その要旨とする処が、粉砕テ
ーブル上に供給された原・料を該粉砕テーブルと、ロー
ラ軸に回転自在に支承され粉砕テーブル上面に向かって
押圧された粉砕ローラとの間で挟圧して粉砕するローラ
ミルにおいて、粉砕ロー□う外５周面にローラ軸先端に
向かって断面積が減少するテーバ面を形成した点にある
ローラミルを提供するものであり、粉砕ローラをこのよ
うな形状にすることによって、粉砕ローラ外周面と粉砕
テーブルの環状溝との間の隙間の形状を、粉砕テーブル
半径方向に見て外側程楔状に隙間が狭くなるようになし
て、原料の外方向への流れを制限するようにしたもので
ある。

続いて第５図以下の添付図面を参照して本発明を具体化
した実施例につき説明し、本発明の理解に供する。

ここに第５図は本発明の一実施例にががるローラミルの
側断面図、第６図は他の実施例にががるローラミルの概
略側断面図である。

尚第１図、第２図に示した構成要素と共通の要素には同
一の符号を使用する。

第５図において、９は前記ローラ軸で、本体２０に取り
付けた支軸１０を中心として回動可能のアーム１１に固
着されており、該ローラ軸９の先端には、粉砕ローラ２
５が回転自在に取り付けられている。

上記粉砕ローラ２５の外周面２４の先端部分には、ロー
ラ軸９に直角の平面で切断した時の断面積がローラ軸９
の先端に向かって減少するテーパ面２４．が形成され、
このテーパ面２４．と環状溝３とによって挟まれた隙間
２６は粉砕テーパｌの半径方向にみて外側程狭くなるよ
うな形状となっている。

従って隙間２６の入口部２６．の厚さＤａより出口部分
２６トの厚さＤＩ、が小さくなっている。

続いて上記のような形状の粉砕ローラによって粉砕加工
を行う場合の作動につき、第５図に示した例を参照して
説明する。

上記したように粉砕テーブル１の回転による遠心力によ
りその半径方向へ移動し、環状溝３内に流入する。

流入した原料は、そこで環状溝３上へ押圧された粉砕ロ
ーラ２５との間の隙間２６に噛み込まれて行く。

一方第５図に示す如く、２断面円弧状の環状溝３と粉砕
ローラ２５のテーパ面２４ａとの間の隙間２６は前記の
ように、外方向へ向かって断面積が縮小する楔状に形成
されている。

その為、外方向へ流れ出そうとする原料が出口部分２６
トで詰まりを生じ、外方向への原料の流れが阻止される
ことになり、前記の通り粉砕作用に実質的に寄与する出
口部分２６しにおける挟圧により十分に粉砕された原料
のみが上記出口部分２６、を通って粉砕テーブル１の外
周部へ排出されることになり、隙間２６の厚めが一定に
保たれて自動振動が減少する。

また上記のように原料の外方向への流れが阻止される結
果、未粉砕の原料が粉砕テーブル１の外方向へ流れ出す
不都合がなくなり、十分に粉砕された原料のみがノズル
・１６の方向へ流出するので粉砕効率が飛躍的に上昇す
る。　・　□例えば第７図は従来のローラミル（白丸が
実・験値を表す）と、本発明に係るローラミル（黒丸）
とを用いて処理量にかいするブレーン値（粒度を表し単
位はｃｍ／ｇ）の関イ系を実験によ・りめたものである
が、同図に明らかな如く単位時間当たり同じ量の原料を
処理した場合、本発明を用いた方がはるかに細かい粒度
の製品を得ることが出来、本発明に係るローラミルの粉
砕効率が飛躍的に向上していることが理解される。

また製品のブレーン値は一般に３２００を超えたもので
なければならないが・、従来のローラミルでこの値を得
る為には処理量を１２３　Ｋｇ／ｈ程度以下に押さえる
必要があるが、本発明に係るローラミルでは、　１７０
Ｋｇ／ｈ　Ｆの処理量が確保され、粉砕効率の向上が裏
付けられる。

さらに同グラフ中、微振域とは、運転に全く支障のない
軽微な振動を生じる領域を、また弱振域とは、これ以上
の振動が生じると長期運転に支障がでると思われる領域
で、微振域よりも大きい振動を生じる部分であり、本発
明に係るローラミルでは処理量を１１５Ｋｇ／ｈ以上と
した場合、ブレーン値が４３００を超えると弱振動を生
じるもので製品の粒度と振動との関係が明瞭に理解され
る。

上記の説明・では本発明を粉砕ローラを粉砕テーブル上
の環状溝に押圧したローラミルについて説明したが、本
発明は第６図に示す如き粉砕テーブル１’（７）上面３
′を偏平な粉砕面に構成したローラミルについても当然
に適用可能であり、この場合粉砕ローラ２５′の外周面
は、実質的に粉砕作用を行うテーパ状の外周面２４′と
、その先端部に設けたローラ軸９の先端方向に向かって
断面積が更に急激に減少するテーパ面２４ａ′とより構
成されている。

本発明は以上述べたように、粉砕テーブル上に供給され
た原料を該粉砕テーブルと、ローラ軸に回転自在に支承
され粉砕テーブル上面に向かって押圧された粉砕ローラ
との間で挟圧して粉砕するローラミルにおいて、粉砕ロ
ーラ外周面にローラ軸先端に向かって断面積が減少する
テーパ面を形成したことを特徴とするローラミルである
から、粉砕ローラと粉砕テーブルの環状溝との間で挟圧
粉砕された原料の粉砕テーブル半径外方向への逃げ（流
れ）が阻止され、粉砕ローラの振動が抑制されると共に
粉砕効率が向上するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のローラミルの側断面図、第２図（ａ）、
（ｂ）は、それぞれ同ローラミルの粉砕ローラと粉砕テ
ーブルとの形状の関係を示す側断面図、第３図は粉砕状
態を説明するための粉砕ローラの正面図、第４し１は同
粉砕ローラの平面図、第５図は本発明の一実施例にかか
るローラミルの側断面図、第６図は他の実施例にかかる
ローラミルの概略側断面図、第７図は本発明の効果を示
すグラフである。 （符号の説明） １・・・粉砕テーブル　３・・・環状溝９・・・ローラ
軸　２４・・・外周面 ２５・・・粉砕ローラ　２６・・・隙間２６□・・・隙
間２６の入口部分 ２４、．２４．’・・・テーパ面 ２６ト・・・出口部分 Ｄａ・・・隙間２６の入口部分の厚さ Ｄし・・・隙間２６の出口部分の厚さ。 出願人　株式会社　神戸製鋼所 小野田セメント株式会社 代理人　弁理士　本庄武男 第５図 □、９４二°。 手続？市−１、Ｅ書（自発） ２、発明の名称 ローラミル ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　〒６５１　神戸市中央区脇浜町１丁目３番１８号
名称　（１１９）株式会社　？申戸製多岡所代表者　牧
　冬　彦 ４、代理人　〒５３０ す」とあるのを「粉砕ローラ５が回転速を起こす」に訂
正する。 ２、同第１３行ページ第３行目に「原料のみが」とある
のを「原料が」に訂正する。 ３、同ページ第８行目にｒａｍ’／ｇＪとあるのを「ｃ
＋Ｉｌ／ｇ」に訂正する。 ４、同ページ第１２行目〜第１３行目に「本発明に係る
ローラミルの・・・・・・・・・ことが理解される。」
とあるのを「同一ブレーン値での処理量を増大すること
ができる。」に訂正する。 ５、同第１４ページ第５行目に「処理量を１１５Ｋｇ／
ｈ以上とした場合」とあるのを「処理量１１５ｋｇ／ｈ
で」に訂正する。 ６、同第１３ページ第１６行目、同第１３ページ１８行
目にそれぞれｒＫｇ／　ｈ　ｊとあるのを「ｋｇ／ｈ」
に訂正する。 手続？甫正書（自発）　７・・ ｌ、事件の表示　昭和５８年特許願第１２０８４５号２
、発明の名称 ローラミル ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　〒６５１　神戸市中央区脇浜町１丁目３番１８号
名称　（１１９）株式会社　？申戸製金岡所代表者　牧
　冬　彦 ４、代理人　〒５３０ 欄」、「図面の簡単な説明の欄」及び「図面」方式６へ Ｉｔ正の内容 ■、特許請求の範囲の欄を次のように訂正する。 ［粉砕テーブル上に供給された原料を該粉砕テーブルと
、ローラ軸に回転自在に支承され粉砕テーブル上面に向
かって押圧された粉砕ローラとの間で挟圧して粉砕する
ローラミルにおいて、粉砕ローラ外周面に、ローラ軸に
直角の平面で切断した時の断面積がローラ軸先端に向か
って減少するテーパ面を形成したことを特徴とするロー
ラミル、」■、発明の詳細な説明の欄の補正 明細書に次の補正を行う。 （１）第１４ページ第１７行目に「されている。」とあ
るのに続けて次の文章を挿入する。 「」−記のような粉砕テーブルの上面が偏平なローラミ
ルについて本発明を適用すると更に第８図（ａ）〜（ｄ
）に示すような変形例が考えられる。 第８図（ａ）〜（ｄ）に示した変形例に係るローラミル
では粉砕ローラ２５８〜２５．ａの外周面に共通してロ
ーラ軸に直角の平面で切断した時の断面積がローラ軸先
端に向かって減少するテーパ面が形成されている。 倒し同図（ａ）〜（Ｃ）は粉砕ローラ２５＝〜２５ｃの
外周面中央部に環状の溝を形成したもので、同図（ａ）
は外周面全体が１つの円錐台に一致する場合、同図（ｂ
）はローラ軸先端部側の外周面２４□のなす円錐台形状
と後端部側の外周面２４Ｊとに段差がある場合、同図（
Ｃ）は同図（ｂ）と同学のわ）砕ローラ２５ｃを段付の
ある粉砕テーブル１ａの上面に対−間させた場合、同図
（ｄ）は同図（Ｃ）において環状溝を省略した場合をそ
れぞれ示している。」 ■、図面の簡単な説明の欄の補正 （１）明細書第１５ページ第１８行目に「グラフである
。」とあるのを「グラフ、第８図は第６図に示したロー
ラミルの変形例を示す概略側面図である・」に訂正する
。 ＩＶ、図面の補正、 別紙の通り第８図を補充する。 ８、添付書類の目録 （１）図面（第８図）　１通 第８図 （ａ）　（ｂ）　（ｃ） （ｄ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 粉砕テーブル上に供給された原料を該粉砕テーブルと、
   ローラ軸に回転自在に支承され粉砕テーブル上面に向か
   って押圧された粉砕ローラとの間で挟圧して粉砕するロ
   ーラ、ミルにおいて、粉砕ローラ外周面にローラ軸先端
   に向かって断面積が減少するテーバ面を形成したことを
   特徴とするローラミル。