【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、竪型粉砕機（竪型ミルと称されることもある）、分級装置、及びボールミルを備えて、セメントクリンカ、セメント原料、スラグ、石炭、炭酸カルシウム、セラミック及び化学品等の鉱物を原料として効率良く粉砕する粉砕方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来から、石炭、石灰石、セメント原料、スラグ、セメントクリンカ、セラミック及び化学品等の原料を微粉砕する粉砕装置として、竪型粉砕機とボールミルを備えた２段粉砕装置、あるいは回転式の分級機を内蔵した竪型粉砕装置が用いられている。
【０００３】
前記２段粉砕装置は、竪型粉砕機で粉砕した原料を、再度ボールミルで粉砕することによって原料を微粉砕する粉砕装置であって、例えば特開平４−３３８２４４号公報に開示された技術は、竪型粉砕機で粉砕した原料を分配手段で分配しながら、竪型粉砕機とボールミルで再度粉砕することによって、原料を微粉砕する粉砕装置であり、そのような従来の粉砕装置の１例を図８に示す。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−３３８２４４号公報
【０００５】
また、前記分級機を内蔵した竪型粉砕機として、例えば特開昭５７−７５１５６号公報に開示された技術がある。
【０００６】
【特許文献２】
特開昭５７−７５１５６号公報
【０００７】
特開昭５７−７５１５６号公報に開示された竪型粉砕装置は、粉砕機内の粉砕ローラと回転テーブルの間で粉砕した原料を回転テーブル下方から導入したガスで吹き上げて、該回転テーブルの上方に配した回転式の分級機で分級し、微粉を装置外に取り出すとともに粗粉を回転テーブル上に落下させて再度粉砕して、原料を効率良く微粉砕する粉砕装置であり、そのような従来の粉砕装置の１例を図９に示す。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の２段粉砕装置は、装置構成として竪型粉砕機とボールミルの両方を備えなけらばならないために装置構成が複雑となって各々の装置を効率良く動かすためには運転制御方法が複雑である。
特に、図８に示したような竪型粉砕機とボールミルを用いた構成の粉砕装置は、ボールミルに導入する前の原料を分級していないため、ボールミルに投入する原料の粒度が一定にならないという問題を生じる。粉砕効率の悪いボールミルを用いて、粒度が一定になっていない原料を粉砕すると、電力消費が多くなり効率が良くないといった問題を有する。
また、粉砕品の大部分を竪型粉砕機の下方から取り出す従来の一次粉砕方法においては、粉砕する必要のない小さな粒径の原料まで粉砕する場合も多く、結果として余分な原料を循環させることになる。粉砕する必要のない小さな粒径の原料を、竪型粉砕機の粉砕ローラと回転テーブルの間に大量に噛みこむと竪型粉砕機が振動を生じて安定運転ができなくなるという問題を生じる。
【０００８】
また一方、図９に示した分級機を内蔵した竪型粉砕機（エアスエプト式竪型粉砕機と称することもある）は、粉砕機内の粉砕ローラと回転テーブルの間で粉砕した原料を、回転テーブル下方から導入したガスで上方に吹き上げる必要があるが、該粉砕した原料をガスで上方に吹き上げるためには、多大なガスを必要とするために、ガスを送風するために大きな送風機動力（ファン動力）を必要とするといった問題点を有する。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、一次粉砕機として使用する竪型粉砕機において、竪型粉砕機で粉砕する必要のない小さな粒径の原料を、従来のエアスエプト式程に送風機動力を大きく増加させることなく、上部取出口から適度な量を取り除くことによって、原料を効率良く粉砕する粉砕方法を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明による粉砕方法は、
（１） 竪型粉砕機により粉砕した原料を分級機によって粗粉と細粉に分離し、該粗粉は該竪型粉砕機に戻して再度粉砕するとともに、該細粉をボールミルに送給して粉砕する原料の粉砕方法において、該竪型粉砕機は回転テーブル上面に投入した原料を該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であって、回転テーブル上方に配した上部取出口と回転テーブル下方に配した下部取出口とを備えて、回転テーブル下方から機内に導入したガスにより原料の一部を上方に吹き上げて上部取出口から取り出すとともに、上部取出口から取り出すことができない原料を回転テーブル下方に落下させて下部取出口から取出す構成であって、該ガスの量を調整して該竪型粉砕機に投入する該粗粉以外の新たな供給原料量の１５％〜５０％を上部取出口から取り出すこととした。
【００１１】
（２） （１）に記載の粉砕方法において、前記原料をセメントクリンカとする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図に基づいて本発明による粉砕装置の粉砕方法の詳細について説明する。図１及び図２は本発明に係る発明の実施の形態の好ましい１例を示し、図１は竪型粉砕機を用いた粉砕装置の全体構成図であり，図２は竪型粉砕機の要部縦断面図である。図３から図７は本発明の粉砕方法における効果を説明するための実験データのグラフである。図８及び図９は従来型粉砕装置の全体構成図である。
【００１３】
本発明の実施形態に用いる竪型粉砕機１の好ましい構成について、以下に説明する。本実施形態に用いた竪型粉砕機１は、図２に示すように該竪型粉砕機の外郭を形成するケーシングと、粉砕機の下部に設置された減速機２Ｂを介し電動機により駆動されて回転する水平円板状の回転テーブル２と、回転テーブル２の上面である回転テーブル上面２Ａの外周部を円周方向に等分する位置に配設した複数個のコニカル型の粉砕ローラ３とを備えている。
【００１４】
粉砕ローラ３は、軸７により下部ケーシングに回動自在に軸着した上部アーム６と、該上部アーム６と一体に形成した下部アーム６Ａとを介して油圧シリンダ８のピストンロッド９に連結されており、該油圧シリンダ８の作動によって回転テーブル上面２Ａの方向に押圧されて、回転テーブル上面２Ａに原料を介して従動することにより回転する。
【００１５】
前記ケーシングの回転テーブル上面２Ａの中央上部には、回転テーブル上面２Ａに原料を投入する原料投入口３５と原料投入シュート１３が設けられており、原料投入口３５から原料投入シュート１３を介して回転テーブル上面２Ａに原料を投入する（供給と称することもある）ことができるよう構成されており、該投入した原料は、回転テーブル上面２Ａを渦巻き状の軌跡を描きながら回転テーブル上面２Ａの外周部に移動して、回転テーブル上面２Ａと粉砕ローラ３に噛み込まれ粉砕される。
【００１６】
また、回転テーブル上面２Ａと粉砕ローラ３に噛み込まれて粉砕された原料の一部は、該回転テーブル上面２Ａの外縁部に周設されたダムリング１５を乗り越え、回転テーブル上面２Ａの外周部とケーシングとの隙間である環状通路３０（環状空間部３０と称することもある）へと向かい、環状通路３０より回転テーブル下方に落下して下部取出口３４より粉砕品として竪型粉砕機１の機外に取出される構造となっている。
【００１７】
また、前記ケーシングには、回転テーブル２下方にガスを導入するためのガス導入口３３を設け、また回転テーブル上方に該ガスを排出するため上部取出口３９を設けている。竪型粉砕機１の運転中には、該ガス導入口３３よりガス（本実施形態においては空気）を導入することによって、前記ケーシング内において該回転テーブル下方から上方に向かうガスの気流が生じている。
竪型粉砕機１内に投入した原料と、回転テーブル２と粉砕ローラ３に粉砕されてダムリング１５を乗り越えた原料との中で、径が比較的小さなものは、前記ガスにより吹き上げられてケーシング内を上昇し、上部取出口３９より取出される。理由は後述するが、上部取出口３９より取出される原料の量が、竪型粉砕機１内に投入した原料の中の１５〜５０重量％となるように、該導入するガスの量を調整することが好ましい。本実施形態では、送風機７０の送風能力を制御し、上部取出口３９より取出される原料の量が、竪型粉砕機１内に投入した原料の中の３０重量％となるように該導入するガスの量を調整した。
【００１８】
また、本実施形態に用いた竪型粉砕機１は粉砕ローラの個数が３個であって、テーブル回転数は７３ＲＰＭであり、粉砕ローラ中心直径Ｄは０．４ｍであり、テーブル直径Ｔは０．６４ｍであり、ダムリング１５の高さはテーブル上面２Ａより約２０ｍｍである。
また、本実施形態に用いることのできる竪型粉砕機１の型式は、前述したものに限らないことは勿論であって、例えば、粉砕ローラ３の形状がスフェリカル形状のタイヤ型の竪型粉砕機１であっても良い。
【００１９】
次に、図１を用いて本発明の実施形態に用いた粉砕装置１００の好ましい１例ついて説明する。粉砕装置１００の基本構成は、一次粉砕機である竪型粉砕機１によって予粉砕した原料を二次粉砕機であるボールミル１５０によって再度粉砕する２段式の粉砕装置である
粉砕装置１００は、一次粉砕機構として竪型粉砕機１、分級機５０、及び捕集機６０を備えており、さらにそれらの機器を後述する構成で接続するために、送風機７０（エキゾーストファン７０と称することもある）、バケットエレベータ４１、及びベルトコンベヤ８０等を備えている。
【００２０】
ここで、図１に示した実施形態の１例においては、粉砕装置１００の外部からベルトコンベヤ８０を介して供給された原料（新供給原料と称することもある）が２段ゲート４５を介して、原料投入口３５から竪型粉砕機１に投入できるように配管が接続されている。
竪型粉砕機１は、前述したように回転テーブル上方に配した上部取出口３９と回転テーブル２下方に配した下部取出口３４とを備えて、回転テーブル２下方から機内に導入したガスによって原料の一部を上方に吹き上げて上部取出口３９から機外に取り出すとともに、上部取出口３９から機外に取り出すことができない原料を回転テーブル２下方に落下させて下部取出口３４から機外に取出す構成であって、送風機７０の流量を調整することにより、竪型粉砕機１に投入した原料の１５％〜５０％を上部取出口から機外に取り出すことができるよう構成されている。
そして、竪型粉砕機１の下部取出口３４より取り出された原料は、バケットエレベータ４１で搬送されて分級機５０に投入されるとともに、上部取出口３９より取り出された原料もガスとともに分級機５０に投入される構成となっている。
【００２１】
ここで、本実施形態における分級機５０は重力分級式の分級装置であって、送風機７０から捕集機６０（本実施形態においては、バグフィルタ６０）を介して、その内部を吸引されるよう配管で接続されている。
そして、分級機５０は、送風機７０により捕集機６０を介してその内部を吸引されており、ボールミルで効率的に粉砕できる小さな粒径の原料を細粉として捕集機６０にガスとともに送給し、前記捕集機６０に送給した以外の原料を粗粉として分級機５０の下方より取り出す構造となっている。
また、分級機５０の下方より粗粉として取り出した原料を、原料投入口３５から竪型粉砕機１内に再度投入するように配管が接続されている。
【００２２】
ここで、本実施形態における分級機５０は、投入された原料を常に一定の割合で粗粉と細粉（一次粉砕品）に分離するために、その分級効率が常に一定となるよう調整できる構造となっている。
なお、本実施の形態における分級機５０は重力分級式の分級装置を使用したが、これに限るものではなく、篩式、慣性式、遠心力式等、あるい他の分級方式であって良い。ただし、効率良く捕集機に細粉を送給できるといった点で、ガス気流を用いて分級する分級方式が好ましい。
また、図１に示した実施形態の好ましい１例においては、送風機７０からの送風ラインの各所には、図示しない流量調整バルブを設けることによって、竪型粉砕機１及び分級機５０の中を流れるガスの風量等を調整できるよう構成した。
【００２３】
捕集機６０で捕集した細粉は、ボールミル１５０に搬送されて粉砕される。そして、ボールミル１５０で粉砕された原料は、バケットエレベータ１４２で搬送されて分級機１６０に投入され、そこで分級されて、製品粒度となった原料は製品として取り出されるとともに、製品粒度以上の大きさの原料は、ボールミル１５０に再度投入されて、粉砕されるよう配管等で接続されて構成される。
【００２４】
前記のように構成された粉砕装置１００を用いて実施された本実施形態による粉砕方法の好ましい１例を以下に説明する。
粉砕装置１００の外部からベルトコンベヤ８０よって竪型粉砕機１に供給された原料（新供給原料）である鉱物等（本実施形態ではセメントクリンカ）を、竪型粉砕機１の回転テーブル上面２Ａの中央上部に設けられた原料投入口３５から、原料投入シュート１３を介して、回転テーブル上面２Ａの上方より回転テーブル上面２Ａの中央部に投入する。
投入された原料は、回転テーブル上面２Ａで回転させられ、また、回転による遠心力が発生することにより、回転テーブル上面２Ａを渦巻き状の軌跡を描きながら回転テーブル上面２Ａの外周部に移動し、回転テーブル上面２Ａと該回転テーブル上面２Ａに押圧された粉砕ローラ３との間に噛み込まれ粉砕される。
【００２５】
回転テーブル上面２Ａと粉砕ローラ３に噛み込まれ粉砕された原料の中で、ダムリング１５を乗り越えた原料は、回転テーブル上面２Ａの外周面とケーシング内周面との間の環状通路３０に放り出されて環状通路３０を落下し、回転テーブル２の下方に配した下部取出口３４より粉砕品として竪型粉砕機１の外部へ取出される。また、この際に送風機７０の送風能力を調整し、竪型粉砕機１に投入した原料の１５％〜５０％を上部取出口から機外に取り出す。
【００２６】
なお、下部取出口３４より竪型粉砕機１の外部へ取出した粉砕品は、バケットエレベータ４１により分級機５０に搬送されるとともに、上部取出口３９より取り出された原料もガスとともに分級機５０に投入される構成となっている。分級機５０に搬送された原料の中で、径の小さな原料はガスとともに捕集機６０に送給され、径の大きな粗粉は、再度竪型粉砕機１に戻されて再度粉砕される。
【００２７】
捕集機６０で捕集された細粉は、ボールミル１５０に搬送されて、そこで微粉砕される。そして、ボールミル１５０で粉砕された原料は、バケットエレベータ１４２で搬送されて分級機１６０に投入され、そこで分級されて、製品粒度となった原料は製品として取り出されるとともに、製品粒度以上の大きさの原料は、ボールミル１６０に再度投入されて、粉砕される。
【００２８】
以下、図３〜図７に記載した実験データによるグラフの説明をする。
本発明で述べる粉砕品平均粒度比、一次粉砕機電力原単位、粉砕システム電力原単位（システム電力原単位と称することもある）、ガス搬送原料量比等の数値は、以下の定義とした。
【００２９】
一次粉砕品平均粒度比は、粉砕品平均粒度を原料の平均粒度で割ったものであり下記の数式１で表される。
なお、本発明の定義する一次粉砕機は、竪型粉砕機１である。
【数１】
なお、平均粒度は、粉砕品を篩にかけた際において、その残さ率（篩に投入した原料で篩を通過できず篩上に残った原料の割合）が３６．８％となる篩目の大きさとして定義した。
【００３０】
一次粉砕機電力原単位は、一次粉砕機消費電力（ｋＷｈ）を製品重量（ｔｏｎ）で割ったものであり下記の数式２で表される。
【数２】
【００３１】
粉砕システム電力原単位は、システム消費電力（ｋＷｈ）を原料の製品重量（ｔｏｎ）で割ったものであり下記の数式３で表される。
【数３】
システム消費電力は、竪型粉砕機１、分級機５０、送風機７０、ボールミル１５０、分級機１６０、送風機１７１、及び付属機器の消費電力の総和である。
また、システム電力原単位比は、ミル通過ガス量比が０の場合における粉砕システム電力原単位を基準値１として、その比率で粉砕システム電力原単位の大きさをあらわしたものである。なお、システム能力比は、一次粉砕機粉砕品平均粒度比が１の場合におけるシステム消費電力を基準値１として、その比率でシステム消費電力の大きさをあらわしたものである。
【００３２】
ガス搬送原料量比は、一次粉砕機のガス搬送原料量（ｔｏｎ／ｍｉｎ）をベルトコンベヤ８０から供給される新供給原料量（ｔｏｎ／ｍｉｎ）で割ったものであり、下記の数式４で表される。下記の数式４で表される。
なお、本実施形態における一次粉砕機のガス搬送原料量は竪型粉砕機１の上部取出口３９からガスとともに機外に取り出される原料の量であって、本実施形態における新供給原料はベルトコンベヤ８０により竪型粉砕機１に供給される原料の量である。
【数４】
【００３３】
ミル通過ガス量比は、一次粉砕機の通過ガス量（ｍ３）を図９のシステムで使用するガス量（ｍ３）で割ったものであり、下記の数式５で表される。
ミル通過ガス量比は、従来型粉砕システムの送風量と本実施形態による粉砕システムの送風量を比較するための参考数値である。
【数５】
【００３４】
図３に一次粉砕品平均粒度比とシステム能力比の関係の１例を示したグラフを示すが、一次粉砕品平均粒度比が小さくなるにつれてシステム能力比は向上する。図３から明らかなように、原料を細かく粉砕するにつれて、システム能力比は高くなる傾向にある。
【００３５】
また、本発明の粉砕方法によって、セメントクリンカを粉砕した場合における一次粉砕機粉砕品平均粒度比とガス搬送原料量比の関係を図４に示す。ガス搬送原料量比が０．１５を超えたあたりから一次粉砕機粉砕品平均粒度比が急激に改善されていることがわかる。従って、ミル通過ガス量比を調整して、ガス搬送原料量比を０．１５以上とすることにより、一次粉砕機粉砕品平均粒度比を急激に改善することが可能である。
【００３６】
ここで、ガス搬送原料量比とミル通過ガス量比の関係を図５に示す。ミル通過ガス量比を０．１５以上とすることによって、ガス搬送原料量比を０．１５以上とすることができ、一次粉砕機粉砕品平均粒度比が効率良く改善することが可能であることがわかる。
なお、一次粉砕機粉砕品平均粒度比とミル通過ガス量比の関係を図６に示すが、ミル通過ガス量比を０．１以上とすることによって、一次粉砕機粉砕品平均粒度比を効率良く改善することが可能であることが確認できる。
【００３７】
図７にシステム電力原単位比とミル通過ガス量比の関係を示す。ミル通過ガス量比が０．５程度になるまでシステム電力原単位比は徐々に低下し、０．５を越えたあたりからシステム電力原単位比は徐々に上昇している。そして、ミル通過ガス量比が０．３〜０．６程度の範囲で、システム電力原単位比が低い領域が存在することがわかる。
【００３８】
ここで、原料の性状及び原料粒度を一定とすれば、一次粉砕機の粉砕品平均粒度比が小さくなれば小さくなるほど、所定粒度以下である原料の量は増加し、ボールミルでの無効仕事量が低下するので、システム能力比は向上する。
従来技術では、一次粉砕機粉砕品平均粒度は、粉砕力を高めたり、一次粉砕機の排出原料の一部を循環させたりすることで低減させることが記載されている。
しかし、粉砕力を高めるため粉砕ローラ３の押しつけ力を増加させれば、消費動力が増加して、システム能力比が悪くなる。また、粉砕品の大部分を竪型粉砕機の下方から取り出す従来の一次粉砕方法においては、一次粉砕機の排出原料の一部を循環させること等により、粉砕する必要のない小さな粒径の原料まで粉砕する場合も多く、結果として余分な原料を循環させることになる。余分な原料を循環させれば、消費動力が増加してシステム能力が落ちることは勿論のこと、粉砕する必要のない小さな粒径の原料を、竪型粉砕機の粉砕ローラ３と回転テーブル２の間に大量に噛みこむと竪型粉砕機が振動を生じて安定運転ができなくなる。特に、ベルトコンベヤ８０から供給する原料の中に、小さな粒径の原料が含まれている場合などこの傾向は著しい。
【００３９】
多くの量のガスを一次粉砕機に導入する本発明の粉砕方法は、送風動力の増加により、システム能力比を悪くさせるように考えられていた。
しかし、鋭意研究の結果、本願発明者らは、これらのことから、ミル通過ガス量比を０．１５〜０．５とすることにより、一次粉砕機の粉砕品平均粒度比を小さくし、システム電力原単位比を低下させることができる領域があることを見出した。そして、ミル通過ガス量比は参考として記載した図９のシステムとの比較値であるため、ガス搬送原料量比として、定義をしなおすことにより、ガスにより上部取出口３９から取り出す原料の量（１分間に抜き出す原料の重量）が、新供給原料量（１分間に供給する原料の重量）の１５〜５０％になるよう調整することで効率の良い粉砕システムの運転を行なう方法を発明するに至った。
【００４０】
なお、前記システム能力比はミル通過ガス量比で０．３〜０．５の範囲においてさらに効率が良く、０．５の時に特に好ましい。従って、ガスにより上部取出口３９から抜き出す原料量を、新供給原料の３０〜５０％になるよう調整することはさらに好ましく、新供給原料の概ね５０％（４５〜５５％の範囲）になるよう調整することは特に好ましい。
【００４１】
また、本実施形態の中で説明したセメントクリンカの場合は、ベルトコンベヤ８０から供給する新供給原料の中に小さな粒径の原料が含まれていることも多い。新供給原料に含まれている径の小さな原料は、竪型粉砕機１の中に投入された直後に粉砕されることなく、ガスに吹き上げられて上部取出口３９から取り出されるので、竪型粉砕機１は余分な仕事をせずにすみ効率的である。
【００４２】
また、竪型粉砕機１に供給する新原料の性状や粒径が変化すると、ガス搬送原料量比等が多少変化することがある。このような場合、竪型粉砕機１より取り出される原料の量を測定し、該取り出される原料の量が一定となるように、前記粉砕装置の外部から該竪型粉砕機に投入する原料の量を調整することにより、安定した連続運転を行なうことが可能である。
【００４３】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明による粉砕方法によれば、竪型粉砕機で、上部取出口３９から取り出す原料の量を、新供給原料量の１５〜５０％になるよう調整することで効率の良い粉砕システムの運転を行なうことができる。
また、粉砕する必要のない小さな粒径の原料を、予めガスにより竪型粉砕機の上部取出口から取り出すことによって、竪型粉砕機の粉砕ローラと回転テーブルの間に微粉を大量に噛みこむことによって発生する竪型粉砕機の振動を防止することができる。
【００４４】
また、原料がセメントクリンカの場合には、ベルトコンベヤから供給する新供給原料の中に小さな粒径の原料が含まれていることも多い。しかし、本発明による粉砕方法を用いれば、新供給原料に含まれている径の小さな原料は、竪型粉砕機の中に投入された直後に粉砕されることな、ガスに吹き上げられて上部取出口から取り出されるので、竪型粉砕機は余分な仕事をせずにすみ粉砕が効率的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に用いた竪型粉砕機を用いた粉砕装置の全体構成図である。
【図２】本発明の実施形態に用いた竪型粉砕機の縦断面図である。
【図３】本発明の実施形態に用いた粉砕装置によって得られた一次粉砕機粉砕品平均粒度比とシステム能力比の関係を示した図である。
【図４】本発明の実施形態に用いた粉砕装置によって得られたガス搬送原料量比と一次粉砕機粉砕品平均粒度比の関係を示した図である。
【図５】本発明の実施形態に用いた粉砕装置によって得られたガス搬送原料量比とミル通過ガス量比の関係を示した図である。
【図６】本発明の実施形態に用いた粉砕装置によって得られた一次粉砕機粉砕品平均粒度比とミル通過ガス量比の関係を示した図である。
【図７】本発明の実施形態に用いた粉砕装置によって得られたシステム電力原単位比とミル通過ガス量比の関係を示した図である。
【図８】ボールミルを使用した従来型の粉砕装置の全体構成図である。
【図９】エアスエプト型の竪型粉砕機を使用した従来型の粉砕装置の全体構成図である。
【符号の説明】
１ 竪型粉砕機
２ 回転テーブル
２Ａ 回転テーブル上面
３ 粉砕ローラ
１５ ダムリング
３３ ガス導入口
３４ 下部取出口
３５ 原料投入口
３９ 上部取出口
４１ バケットエレベータ
５０ 分級機
６０ 捕集機
７０ 送風機
８０ ベルトコンベヤ
１００ 粉砕装置
１４２ バケットエレベータ
１５０ ボールミル
１６０ 分級機
１６１ 捕集機
１７１ 送風機
１７５ 送風機
Ｐ 製品[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention includes a vertical mill (sometimes referred to as a vertical mill), a classifier, and a ball mill, and includes minerals such as cement clinker, cement raw materials, slag, coal, calcium carbonate, ceramics, and chemicals. And a pulverization method for efficiently pulverizing the raw material.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a crusher for finely crushing raw materials such as coal, limestone, cement raw materials, slag, cement clinker, ceramics and chemicals, a two-stage crusher equipped with a vertical crusher and a ball mill, or a rotary classifier Is used.
[0003]
The two-stage pulverizer is a pulverizer for finely pulverizing the raw material by re-pulverizing the raw material pulverized by the vertical pulverizer with a ball mill. For example, the technology disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-338244 is disclosed. A pulverizer for finely pulverizing a raw material by re-pulverizing the raw material pulverized by a vertical pulverizer and a ball mill while distributing the raw material pulverized by a vertical pulverizer. One example of such a conventional pulverizer is as follows. As shown in FIG.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-4-338244 [0005]
As a vertical pulverizer incorporating the classifier, there is a technique disclosed in, for example, JP-A-57-75156.
[0006]
[Patent Document 2]
JP-A-57-75156
A vertical pulverizer disclosed in JP-A-57-75156 blows up a raw material pulverized between a pulverizing roller in a pulverizer and a rotary table with a gas introduced from below the rotary table, and raises the raw material above the rotary table. It is a crusher that classifies with a rotary classifier, removes the fine powder out of the device, drops the coarse powder on a rotary table and crushes it again, and efficiently crushes the raw material. FIG. 9 shows an example of the pulverizer.
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional two-stage pulverizer must have both a vertical pulverizer and a ball mill as the apparatus configuration, so that the apparatus configuration is complicated, and an operation control method is required to operate each apparatus efficiently. Is complicated.
In particular, in a pulverizer having a configuration using a vertical pulverizer and a ball mill as shown in FIG. 8, since the raw material before being introduced into the ball mill is not classified, the particle size of the raw material charged into the ball mill is not constant. Cause problems. If a raw material having non-uniform particle size is pulverized using a ball mill having low pulverization efficiency, there is a problem that power consumption increases and efficiency is low.
In the conventional primary pulverization method, in which most of the pulverized product is taken out from below the vertical pulverizer, pulverization is often performed to a raw material having a small particle size that does not need to be pulverized. become. When a large amount of raw material having a small particle size that does not need to be pulverized is caught between a pulverizing roller and a rotary table of a vertical pulverizer, the vertical pulverizer generates vibrations and cannot operate stably.
[0008]
On the other hand, a vertical pulverizer incorporating a classifier shown in FIG. 9 (sometimes referred to as an air-swept type vertical pulverizer) is a rotary pulverizer. Although it is necessary to blow up the pulverized raw material upward with the gas introduced from below, a large amount of gas is required in order to blow up the pulverized raw material with the gas. Therefore, a large blower power (fan power) is required for blowing the gas. ) Is required.
[0009]
The present invention has been made in view of the above problems, and in a vertical pulverizer used as a primary pulverizer, a raw material having a small particle size that does not need to be pulverized by a vertical pulverizer is reduced by a conventional air sweep type. Another object of the present invention is to provide a pulverizing method for efficiently pulverizing a raw material by removing an appropriate amount from an upper outlet without greatly increasing the power of a blower.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the pulverization method according to the present invention comprises:
(1) The raw material pulverized by the vertical pulverizer is separated into coarse powder and fine powder by a classifier, and the coarse powder is returned to the vertical pulverizer and pulverized again, and the fine powder is fed to a ball mill. In the method of pulverizing the raw material to be pulverized, the vertical pulverizer is a vertical pulverizer that pulverizes the raw material charged on the upper surface of the rotary table between the upper surface of the rotary table and the peripheral surface of the pulverizing roller. It is equipped with an upper outlet arranged below and a lower outlet arranged below the rotary table, and a part of the raw material is blown up by gas introduced into the machine from below the rotary table and taken out from the upper outlet, and from the upper outlet. In this configuration, raw materials that cannot be taken out are dropped below the rotary table and taken out from the lower outlet, and the amount of the gas is adjusted and the amount of new raw material other than the coarse powder to be fed into the vertical mill is reduced. 15% ~ 50% was removed from the upper outlet.
[0011]
(2) In the pulverization method according to (1), the raw material is a cement clinker.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the details of the pulverizing method of the pulverizing device according to the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 show a preferred embodiment of the invention according to the present invention. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a pulverizer using a vertical pulverizer, and FIG. FIG. FIGS. 3 to 7 are graphs of experimental data for explaining the effect of the pulverization method of the present invention. FIG. 8 and FIG. 9 are overall configuration diagrams of a conventional pulverizer.
[0013]
A preferred configuration of the vertical crusher 1 used in the embodiment of the present invention will be described below. The vertical crusher 1 used in the present embodiment is driven by an electric motor via a casing forming an outer shell of the vertical crusher and a speed reducer 2B provided at a lower portion of the crusher as shown in FIG. A rotating horizontal disk-shaped rotary table 2 and a plurality of conical-type crushing rollers 3 arranged at positions that equally divide the outer peripheral portion of the rotary table upper surface 2A, which is the upper surface of the rotary table 2, in the circumferential direction. Have.
[0014]
The crushing roller 3 is connected to a piston rod 9 of a hydraulic cylinder 8 via an upper arm 6 rotatably mounted on a lower casing by a shaft 7 and a lower arm 6A formed integrally with the upper arm 6. The rotary cylinder 8 is pressed by the operation of the hydraulic cylinder 8 in the direction of the rotary table upper surface 2A, and is rotated by being driven by the rotary table upper surface 2A via the raw material.
[0015]
At the upper center of the rotary table upper surface 2A of the casing, a raw material inlet 35 and a raw material charging chute 13 for charging the raw material to the rotary table upper surface 2A are provided. It is configured so that the raw material can be charged (also referred to as supply) to the table upper surface 2A, and the charged raw material is drawn along the outer periphery of the rotary table upper surface 2A while drawing a spiral locus on the rotary table upper surface 2A. , And is pulverized by being bitten by the rotary table upper surface 2A and the pulverizing roller 3.
[0016]
In addition, a part of the raw material that is bitten by the rotating table upper surface 2A and the crushing roller 3 rides over the dam ring 15 provided around the outer edge of the rotating table upper surface 2A, and the outer peripheral portion of the rotating table upper surface 2A. To the annular passage 30 (also referred to as an annular space portion 30) which is a gap between the casing and the casing. It is structured to be taken out of the machine.
[0017]
The casing is provided with a gas inlet 33 for introducing a gas below the turntable 2 and an upper outlet 39 for discharging the gas above the turntable. During the operation of the vertical crusher 1, gas (air in this embodiment) is introduced from the gas inlet 33 to generate a gas flow of gas upward from below the rotary table in the casing. I have.
Among the raw materials charged into the vertical pulverizer 1 and the raw materials pulverized by the rotary table 2 and the pulverizing roller 3 and having passed over the dam ring 15, those having a relatively small diameter are blown up by the gas to form a casing. And is taken out from the upper outlet 39. Although the reason will be described later, the amount of the introduced gas is adjusted so that the amount of the raw material taken out from the upper outlet 39 is 15 to 50% by weight of the raw material put into the vertical mill 1. Is preferred. In the present embodiment, the blowing capacity of the blower 70 is controlled so that the amount of the raw material taken out from the upper outlet 39 becomes 30% by weight of the raw material put into the vertical mill 1. The amount of gas was adjusted.
[0018]
The vertical crusher 1 used in this embodiment has three crushing rollers, a table rotation speed of 73 RPM, a crushing roller center diameter D of 0.4 m, and a table diameter T of 0. .64 m, and the height of the dam ring 15 is about 20 mm from the table upper surface 2A.
In addition, the type of the vertical crusher 1 that can be used in the present embodiment is not limited to the above-described one. For example, a tire-type vertical crusher in which the shape of the crushing roller 3 is a spherical shape is used. It may be 1.
[0019]
Next, a preferred example of the crusher 100 used in the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The basic configuration of the crushing apparatus 100 is as follows. The crushing apparatus 100, which is a two-stage crushing apparatus for crushing the raw material pre-ground by the vertical crusher 1 as the primary crusher again with the ball mill 150 as the secondary crusher, A vertical pulverizer 1, a classifier 50, and a collector 60 are provided as a pulverizing mechanism, and a blower 70 (sometimes referred to as an exhaust fan 70) to connect those devices in a configuration described later, A bucket elevator 41, a belt conveyor 80, and the like are provided.
[0020]
Here, in one example of the embodiment shown in FIG. 1, a raw material (sometimes referred to as a new raw material) supplied from outside the pulverizing apparatus 100 via the belt conveyor 80 is supplied through the two-stage gate 45. The piping is connected so that the raw material charging port 35 can be charged into the vertical mill 1.
The vertical crusher 1 is provided with the upper outlet 39 disposed above the rotary table and the lower outlet 34 disposed below the rotary table 2 as described above. Is blown upward and taken out of the machine from the upper outlet 39, and raw materials that cannot be taken out of the machine from the upper outlet 39 are dropped below the turntable 2 and taken out of the machine from the lower outlet 34. The configuration is such that by adjusting the flow rate of the blower 70, 15% to 50% of the raw material supplied to the vertical crusher 1 can be taken out of the machine from the upper outlet.
The raw material taken out from the lower outlet 34 of the vertical pulverizer 1 is conveyed by the bucket elevator 41 and put into the classifier 50, and the raw material taken out from the upper outlet 39 is mixed with the gas together with the gas in the classifier 50. It is configured to be put into.
[0021]
Here, the classifier 50 in the present embodiment is a gravity classifier type classifier, and the inside thereof is sucked from the blower 70 via the collector 60 (in the present embodiment, the bag filter 60). They are connected by piping.
The inside of the classifier 50 is sucked by the blower 70 through the collector 60, and the raw material having a small particle diameter that can be efficiently pulverized by the ball mill is supplied to the collector 60 together with the gas as fine powder. Then, the raw material other than the raw material fed to the collector 60 is taken out from below the classifier 50 as coarse powder.
The piping is connected so that the raw material taken out as coarse powder from below the classifier 50 is again injected into the vertical crusher 1 from the raw material input port 35.
[0022]
Here, the classifier 50 in the present embodiment has a structure capable of adjusting the classification efficiency to be always constant in order to always separate the input raw material into a coarse powder and a fine powder (primary pulverized product) at a constant ratio. It has become.
In addition, although the classifier 50 in this embodiment used the classification device of the gravity classification type, it is not limited to this and may be a sieve type, an inertia type, a centrifugal force type, or another classification type. . However, from the viewpoint that the fine powder can be efficiently fed to the collector, a classification method using a gas stream is preferable.
In a preferred example of the embodiment shown in FIG. 1, a flow control valve (not shown) is provided in each part of a blowing line from the blower 70 to flow through the vertical pulverizer 1 and the classifier 50. It was configured so that the gas flow and the like could be adjusted.
[0023]
The fine powder collected by the collector 60 is conveyed to the ball mill 150 and pulverized. Then, the raw material pulverized by the ball mill 150 is conveyed by the bucket elevator 142 and introduced into the classifier 160, where it is classified, and the raw material having the product particle size is taken out as a product, and has a size equal to or larger than the product particle size. The raw material is again charged into the ball mill 150 and connected by piping or the like so as to be crushed.
[0024]
A preferred example of the pulverizing method according to the present embodiment, which is performed using the pulverizing apparatus 100 configured as described above, will be described below.
Minerals and the like (cement clinker in this embodiment), which are raw materials (new supply materials), supplied from the outside of the pulverizing device 100 to the vertical pulverizer 1 by the belt conveyor 80 are transferred to the upper surface 2A of the rotary table of the vertical pulverizer 1. The raw material is charged into the center of the rotary table upper surface 2A from above the rotary table upper surface 2A via the raw material charging chute 13 through a raw material charging port 35 provided at the upper center.
The charged raw material is rotated on the rotary table upper surface 2A, and also generates centrifugal force due to the rotation, and moves to the outer peripheral portion of the rotary table upper surface 2A while drawing a spiral locus on the rotary table upper surface 2A. It is bitten between the rotary table upper surface 2A and the pulverizing roller 3 pressed against the rotary table upper surface 2A and is pulverized.
[0025]
Among the raw materials caught and ground by the rotary table upper surface 2A and the crushing roller 3, the raw materials that have passed over the dam ring 15 are discharged into an annular passage 30 between the outer peripheral surface of the rotary table upper surface 2A and the inner peripheral surface of the casing. Then, it falls down the annular passage 30 and is taken out of the vertical crusher 1 as a crushed product from a lower outlet 34 arranged below the rotary table 2. Further, at this time, the blowing capacity of the blower 70 is adjusted, and 15% to 50% of the raw material charged into the vertical pulverizer 1 is taken out of the machine from the upper outlet.
[0026]
The pulverized product taken out of the vertical pulverizer 1 from the lower outlet 34 is conveyed to the classifier 50 by the bucket elevator 41, and the raw material taken out from the upper outlet 39 is also supplied to the classifier 50 together with the gas. It is configured to be thrown. Of the raw materials conveyed to the classifier 50, the small-diameter raw material is sent to the collector 60 together with the gas, and the large-diameter coarse powder is returned to the vertical mill 1 again and ground again.
[0027]
The fine powder collected by the collector 60 is conveyed to a ball mill 150 where it is pulverized. Then, the raw material pulverized by the ball mill 150 is conveyed by the bucket elevator 142 and introduced into the classifier 160, where it is classified, and the raw material having the product particle size is taken out as a product, and has a size equal to or larger than the product particle size. The raw materials are again charged into the ball mill 160 and pulverized.
[0028]
Hereinafter, graphs based on the experimental data described in FIGS. 3 to 7 will be described.
Numerical values such as the average particle size ratio of the pulverized product, the basic unit of the primary pulverizer, the basic unit of the pulverizing system (sometimes referred to as the basic unit of the system electric power), and the ratio of the amount of the raw materials for gas transport described in the present invention are defined below.
[0029]
The average particle size ratio of the primary pulverized product is obtained by dividing the average particle size of the pulverized product by the average particle size of the raw material, and is represented by the following formula 1.
The primary crusher defined by the present invention is the vertical crusher 1.
(Equation 1)
In addition, the average particle size is such that, when the crushed product is sieved, the residue ratio (the ratio of the raw materials put into the sieve that cannot pass through the sieve and remains on the sieve) is 36.8%. Defined as
[0030]
The primary crusher power consumption unit is obtained by dividing the primary crusher power consumption (kWh) by the product weight (ton), and is represented by the following equation (2).
(Equation 2)
[0031]
The unit power consumption of the pulverization system is obtained by dividing the system power consumption (kWh) by the product weight (ton) of the raw material, and is expressed by the following equation (3).
[Equation 3]
The system power consumption is the sum of the power consumption of the vertical crusher 1, the classifier 50, the blower 70, the ball mill 150, the classifier 160, the blower 171 and the attached equipment.
In addition, the system power consumption unit ratio represents the size of the grinding system power consumption unit as a ratio, with the grinding system power consumption unit when the mill passing gas amount ratio is 0 as a reference value 1. The system capacity ratio is a value that represents the magnitude of the system power consumption by using the system power consumption when the average particle size ratio of the pulverized product of the primary pulverizer is 1 as a reference value 1.
[0032]
The gas transport raw material amount ratio is obtained by dividing the gas transport raw material amount (ton / min) of the primary pulverizer by the new supply raw material amount (ton / min) supplied from the belt conveyor 80, and is expressed by the following Expression 4. Is done. It is represented by the following Equation 4.
In this embodiment, the amount of the gas transporting raw material of the primary crusher is the amount of the raw material taken out of the vertical crusher 1 together with the gas from the upper outlet 39 of the vertical crusher 1, and the new supply material in the present embodiment is a belt conveyor. 80 is the amount of the raw material supplied to the vertical mill 1.
(Equation 4)
[0033]
Mill passing gas amount ratio is divided by the passing gas amount of the primary crusher (m 3) of the system the amount of gas used in the FIG. 9 (m 3), is expressed by Equation 5 below.
The mill passing gas amount ratio is a reference numerical value for comparing the air volume of the conventional grinding system with the air volume of the grinding system according to the present embodiment.
(Equation 5)
[0034]
FIG. 3 is a graph showing an example of the relationship between the average particle size ratio of the primary pulverized product and the system capacity ratio. As the primary pulverized product average particle size ratio decreases, the system capacity ratio increases. As is apparent from FIG. 3, the system capacity ratio tends to increase as the raw material is finely pulverized.
[0035]
FIG. 4 shows the relationship between the average particle size ratio of the pulverized product of the primary pulverizer and the gas transporting material amount ratio when the cement clinker is pulverized by the pulverizing method of the present invention. It can be seen that the average particle size ratio of the pulverized product of the primary pulverizer is sharply improved when the ratio of the gas carrier raw materials exceeds 0.15. Therefore, by adjusting the ratio of the amount of gas passing through the mill to make the ratio of the amount of the raw material of the gas carrier 0.15 or more, it is possible to rapidly improve the average particle size ratio of the pulverized product of the primary pulverizer.
[0036]
FIG. 5 shows the relationship between the gas feed raw material amount ratio and the mill passing gas amount ratio. By setting the ratio of the gas passing through the mill to 0.15 or more, the ratio of the amount of the raw material for gas transport can be set to 0.15 or more, and the average particle size ratio of the pulverized product of the primary pulverizer can be efficiently improved. I understand.
FIG. 6 shows the relationship between the average particle size ratio of the primary pulverizer and the amount of gas passing through the mill. It can be confirmed that it can be improved well.
[0037]
FIG. 7 shows the relationship between the system power consumption unit ratio and the mill passing gas amount ratio. The system power consumption unit ratio gradually decreases until the mill passing gas amount ratio becomes about 0.5, and the system power consumption unit ratio gradually increases from around about 0.5. Then, it can be seen that there is a region where the system power consumption rate is low when the mill passing gas amount ratio is in the range of about 0.3 to 0.6.
[0038]
Here, if the properties of the raw materials and the raw material particle size are constant, the smaller the average particle size ratio of the pulverized product of the primary pulverizer, the smaller the amount of the raw material having a predetermined particle size or less increases, and the amount of ineffective work in the ball mill increases. As it decreases, the system capacity ratio increases.
The prior art describes that the average particle size of the pulverized product of the primary pulverizer is reduced by increasing the pulverizing power or circulating a part of the raw material discharged from the primary pulverizer.
However, if the pressing force of the crushing roller 3 is increased in order to increase the crushing force, the power consumption increases and the system capacity ratio deteriorates. Further, in the conventional primary pulverization method in which most of the pulverized product is taken out from below the vertical pulverizer, the raw material having a small particle size that does not need to be pulverized by circulating a part of the discharged material of the primary pulverizer. In many cases, the raw material is crushed to a large extent, and as a result, excess raw material is circulated. If excess material is circulated, the power consumption increases and the system capacity is reduced. Of course, the material having a small particle size that does not need to be crushed is crushed by the crushing roller 3 and the rotary table 2 of the vertical crusher. If a large amount is interposed between the crushers, the vertical crusher vibrates and stable operation cannot be performed. This tendency is remarkable especially when the raw material supplied from the belt conveyor 80 contains a raw material having a small particle size.
[0039]
The pulverization method of the present invention, in which a large amount of gas is introduced into the primary pulverizer, was designed to reduce the system capacity ratio due to the increase in blowing power.
However, as a result of intensive studies, the present inventors have determined that the average particle size ratio of the pulverized product of the primary pulverizer is reduced by setting the ratio of the amount of gas passing through the mill to 0.15 to 0.5. It has been found that there is a region where the power consumption unit ratio can be reduced. Since the ratio of the amount of gas passing through the mill is a comparison value with the system of FIG. 9 described as a reference, by redefining the ratio as the ratio of the amount of raw material of gas transport, the amount of raw material taken out from the upper outlet 39 by gas ( Inventing a method for efficiently operating the pulverizing system by adjusting the amount of the raw material extracted per minute) to 15 to 50% of the amount of the new raw material (the weight of the raw material supplied per minute). Reached.
[0040]
The efficiency of the system is more efficient in the range of 0.3 to 0.5 in terms of the ratio of gas passing through the mill, and the ratio is particularly preferably 0.5. Therefore, it is more preferable to adjust the amount of the raw material extracted from the upper outlet 39 by the gas so as to be 30 to 50% of the new raw material, and to be approximately 50% (range of 45 to 55%) of the new raw material. Adjustment is particularly preferred.
[0041]
In the case of the cement clinker described in the present embodiment, a raw material having a small particle diameter is often included in a new raw material supplied from the belt conveyor 80. The small-diameter raw material contained in the new feedstock is blown up into gas and taken out from the upper outlet 39 without being pulverized immediately after being introduced into the vertical pulverizer 1. The machine 1 is efficient without extra work.
[0042]
Further, when the properties and particle size of the new raw material supplied to the vertical pulverizer 1 change, the gas transport raw material amount ratio and the like may slightly change. In such a case, the amount of the raw material taken out of the vertical mill 1 is measured, and the amount of the raw material supplied from outside the mill to the vertical mill is measured so that the amount of the raw material taken out is constant. By adjusting, stable continuous operation can be performed.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the pulverization method of the present invention, the efficiency of the efficiency can be improved by adjusting the amount of the raw material taken out from the upper outlet 39 to 15 to 50% of the amount of the new raw material by the vertical pulverizer. Good grinding system operation can be performed.
In addition, a large amount of fine powder is caught between the pulverizing roller of the vertical pulverizer and the rotary table by previously extracting small-sized raw materials that do not need to be pulverized from the upper outlet of the vertical pulverizer by gas. The vibration of the vertical pulverizer caused by the above can be prevented.
[0044]
Further, when the raw material is a cement clinker, a raw material having a small particle diameter is often included in the new raw material supplied from the belt conveyor. However, by using the pulverization method according to the present invention, the small-diameter raw material contained in the new raw material is not pulverized immediately after being introduced into the vertical pulverizer, but is blown up into a gas and taken up. Since it is taken out from the outlet, the vertical mill does not perform any extra work and the milling is efficient.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a pulverizer using a vertical pulverizer used in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a vertical crusher used in the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing a relationship between an average particle size ratio of a pulverized product of a primary pulverizer obtained by a pulverizer used in an embodiment of the present invention and a system capacity ratio.
FIG. 4 is a view showing a relationship between a gas carrier raw material amount ratio obtained by a pulverizing apparatus used in an embodiment of the present invention and an average particle size ratio of a pulverized product of a primary pulverizer.
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a gas carrier raw material amount ratio and a mill passing gas amount ratio obtained by a pulverizer used in the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between an average particle size ratio of a pulverized product of a primary pulverizer obtained by a pulverizer used in an embodiment of the present invention and a gas passing ratio in a mill.
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between a system power consumption unit ratio and a mill passing gas amount ratio obtained by a pulverizer used in an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an overall configuration diagram of a conventional pulverizer using a ball mill.
FIG. 9 is an overall configuration diagram of a conventional pulverizer using an air-swept vertical pulverizer.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vertical grinder 2 Rotary table 2A Rotary table upper surface 3 Grinding roller 15 Dam ring 33 Gas inlet 34 Lower outlet 35 Raw material inlet 39 Upper outlet 41 Bucket elevator 50 Classifier 60 Collector 70 Blower 80 Belt conveyor 100 Crusher 142 Bucket elevator 150 Ball mill 160 Classifier 161 Collector 171 Blower 175 Blower P Product
