JP2015522414A - ローラミルで粉砕材料を粉末状にする方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、ローラミルで粉砕材料を粉末状にする方法および装置に関し、粉砕プレートが少なくとも２の粉砕ローラと協働して、マスフローに供給される粉砕材料が、粉砕プレートと粉砕ローラの間で粉末状にされるものとなっている。少なくとも２の粉砕ローラが、専用の駆動装置により駆動され、電力補償制御が、粉砕ローラの駆動装置に対して実行されて、駆動装置の電力が互いに所定の比率に制御される。電力制御は、粉砕ローラの少なくとも一つに供給される粉砕材料のマスフローを変化させることにより達成される。【選択図】図１

Description

本発明は、ローラミルで粉砕材料を粉末状にする方法および装置であって、粉砕プレートが、専用の駆動装置によって駆動される少なくとも２の粉砕ローラと協働し、マスフローに供給される粉砕材料が、粉砕プレートと粉砕ローラとの間で粉末状とされる、方法および装置に関するものである。

ＤＥ１９７０２８５４Ａ１は、個別に駆動される粉砕ローラが、粉砕プレートおよびその上に配置される粉砕材料または粉砕材料ベッドを介して回転駆動式で互いに接続される一方で、非常に異なる電力需要を有する場合があり、それが、例えば、粉砕プレート上の異なる回転径（摩擦／直径）や、個々の粉砕ローラの異なる有効径（例えば、摩耗を通じて）、あるいは粉砕プレートと粉砕ローラ間の協働において粉砕材料を引き込む間の異なる挙動によるものであることを既に示している。

個々の粉砕ローラ間の回転速度の小さな変化であっても、個々の駆動装置の相対的な大きな電力の変動をもたらす。これは、粉砕ローラが絶えず加速または減速されること、すなわち、個別に駆動される粉砕ローラが互いに逆らって動作し、それが、粉末化動作中の非常に高いエネルギー需要につながることを意味している。

このため、ＤＥ１９７０２８５４Ａ１は、一般的な負荷補償制御によって、すべての駆動される粉砕ローラの個々の回転駆動装置間の動作変動を均一化することを提案している。

しかしながら、粉砕プレートと粉砕ローラ間のトランスミッションが動的に変化する場合には、駆動装置の電力需要が非常に異なるものとなる。補償制御を改善するために、ＤＥ１０２００７００６０９２Ａ１においては、補償制御が電力補償制御からなり、少なくとも１の駆動装置の回転速度を制御することによって、互いに所定の比率で駆動装置の電力を制御するものとなっている。ＤＥ１０２００７０４１８７８Ｂ４においては、互いに所定の比率で駆動装置の電力を制御するために、回転速度が制御される代わりに、粉砕圧力が制御されている。

また、ＤＥ１７６３４３２Ａは、三相電気モータの一定の負荷のために粉砕材料の供給を自動的に制御する、三相電気モータにより駆動されるミル用の制御デバイスを開示している。ＥＰ０１８０８１４Ａ２は、十分な空気固体比率および所望の粉末度を保証するために、広いスループット範囲に亘ってミルを動作させる制御システムを有するローラミルを開示している。

すなわち、本発明の目的は、電力補償制御のための新たな概念を生み出すことであった。

本発明においては、請求項１および１０の特徴によって、この目的は達成される。

ローラミルで粉砕材料（grinding stock）を粉末状にする本発明に係る方法においては、粉砕プレート（grinding plate）が少なくとも２の粉砕ローラ（grinding rollers）と協働して、マスフロー（mass flow）に供給される粉砕材料が、粉砕プレートと粉砕ローラの間で粉末状とされる。少なくとも２の粉砕ローラが、専用の駆動装置により駆動され、電力補償制御（power compensation control）が、粉砕ローラの駆動装置に対して実行されて、駆動装置の電力が互いに所定の比率に制御される。そして、電力制御は、粉砕ローラの少なくとも一つに供給される粉砕材料のマスフローを変化させることにより達成される。

ローラミルで粉砕材料を粉末状にする本発明に係る装置は、粉砕プレートと、粉砕プレートと協働する少なくとも２の粉砕ローラとを備え、マスフローに供給される粉砕材料が、粉砕プレートと粉砕ローラの間で粉末状とされ、少なくとも２の粉砕ローラが、専用の駆動装置を有し、粉砕ローラの駆動装置用の電力補償制御デバイスが、駆動装置の電力を互いに所定の比率に制御するために設けられている。電力補償制御デバイスは、少なくとも１のアクチュエータと協働して、粉砕ローラの少なくとも一つに供給される粉砕材料のマスフローを変化させる。

用語“マスフロー（mass flow）”は、供給デバイスを介して、一般に粉砕プレートの中央に供給された後に粉砕ローラに送られる、材料流量（material flow rate）または質量流量（mass flow rate）として理解される。従来から知られている電力補償制御は、回転速度または粉砕圧力を制御することによって粉砕ローラに直接的に作用するものであるが、電力補償制御の目的のための本発明に係る概念は、質量流量に影響を与えるものである。

本発明の更なる実施形態は、下位請求項の発明主題を形成する。

電力補償制御は、好ましくは、制御変数として、駆動装置のトルクおよび／または回転速度を使用する。具体的に、マスフローは、粉砕ローラに対するマスフローの向きに影響を与えることによって、かつ／または、マスフローの広がりに影響を与えることによって、かつ／または、マスフローの高さに影響を与えることによって、かつ／または、供給量に影響を与えることによって、変化させることができる。また、マスフローに供給される粉砕材料を、事前に圧縮またはほぐすこともできる。

マスフローを変化させる更なる可能性は、粉砕材料の化学的および／または物理的性質を変化させることにある。具体的には、粉砕補助物および／または水および／または添加物を加えることによって、組成を変化させることが考えられる。また、特に、次の選別プロセスからの、粗粒材料および／または未使用材料および／または循環材料および／または粉鉱および／または製品原材料を加えて、マスフローを変化させることも可能である。

電力補償制御デバイスは、望ましくは、粉砕ローラの駆動装置のトルクを検出するトルクセンサに、かつ／または粉砕ローラの駆動装置の回転速度を検出する回転速度センサに、動作可能に接続され、その測定結果に応じて、マスフローを変化させるための少なくとも１のアクチュエータを制御する。それらアクチュエータは、例えば、案内構成要素、調節可能なシュート、調節可能な高さ制限および投入デバイスから構成することができる。

粉砕ローラの駆動装置として、特に、未制御（unregulated）の三相非同期電気モータが適している。駆動装置の電力は、基本的には、駆動装置の作動トルクがゼロと駆動装置の破壊トルクとの間になるように、制御することができる。したがって、粉砕ローラの駆動装置を、広い範囲において、それぞれの粉砕条件に適応させることが可能である。

本発明の更なる利点および実施形態は、詳細な説明および次の図面を参照しながら、以下に、より詳細に説明する。
図１は、ローラミルおよび電力補償制御デバイスを有する、粉砕材料を粉末状にする本発明に係る装置の概略図である。 図２は、図１に係る装置を示しており、ここでは、電力補償制御デバイスが、回動シュートと協働している。 図３は、図１に係る装置を示しており、ここでは、電力補償制御デバイスが、調節可能なガイドプレートと協働している。 図４は、図１に係る装置を示しており、ここでは、電力補償制御デバイスが、調節可能な高さ制限要素と協働している。 図５は、図１に係る装置を示しており、ここでは、電力補償制御デバイスが、添加物を加えるデバイスと協働している。

ローラミルで粉砕材料を粉末状にする装置は、図１に示すように、粉砕プレート１と、この粉砕プレートと協働する少なくとも２の粉砕ローラ２，３とを備え、供給デバイス４を介してマスフローに供給される粉砕材料５が、粉砕プレートと粉砕ローラとの間で粉末状とされるものとなっている。２の粉砕ローラ２，３の各々は、専用の駆動装置６，７を有し、一方、図示される例示的な実施形態における粉砕プレートは、粉砕ローラ２および３および粉砕材料５を介して駆動されるため、専用の駆動装置は割り当てられていない。しかしながら、本発明の範囲内において、粉砕プレートが追加的に駆動されるようにすることも可能である。さらに、電力補償制御デバイス８が設けられており、この電力補償制御デバイスは、測定ユニット９，１０および少なくとも１のアクチュエータ１１と協働する。測定ユニット９，１０は、例えば、駆動装置６または７のトルクＭ１，Ｍ２を検出するトルクセンサ、および／または駆動装置６，７の回転速度ｎ１，ｎ２を検出する回転速度センサである。測定値を使用することにより、電力補償制御デバイス８は、二つの駆動装置６，７の電力を判定することができる。すべての駆動装置の総電力は、個々の駆動装置間で、所定の比率で分配されるものとなる。この場合、例えば、すべての駆動装置が同じ電力で作動されるものであってもよい。しかしながら、例えば、異なるサイズの粉砕ローラを有する場合など、電力が異なるように分配されることも十分に考えられることである。

電力補償制御デバイスは、電力が予め定められた設定値範囲内になるように、個々の駆動装置の電力を制御する。測定値（回転速度、トルク）を介して駆動装置のうちの何れかの電力が設定値範囲外にあることが確認されると、目標とされる方法で、粉砕ローラ２，３の少なくとも一つに供給される粉砕材料５のマスフローに影響を与えるために、アクチュエータ１１が使用される。そのような一例としては、駆動装置の電力消費が相対的に少な過ぎる粉砕ローラに供給されるよりも少ない粉砕材料を、駆動電力が上昇した粉砕ローラに供給することが考えられる。このため、マスフローを変化させることにより、目標とされる方法で、両駆動装置６，７の電力に影響を与えて、所定比率、例えば、それぞれ５０％の比率で、両駆動装置の電力を制御することが可能である。

この制御によって、周波数整流器のような高価な制御デバイスを駆動装置６，７に設ける必要がなくなる。このため、未制御の三相非同期電気モータが駆動装置６，７として使用されることが好ましい。

上述した装置は、特に、石灰岩、バインダおよび石炭のような粉砕材料を粉末状にするのに適している。ローラミルは、例えば、次のように構成することができる。
・粉砕プレート１の直径：２ｍ乃至８ｍ
・粉砕ローラ２，３の直径：１ｍ乃至４ｍ
・駆動装置６，７の定格出力：１００ｋＷ乃至４０００ｋＷ

マスフローに影響を与える幾つかの例示的な実施形態を、以下により詳細に示す。各ケースにおけるすべての例示的な実施形態では、少なくとも２の駆動される粉砕ローラが提供される。単に明確性の理由のために、粉砕ローラ３および関連する駆動装置７が、図面には示されていない。また、同じ符号が同一の構成要素に使用されている。

図２に係る例示的な実施形態においては、供給デバイス４の下端に設けられた旋回シュート１１ａによって、アクチュエータが形成され、当該シュートが、作動駆動装置１１ｂによって旋回するように構成されている。旋回シュート１１ａの位置に応じて、二つの粉砕ローラ２，３へのマスフローの量に影響を与えることができる。このため、電力補償制御デバイス８は、二つの駆動装置６，７の電力が予め定められた制御範囲外にある場合に、測定ユニット９，１０によって求められた測定値に応じて、作動駆動装置１１ｂを制御することとなる。

図３に係る例示的な実施形態においては、関連する作動駆動装置１１ｂで調節可能なガイドプレート１１ｃによって、アクチュエータが形成されている。このガイドプレート１１ｃによって、特に、粉砕ローラに対するマスフローの向き、および／またはマスフローの広がり、および／または供給量に影響を与えることができる。

図４は、マスフローの高さに影響を与えることによってマスフローを変化させる変形例を示している。それを達成するために、アクチュエータが高さ制限要素１１ｅによって構成され、その高さが、電力補償制御デバイス８の制御により、作動駆動装置１１ｆによって設定されるものとなっている。

図５に係る例示的な実施形態においては、マスフローの組成を変化させることによってマスフローに影響が与えられている。それを達成するために、アクチュエータが、関連する作動駆動装置１１ｈを有する投入デバイス１１ｇからなり、この投入デバイスによって、未使用材料、循環材料または製品原材料、粉鉱、添加物、水または粉砕補助物のような混合剤が、粉砕材料５に加えられる。この添加が、粉砕ローラの上流側で目標とされる方法で達成される場合、関連する駆動装置の電力需要に、目標とされる方法で影響を与えることができる。

当然のことながら、本発明の範囲内で、マスフローに影響を与える多くのその他の可能性が考えられる。例えば、スレーブローラと呼ばれるものを各粉砕ローラの上流側に接続することができ、そのスレーブローラは、可変接触圧によって、粉砕ベッドを事前に圧縮することを可能にし、それにより、関連する粉砕ローラの駆動装置の電力需要に影響を与えることができる。また、例えば、流動化空気によって、粉砕ベッドをほぐすことも考えられる。

上述した電力補償制御は、非常に有効であり、従来から知られている回転速度制御よりも実質的に費用効率が高い。

Claims (12)

1. ローラミルで粉砕材料（５）を粉末状にする方法であって、
   粉砕プレート（１）が少なくとも２の粉砕ローラ（２，３）と協働して、マスフローに供給される粉砕材料（５）が、粉砕プレート（１）と粉砕ローラ（２，３）の間で粉末状とされ、
   少なくとも２の粉砕ローラ（２，３）が、専用の駆動装置（６，７）により駆動され、電力補償制御が、粉砕ローラ（２，３）の駆動装置（６，７）に対して実行されて、駆動装置（６，７）の電力が互いに所定の比率に制御され、
   粉砕ローラ（２，３）の少なくとも一つに供給される粉砕材料（５）のマスフローを変化させることにより、電力制御が達成されることを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法において、
   電力補償制御のための制御変数として、駆動装置（６，７）のトルク（Ｍ１，Ｍ２）および／または回転速度（ｎ１，ｎ２）が使用されることを特徴とする方法。
3. 請求項１に記載の方法において、
   粉砕ローラ（２，３）に対するマスフローの向きに影響を与えることによって、かつ／または、マスフローの広がりに影響を与えることによって、かつ／または、マスフローの高さに影響を与えることによって、かつ／または、供給量に影響を与えることによって、マスフローを変化させることを特徴とする方法。
4. 請求項１に記載の方法において、
   マスフローに供給される粉砕材料（５）が、事前に圧縮されることを特徴とする方法。
5. 請求項１に記載の方法において、
   マスフローに供給される粉砕材料（５）が、ほぐされることを特徴とする方法。
6. 請求項１に記載の方法において、
   駆動装置（６，７）の作動トルクが、ゼロと駆動装置の破壊トルクとの間になるように、粉砕ローラ（２，３）の駆動装置（６，７）の電力が制御されることを特徴とする方法。
7. 請求項１に記載の方法において、
   粉砕材料（５）の組成を変えることによって、マスフローを変化させることを特徴とする方法。
8. 請求項７に記載の方法において、
   粉砕補助物および／または水および／または添加物を加えることによって、マスフローを変化させることを特徴とする方法。
9. 請求項７に記載の方法において、
   粗粒材料および／または未使用材料および／または循環材料および／または粉鉱および／または製品原材料を加えることによって、マスフローを変化させることを特徴とする方法。
10. ローラミルで粉砕材料（５）を粉末状にする装置であって、
    粉砕プレート（１）と、粉砕プレート（１）と協働する少なくとも２の粉砕ローラ（２，３）とを備え、
    マスフローに供給される粉砕材料（５）が、粉砕プレート（１）と粉砕ローラ（２，３）の間で粉末状とされ、
    少なくとも２の粉砕ローラが、専用の駆動装置（６，７）を有し、粉砕ローラ（２，３）の駆動装置（６，７）用の電力補償制御デバイスが、駆動装置（６，７）の電力を互いに所定の比率に制御するために設けられ、
    電力補償制御デバイス（８）は、少なくとも１のアクチュエータ（１１）と協働して、粉砕ローラ（２，３）の少なくとも一つに供給される粉砕材料（５）のマスフローを変化させることを特徴とする装置。
11. 請求項１０に記載の装置において、
    電力補償制御デバイス（８）は、粉砕ローラの駆動装置（６，７）のトルクを検出するトルクセンサに、かつ／または粉砕ローラ（２，３）の駆動装置（６，７）の回転速度を検出する回転速度センサに、動作可能に接続されていることを特徴とする装置。
12. 請求項１０に記載の装置において、
    粉砕ローラ（２，３）の駆動装置（６，７）は、未制御の三相非同期電気モータであることを特徴とする装置。

Images