JP2526166B2 - 竪型粉砕機 - 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，セメント原料などの原料を粉砕する堅
型粉砕機に関するものである。

［従来の技術］ 石灰石やスラグ，セメント原料などの原料を細かく粉
砕し粉体とする粉砕機の一種として、第４図に示すよう
に、回転テーブルと粉砕ローラとを備えた堅型粉砕機１
が広く用いられている。この種の粉砕機は、円筒状ケー
シング1aの下部においてモータ2A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等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とを備えてい
る。

粉砕ローラ４はケーシング1aに軸６によって揺動自在
に軸支されたアーム５とアーム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。3Bは
回転テーブル3Aの外周縁に設けられ原料層圧を調整する
ダムリング、14は回転テーブル3A周囲のガス吹上用の環
状空間通路、15は熱風吹上通路、13は羽根13Aにより粉
砕された原料を分級する回転セパレータ、16はガスと共
に製品を取り出す排出口、17は原料投入シュートであ
る。

このような堅型粉砕機において、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上を滑るときに回転テーブル3Aにより
回転方向の力を受け、回転テーブル3Aとの間で滑って回
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、ローラが圧接されて回転しているので、渦巻線を描
いた原料は粉砕ローラ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。

一方、ケーシング1aの基部にはダクトによって空気、
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
粉体はガスに同伴されてケーシング1a内を上昇し、上部
に位置するセパレータ13の羽根13Aにより分級作用を受
け、所定粒度の製品はガスと共に排出口16から排出され
次の工程へ送られる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のごとき従来の堅型粉砕機においては、テーブル
上において、ローラの噛込側に到達した被粉砕物のうち
かなりの量のものがローラに噛み込まれずに環状空間通
路へ押し流されていくのが普通である。そして、ローラ
の噛込側で環状空間通路へ押し流されている被粉砕物の
うち粒径の大きなものは排石となり環状空間通路を落下
し、排石量を増大させてその処理作業量を増大させる。
また、環状空間通路に押し流された被粉砕物のうち粒径
の小さなものは再度飛散するので、セパレータに加えら
れる負荷が大きくなり、分級効率の低下をもたらしやす
い。さらに、環状空間通路へ多量の被粉砕物が押し流さ
れることにより、該環状空間通路の通気圧損が増大し、
これによってファン動力が増大する。

このように粉砕機においてはオーバーフロー粒体を吹
き上げて循環させるために必要風量の数倍の風量を有す
る送風設備が必要となり、また循環量の増大により大き
な風量と風圧とが必要となって設備費と共に動力消費量
が大幅に増大するばかりでなく、特に比較的被粉砕性の
悪い物性を有する原料を超微粉砕する場合には、ミル振
動が頻発することが多く、振動値（振幅）が特に大きい
場合には機器の損傷や運転不能に陥って止むなく運転休
止に追い込まれることがあった。

このため、大きな振動が発生した場合の対策として、
粉砕部の原料層の振動数を変化させて共振域から遠ざか
るために、テーブルの 高さ（ダムリング高さ），粉砕圧力，テーブル回転数を
操作して変更することが考えられるが、このうち、回転
テーブルの駆動装置を可変とするのは設備費が過大とな
り実現性が薄く、テーブル 高さ（ダムリング高さ）を変えるには粉砕機の運転を停
止しての内部取替え作業を要し、また、粉砕圧力のみを
変えると製品粒度が所望のものと大きく変わってくる難
点があり、運転員の経験と勘により結局ミル処理量を低
下させて対応しているのが実情であり、振動の少ない安
定領域に戻るのに時間がかかり、安定した生産計画を損
なうことになっていた。したがって、ミル振動が発生し
てもミル処理量を大きく低下させることなく、粉砕原料
層の振動数を変化して振動振幅を減少させて通常の安定
した振動の小さい運転状態に自動的に早急に復帰する何
らかの手段が渇望されていた。そして、これらの振動の
発生は、中砕領域よりも微粉砕あるいは超微粉砕になる
ほど頻発しやすい傾向があった。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の堅型粉砕機は、 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、回転テーブル中央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、かつ、ケーシングに
振動測定用の加速度センサを装着した堅型粉砕機であっ
て、 該加速度センサの指示値が予め設定された値を越えた
ときに前記粉砕ローラの押圧手段の押圧力を変更し、粉
砕原料供給用の原料フィーダの回転数を変更し、かつ、
堅型粉砕機内ガス吸引用のファンの入口ダンパの角度を
変更するための制御装置を備えてなる構成とした。

［作用］ 堅型粉砕機の内部では、通常、被粉砕物の供給量の数
倍の循環量があり、この被粉砕物が回転する回転テーブ
ルと複数個の粉砕ローラによって押付け粉砕作用を受け
ながら、回転テーブルの内側から外側へ渦巻状に流れ
て、周囲の熱風吹上通路を形成する環状空間部へ達す
る。

一方、熱風吹上通路からは、粉砕機型番あるいは粉砕
能力により定まる所要の熱風ガスが、内外２つの円環と
複数個並列に配設される板状ブレードとで形成される一
定の断面積を板状ブレードで形成される方向に、一定の
速度で吹上げられるので、被粉砕物の粒度構成が大きな
変化がない場合、ほぼ一定量の被粉砕物を吹上げ、回転
テーブルへ還元する。

このようにして、正常運転時には堅型粉砕機内で順次
粉砕されて小さくなった微粉末の粉砕原料は粉砕機後に
設けられたファンによって吸引されて粉砕機外へ流出す
る熱風ガスに随伴してセパレータ室へ入り回転式セパレ
ータによって分級されて粗粉は粉砕室へ戻され再粉砕さ
れ、精粉のみ排気口より排出される。

一方、運転中、常時一定間隔時間毎に加速度センサに
より堅型機に発生する振動状態が観測され、電気信号に
変換されて制御装置に送られる。制御装置では、予め設
定器に入力された加速度の設定値とこの実測値が比較器
で比較され、設定値を越えたときにはその超過した値に
応じて制御器，増幅器を経由して、粉砕ローラの緊張油
圧を変更する電気信号、原料フィーダの回転数を変更す
る電気信号、および堅型粉砕機通気用のファン入口ダン
パの設定角度を変更する電気信号を発信して運転条件を
変更する。以上の操作を適当な時間間隔で複数回繰返す
フィードバック機構により、正常な運転を阻害する外乱
要因に対応して運転操作を自動的に実施して正常運転の
継続を維持する。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図〜第３図は本発明の実施例に係り、第１図は全
体系統図、第２図は制御装置のブロック線図、第３図は
堅型粉砕機に発生する加速度レベル制御の指令系統図で
ある。

第１図において、１は堅型粉砕機、９は油圧シリン
ダ、100は加速度センサ、101は制御装置、102は油圧ユ
ニット、110は原料フィーダ、111は原料フィーダの回転
数コントローラ、120は集塵機、130は吸引ファン、131
は電動の入口ダンパ、132は入口ダンパのコントローラ
である。

図に示すように、堅型粉砕機１のケーシング側壁には
加速度センサ100は取付けられ、加速度センサ100からの
刻々の実測値は電気信号に変換されて第２図に示す構成
を有する制御装置101へ伝達される。そして、制御装置1
01と油圧ユニット101の圧力調整弁、原料フィーダの回
転数コントローラ111、入口ダンパのコントローラ132と
は電気配線で接続されている。

なお、堅型粉砕機１の構成は第４図に示した従来のも
のと同一であるのでその説明を省略する。

次に、このような構成の１実施例の作動を説明する。

原料投入シュート17から回転テーブル3Aの中央部上面
に供給された原料は回転テーブル3Aの遠心力を受けて回
転テーブル3Aで渦巻状の軌跡を画き回転テーブル3Aの外
周部へ向かって移動する。回転テーブル3Aの外周部では
粉砕ローラ４が回転しているので、移動した石灰石の大
部分は粉砕ローラ４の回転テーブル3Aとの間に噛込ま
れ、圧縮，衝撃，剪断作用により粉砕されて微粉とな
る。この微粉、および粉砕ローラ４に噛込まれずに回転
テーブル3Aの周縁から外れた粗大粒子と中間粒子とは、
環状空間通路14へ落下するが、このとき、熱風発生装置
によりダクトを経て送られてきた熱風が熱風吹上通路15
から環状空間通路14へ吹上がるので、これら微粉や中間
粒子等は熱風とともに粉砕機内部を上昇する。上昇した
微粉や中間粒子は、セパレータ室へ入りセパレータ13の
ロータ13Aに衝突して分級され、微粉はセパレータ13を
通過して排気口16から排出されたのち、集塵機120等を
経て回収される。また、セパレータ13を通過しなかった
中間粒子は、回転テーブル3A上に落下還元されて上記粉
砕と分級とを繰返す。

そして、運転中、加速度センサ100では堅型粉砕機１
の加速度レベルがある適当な時間間隔で刻々測定されて
おり、この情報を変換器で電流または電圧の電気信号の
形で制御装置101へ入力される。

制御装置101では、第２図に示すように、予め設定器
で設定された加速度の安全許容限界を示す設定値（目標
値）と実測値が比較器で比較され、第３図に示す加速度
レベル制御の操作指令に基づいて加速度が設定値を越
え、かつ、原料供給量がある範囲をもった設定値より高
い場合には、原料供給量を減少させ、その減少量に比例
してミル通過風量を減少させる。実際には、制御装置10
1内の調節器，操作器からなる制御器を経由して増幅器
で増幅した電気信号（操作信号）を原料フィーダ110の
回転数コントローラ111や吸引ファン130に直前の電動入
口ダンパ131のコントローラ132へ送信する。加速度が設
定値を越えても、原料供給量が設定範囲より高くない場
合には粉砕ローラの圧下力を減少するため油圧ユニット
102の油圧シリンダ９用の電動の圧力調整弁の設定圧を
低下させる。

一方、加速度の測定値が設定値以下の場合には、原料
供給量が設定範囲より低い場合には原料供給量を増加
し、それに応じてミル風量を増加する。また、原料供給
量が設定範囲内のときには粉砕ローラ圧下力が低ければ
圧下力を増加し、低くない場合には何らの変更をも行な
わない。

以上のように、制御装置101の設定器には、加速度，
原料供給量，緊張油圧（粉砕ローラ圧下力）の３つの設
定値や設定範囲を入力しておくことにより、自動的にフ
ィードバック機構により、堅型粉砕機に加えられる何ら
かの外乱（多くは粉砕原料性状や含有水分等の被粉砕性
の変化）によって振動発生の程度が大きくなり運転に支
障が生じても発生する加速度を所定の範囲内に保持して
安全な運転を継続することができる。

なお、上述の制御器は調節器と操作器より構成され、
調節器は加速度センサ100による実測値の設定値に対す
る越え方に応じて操作量の増減の幅を指示するもので、
その制御動作には比例動作（Ｐ動作），積分動作（Ｉ動
作），微分動作（Ｄ動作），比例積分動作（PI動作），
比例微分動作（PD動作），比例積分微分動作（PID動
作）等ミル振動の変化の状況に応じて使い分けることが
できる。操作器はこの調節器からの指示に基づいて各々
の駆動装置へ動作指令を伝達する。図中矢印のついた線
は信号の流れを示す。このようにして、動作変更したあ
とタイマによる一定時間経過後、再び加速度センサによ
る実測値と設定値とを比較し、設定値以内に収まるまで
この操作を繰り返す。以上のようなフィードバック機構
を有する自動制御により、運転中何らかの外乱により振
動の激しい状態に一時的に陥っても容易にこの状態から
脱出することができる。

上記した原料供給量の設定範囲は常用能力（設計能
力）の90〜100％とするとよく、振動の頻発する原料に
あってはやや範囲を拡げて80〜100％とすると良い。こ
れらの範囲は長期間の運転状態における振動発生の頻度
を考慮して最も振動が少なく、かつ、能力の出る範囲を
選定するのが望ましい。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明の堅型粉砕機
では加速度センサをケーシングに配設して、この信号を
制御装置に入力して設定値と比較し、超過した場合に原
料供給量，ミル通過風量，粉砕ローラ圧下力に変更を与
えてフィードバック機構により加速度を設定値以下に戻
すことができる構造としたので、各機器を安全に保護で
きるとともに、異常に高い振動値を鎮静化して安定した
操業を継続的に行なうことが可能で生産効率が向上し、
メインテナンス性が改善される。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の実施例を示し、第１図は全体
系統図、第２図は制御装置のブロック線図、第３図は堅
型粉砕機に発生する加速度レベル制御の指令系統図であ
る。第４図は従来の堅型粉砕機の縦断面図である。 １……堅型粉砕機、3A……回転テーブル、４……粉砕ロ
ーラ、９……油圧シリンダ、13……セパレータ、14……
環状空間通路、100……加速度センサ、101……制御装
置、102……油圧ユニット、110……原料フィーダ、111
……原料フィーダの回転数コントローラ、130……吸引
ファン、131……入口ダンパ、132……入口ダンパのコン
トローラ。

Claims (1)

(57)【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、回転テーブル中央部に供給
   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、かつ、ケ
   ーシングに振動測定用の加速度センサを装着した堅型粉
   砕機であって、 該加速度センサの指示値が予め設定された値を越えたと
   きに前記粉砕ローラの押圧手段の押圧力を変更し、粉砕
   原料供給用の原料フィーダの回転数を変更し、かつ、堅
   型粉砕機内ガス吸引用のファンの入口ダンパの角度を変
   更するための制御装置を備えてなる堅型粉砕機。