JP2613509B2 - 竪型粉砕機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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，スラグ，クリンカ，セメ
ント原料，セラミックス等や化学品などの原料を粉砕す
る竪型粉砕機に関する。

【０００２】

【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，図４
に示すように，回転テーブルと粉砕ローラとを備えた竪
型粉砕機１が広く用いられている。この種の粉砕機は，
円筒状ケーシング１５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。

【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周囲のガス吹上用環状空間通路，１４Ａはガス供
給路，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出す排出
口，１７は原料投入シュートである。なお，１４０はケ
ーシング１５に装着した振動計である。

【０００４】このような竪型粉砕機において，回転テー
ブル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３
Ａ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３
Ａ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込まれて粉砕される。

【０００５】一方，ケーシング１５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部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１
５内を上昇し，上部に位置するセパレータ１３の羽根１
３Ａ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。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のごとき従来の竪
型粉砕機においては，テーブル上において，粉砕ローラ
の噛込み側に到達した被粉砕物のうちかなりの量のもの
が粉砕ローラに噛込まれずに環状空間部へ押し流されて
いくのが普通である。そして，粉砕ローラの噛込み側で
環状空間部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部を落下し，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
部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易い。さらに，環状空
間部へ多量の被粉砕物が押し流されることにより，該環
状空間部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。

【０００７】そして，従来の運転制御，特に高微粉砕自
動運転では，ミル差圧を一定となるように粉砕量，すな
わち原料供給量を制御するか，または，ミル動力が一定
となるように原料供給量を制御していた。これらの方法
では，投入する原料の粒度分布が急変して，たとえば３
００μ以下の粉末が非常に多くなったような場合には，
原料が回転テーブルと粉砕ローラとの間にうまく入らず
原料が滑って適切に噛込むことが難かしく粉砕仕事が効
率良く進捗しない。このためミル内への原料の投入量が
増えるばかりで振動が次第に大きくなり，やがて運転不
能に陥るなど制御不能となり，このため止むを得ずオペ
レータ（運転員）のマニアル操作に切換えて粉砕量を調
節するという不都合が生じていた。特に原料の粉率が高
く，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。

【０００８】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，テーブルのせき（堰）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，テーブルせき高さ（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作業を要し，また，粉
砕圧力を変えると製品粒度が所望のものと変わってくる
難点があり，結局ミル差圧自動運転からマニュアル操作
運転に切換えてミル処理量を低下させて対応しているの
が実情であり，運転操作が面倒であった。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有った。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め，本発明の竪型粉砕機は，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，ケーシングに振動計を装着した竪型粉砕機
において，原料ホッパからの原料を粉砕機へ輸送するコ
ンスタントフィード・ウェアを備えるとともに，輸送中
の原料の原料粉率を測定する粒度検出器を該コンスタン
トフィード・ウェアに配設し，前記振動計の測定値が予
め設定された値を越えたとき，または，前記粒度検出器
による原料粉率の測定値が予め設定された値を越えたと
きに該コンスタントフィード・ウェア駆動用の可変速電
動機の出力回転数を変更するための制御装置を備えた。

【００１０】

【作用】本発明の竪型粉砕機においては，竪型粉砕機の
ケーシングに装着した振動計で計測される振動値（振
幅）とコンスタントフィード・ウェアに配設された輸送
原料の原料粉率を測定する粒度検出器の測定値と原料供
給量を刻々電気信号に変えて制御装置へ送信し，制御装
置の内部にある比較器で予め設定された振動値（許容さ
れる振動値）や原料粉率（許容される原料中の微粉末の
割合）と比較し，どちらかの設定値を越えたときにはそ
の対応策としてその越え方の程度に応じて粉砕機内へ投
入する原料供給量を低減する措置を講じる。また，測定
値が設定値以内に収まるときにはもとの状態まで原料供
給量を増加して安定した運転に復帰する。

【００１１】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例について
詳細に説明する。図１〜図３は本発明の竪型粉砕機の実
施例を示し，図１はフローシート，図２は制御装置の制
御ブロック線図，図３は制御系統図である。図におい
て，１は竪型粉砕機，６０は原料コンベヤ，７０は原料
ホッパ，８０はコンスタントフィード・ウェア，８０ａ
は同用可変速電動機，９０は集塵装置，１００は吸引フ
ァン，１１０は排石コンベヤ，１２０はバケットエレベ
ータ，１３０は粒度検出器，１４０は制御装置，１５０
は振動計である。制御装置１４０は内部に設定器，比較
器，制御器（調節器と操作器から構成される），増幅器
が収納されている。竪型粉砕機１本体の各機器は従来技
術で説明したとおりのものであるから説明を省略する。

【００１２】次に制御装置１４０の作動について説明す
る。図２に示すように，タイマで設定された時間間隔毎
に刻々測定される振動計１５０および粒度検出器１３０
の測定結果が電気信号に変換されて制御装置１４０へ入
力される。この測定値（振動値と原料粉率）と原料供給
量の３つの情報と，予め設定器へ入力されている３つの
設定値（許容限界振動値，限界原料粉率，定格原料供給
量）とを比較器で比較し，設定値を逸脱している場合に
は，図３に示すような制御系統手順に従って制御器を介
してコンスタントフィード・ウェア８０駆動用の可変速
電動機８０ａに指令を発して原料供給量を増減する。

【００１３】制御器は調節器と操作器とから構成され，
調節器は測定値（振動値や原料粉率）の設定値に対する
超過程度に応じてコンスタントフィード・ウェア８０の
出力回転数の増減させる幅を規定するもので，その制御
動作としては，比例動作（Ｐ動作），積分動作（工動
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）等振動発生状況と原料
供給量，原料粉率の相関を把握したうえで適切な選択を
して使用する。操作器はこの調節器からの指令に基づい
て可変速電動機８０ａへの動作指令を伝達する。図中の
矢印のついた線は信号の流れを示している。

【００１４】図３はこのような動作指令の制御系統の１
実施例を示したもので，振動値が許容値（設定値）以下
のとき定格の原料供給が行なわれているときにはそのま
ま運転を継続し，供給量が定格に満たないときには増量
する。運転中振動レベルが許容値を越えたとき，その原
因が過大な原料供給であるとき，または原料粉率の増加
に起因する場合には原料供給量を小幅，あるいは中幅に
減量する。原料供給量が多くなく，かつ，原料粉率も設
定値以下にも拘らず振動レベルが高いときには，それ以
外の何らかの原因で起こっているものと考えられるの
で，そのまま放置すると運転不能になり運転休止を回避
するため早急に原料供給量を大幅にダウンする必要があ
る。図３に示したタイマＡ〜タイマＤは，各々原状に回
復するための所要時間が異なるため，実情に応じて適切
に決定するが，タイマＡ，タイマＢに比べてタイマＣ，
タイマＤの設定時間を多くするのが安定運転上望まし
い。

【００１５】粒度検出器１３０は，コンスタントフィー
ド・ウェア（以下ＣＦＷと称す）８０の測定機器を応用
したもので，ＣＦＷ８０はコンベヤの１部に荷重検出部
とベルト進行距離検出部を備え，被計量物である粉砕原
料が送られてくる途中に，ベルト上の荷重とベルト進行
距離を，電気信号に変換して演算調節計に伝送する。演
算調節計ではベルト進行距離に通過断面積を積算して通
過容積を算出し，積算重量と積算通過容積とから刻々の
嵩比重が算出される。この嵩比重は通過容積が一定値に
保持される場合，原料に粉が少ない塊状のものが多いと
きには空隙率が増して嵩比重は小さくなる。一方，塊状
のものが少なく微粉末が多くなると空隙率が小さくな
り，その分嵩比重が増大する。したがって，嵩比重と原
料に含有される微粉分の割合，すなわち，原料粉率には
相関関係があり，嵩比重を知ることにより原料粉率の値
を大凡であるが知ることができる。以上の原理を応用し
たものが粒度検出器１３０である。なお，重量検出を行
なう荷重検出部にはロードセルを使用する。

【００１６】以上のようにして，動作変更したあと各々
のタイマの設定時間経過後，再び測定値と設定値を比較
し，振動レベルの低下に伴ってもとの安定した運転状態
に復元する。以上のようなフィードバック機構による自
動制御を実施することにより，原料粉率の増加やその他
の原因による振動レベル増大やミル過負荷に対応して運
転不能による運転休止や機器の損傷を未然に防止するこ
とができる。

【００１７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように，本発明
の竪型粉砕機においては，定格の原料供給量や許容振動
レベルや原料粒度の変化の激しい原料の運転に際して原
料粉率を予め設定した適正な値を指標として，測定値が
これらの設定値を超過する際に適切に原料供給量をコン
トロールすることによって，自動的に制御不能や運転休
止を回避することが可能となる。したがって，運転操作
性が向上し，長期連続安定運転を継続できるので生産性
が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す竪型粉砕機のフローシー
トである。

【図２】本発明の竪型粉砕機の実施例に係る制御装置の
制御ブロック線図である。

【図３】本発明の竪型粉砕機の実施例に係る制御系統図
である。

【図４】従来の竪型粉砕機の全体縦断面図である。

【符号の説明】

１ 竪型粉砕機 ３Ａ 回転テーブル ４ 粉砕ローラ １７ 原料投入シュート ２２ 油圧シリンダ ６０ 原料コンベヤ ７０ 原料ホッパ ８０ コンスタントフィード・ウェア ８０ａ 可変速電動機 ９０ 集塵装置 １００ 吸引ファン １１０ 排石コンベヤ １２０ バケットエレベータ １３０ 粒度検出器 １４０ 制御装置 １５０ 振動計

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，
   ケーシングに振動計を装着した竪型粉砕機において， 原料ホッパからの原料を粉砕機へ輸送するコンスタント
   フィード・ウェアを備えるとともに，輪送中の原料の原
   料粉率を測定する粒度検出器を該コンスタントフィード
   ・ウェアに配設し，前記振動計の測定値が予め設定され
   た値を越えたとき，または，前記粒度検出器による原料
   粉率の測定値が予め設定された値を越えたときに該コン
   スタントフィード・ウェア駆動用の可変速電動機の出力
   回転数を変更するための制御装置を備えた竪型粉砕機。