JP2690756B2

JP2690756B2 - 堅型ローラミル

Info

Publication number: JP2690756B2
Application number: JP63258191A
Authority: JP
Inventors: 一教佐藤; 一紀正路; 信康廻; 浩明金本; 善憲田岡; 忠長谷川
Original assignee: バブコツク日立株式会社
Priority date: 1988-10-13
Filing date: 1988-10-13
Publication date: 1997-12-17
Anticipated expiration: 2012-12-17
Also published as: JPH02107347A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は竪型ローラミルに係り、特に粉砕ローラへの
被粉砕物の供給を改良した竪型ローラミルに関する。

〔従来の技術〕

石炭焚ボイラにおいても、低公害燃焼（低NOx、未燃
分低減）や急速負荷変動運用（給炭量変化）が実施さ
れ、それに伴い微粉砕機（ミル）も高性能化が要求され
るようになった。

石炭、セメント原料あるいは新素材原料などの塊状物
を細かく粉砕する粉砕機の１タイプとして、粉砕テーブ
ルと複数のローラとを備えた竪型ローラミルが用いら
れ、最近では代表機種の１つとしての地位を固めつつあ
る。

このタイプの粉砕機は、第７、８図に示すように円筒
型ケーシング内の下部にあって、減速機を有するモータ
で駆動され、水平面上で低速回転する円板状の粉砕テー
ブル51と、その上面外周部を円周方向へ等分する位置へ
油圧力、あるいはスプリング力等で圧接されて回転する
複数個の粉砕ローラ53を備えている。粉砕テーブル51の
中心部に位置する被粉砕原料供給管50から供給される被
粉砕物は、粉砕テーブル51の回転と遠心力とによって粉
砕テーブル51上を渦巻き状の軌跡を描いて外周部へ移動
し、粉砕テーブル51の粉砕レース52面と粉砕ローラ53の
間にかみ込まれて粉砕される。ミルケーシングの基底部
には、ダクト内を送られてきた熱風が導かれており、こ
の熱風が粉砕テーブル51の外周部とミルケーシングの内
周部との間のエアスロートから吹き上がっている。粉砕
後の粉粒体は、エアスロートから吹き上がる熱風によっ
てミルケーシング内を上昇しながら乾燥される。ミルケ
ーシング上部へ輸送された粉粒体は、ミルケーシング上
部に設けたサイクロンセパレータあるいは回転分級機で
分級され、所定の粒径以下の微粉は熱風によって搬送さ
れ、ボイラでは微粉炭バーナあるいは微粉貯蔵ビンへと
送られる。分級機を貫通することのない所定粒径以上の
粗粉は、粉砕テーブル51上に落下し、ミル内へ供給され
たばかりの原料とともに再度粉砕される。このようにし
て、粉砕ローラによって粉砕が繰返される。

このような竪型ローラミルにおける粉砕機構は、粉砕
テーブル51上の粉砕レース52面と粉砕ローラ53との間の
圧縮によるものと、剪断によるものが考えられる。この
ような粉砕条件を最適にするために、ローラ粉砕面や粉
砕レースの各種構造が提案されている。粉砕ローラや粉
砕レースの形状にかかわらず、すなわちそれらが従来タ
イプのものであっても、粉砕レース上の粉砕ローラの運
転を強制的に制御する、あるいは自動調心的な動きを誘
発するごとく加圧系を設定することにより、粉砕能力を
高めることも有効な手段である。また、回転テーブル51
上の粉砕体の動きや滞留時間を制御することにより、粉
砕能力をアップすることも考えられる。ローラミルで
は、ローラのかみ込み域と微粉生成域が分離されている
ため、両域における粉砕体の運動が大変重要である。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来式のローラミルでは、第８図に示すように、原料
供給管50から落下した被粉砕原料が回転テーブル51上に
落下し、遠心力を受けて粉砕レース52上へ送給される。
この場合に問題となるのは、原料が粉砕ローラ53のかみ
込み部のみならず、微粉生成部へも送給されることであ
る。したがって、粉砕のなされていない粗粒子が粉砕テ
ーブル外周へ押出され、エアスロート部に達する。これ
を吹き上げるために熱風はむだに消費され、熱風使用量
の増加に加えて粗粒子がミル内を循環するためにミル差
圧が増大してしまう。ミル差圧の増加は送風動力の増大
へつながり、ボイラのエネルギー節約操業という時代の
要請に逆行することになる。また、粗粒子がミル内を輸
送されるため、分級部に過大な負荷が加わり分級性能も
低下する。そのため製品微粉も所定の粒度や粒径範囲
（粒度分布）を満足できなくなってしまう。以上のよう
に、従来式のミルにおいては、回転テーブル51上におけ
る被粉砕原料の送給に対して工夫が充分になされていな
かった。

先行技術の中には、第９図に示すように、粉砕ローラ
93同士間の粉砕レース92上に案内部材96を設け、回転テ
ーブル91上における被粉砕原料の滞留時間を増加させよ
うという提案がある。しかしながら、この発明において
も、粉砕ローラ93のかみ込み部と微粉生成物とが完全に
分離されておらず、粉砕作用に対しても必ずしも充分な
配慮がなされていない。

本発明の目的は、上記した課題をなくし、粉砕ローラ
におけるかみ込みと微粉生成の両機能を考慮し、効率よ
く粉砕と粒子輸送を行なわせるローラミルを提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記した従来技術の課題は、ほぼ水平面上で垂直軸回
りに回転し、上面に円形の粉砕リングを装着した回転テ
ーブルと、粉砕リング表面に刻設された粉砕レース面
と、このレース面に押付けられて転動する複数個の粉砕
ローラと、粉砕ローラを支持するローラブラケットと、
該ローラブラケットをピボット支持する支持ピンと、該
支持ピンを介して前記ローラブラケットを加圧する加圧
装置と、前記粉砕テーブル上面に被粉砕原料を供給する
装置とを有する竪型ローラミルにおいて、前記転動する
粉砕ローラの前部かみ込み部に被粉砕原料を供給し、該
ローラ後部の微粉生成部への被粉砕原料の供給を阻害す
るごとく形成したローラカバー装置を、前記ローラブラ
ケットに取付けたことを特徴とする竪型ローラミルによ
り解決される。

〔作用〕

回転テーブル上の被粉砕原料は、遠心力によって周囲
にある各粉砕ローラへ送給される。各ローラには、本発
明になるカバーが設けられているために、微粉生成部に
原料あるいは分級部から戻された粗粒子の侵入は防止さ
れ、ローラのかみ込み部においてのみ粒子のかみ込み粉
砕が行なわれる。このように、本発明になるミルでは、
粉砕ローラにおける２つの粉砕機能、すなわちかみ込み
と微粉生成が巧妙に分離されているため粉砕効率が向上
する。また、微粉生成部は微粉の吹上部（微粉をミル上
方の分級部へ空気輸送する開始点）にも相当しており、
ここに原料や粗粒子が送給されないため、むだに熱風が
消費されることがなくなる。また、ミル内の循環量が低
減することからミル内の圧力損失も低下し、送風動力も
大幅に節約することが可能になる。

本発明になるカバーは、ローラ支持部材に固定されて
いるため比較的竪固であり、ミル内の石炭保有量が増加
する条件（ローラ全体が埋もれてしまう程度になる）に
おいても破損する危惧はない。このような運用面におけ
る信頼性の高さは、粉砕レース面上に案内部材やブレー
ドを備える等の先行技術よりも優れるものでもある。

〔実施例〕

本発明を具体化した竪型ローラミル（以下、ミルと略
称する）の構造を、第１図および第２図に示す。第１図
は、ミルの中心軸を通る縦方向断面図、第２図は本発明
の主要部である粉砕ローラをその上部から見た図であ
る。

被粉砕原料１は、ミル上部の中心軸上に設けた原料供
給管（センターシュート）２から供給され、ミル下部で
ミル中心軸回りに低速で回転する回転テーブル３上へ落
下し、遠心力によって回転テーブル３の外周部へ送級さ
れる。回転テーブル３の外周部には、その上面に粉砕レ
ース26を刻設した粉砕リング４が装着されている。粉砕
ローラ５は、圧下状態のまま粉砕レース26上を転動し、
送級されてきた被粉砕原料１は圧縮力ないし剪断力によ
って微粉砕される。

ミルの基本要素である粉砕ローラ５は、ローラブラケ
ット８に軸受を介して粉砕ローラシャフト６に装着さ
れ、粉砕ローラ回転軸７の周りを、回転テーブル３の回
転によって駆動され転動する。ローラブラケット８は、
その上面の溝部と加圧リング11の底面に刻設した溝部の
間に挿入したローラピボット（支持ピン）10によって支
持される。このローラピボット（支持ピン）10によっ
て、粉砕ローラ５はいわゆる‘振り子’式運動の機能を
有するようになる。各ローラブラケット８のミル中心軸
側には、本発明の特徴であるローラカバー９が装備され
ている。このローラカバー９は、粉砕ローラ５のかみ込
み部（第２図のＩ）に対応する部分はテーブル側に開放
されており、被粉砕原料１が粉砕ローラ５の下部へかみ
込まれるように供給される。一方、粉砕ローラ５の微粉
生成部（第２図のII）は、微粉生成部から隣合うローラ
との中ほどまで曲面状に延設するローラカバー９によっ
てほぼ遮断されており、生成微粉は粉砕レース26上に排
出されるものの、被粉砕原料１が送級されることがな
い。このように本発明になるミルでは、ローラカバー９
によって粉砕ローラ５におけるかみ込み部と微粉生成部
とが機能ごとに分割されており、粉砕がより効率よく行
なわれる。

以上のように、粉砕部で生成した粉砕体は、エアスロ
ート14からミル上方へ向け吹込まれる熱風17によって、
ミルケーシング18の上方分級部へと搬送される。ミル内
を上昇した粒子のうち、かなり粗大で重い粒子は分級羽
根21まで至らず、重力によって粉砕部へ落下し（１次分
級）再粉砕される。１次分級部を通過した粉砕体は、分
級羽根21で分級（２次分級）される。回転分級機は、原
料供給管（センターシュート）２周りを回転するシャフ
トとしての回転分級機回転軸19と、その下部に備わる回
転分級機ロータ20と、この回転分級機ローラ20の円周上
に等間隔で複数枚装着する板状の分級羽根21により構成
される。回転分級部へ到達した粉砕体のうち微粉は、分
級羽根21間を貫通し、製品微粉排出ダクト23から製品微
粉として回収される。石炭焚ボイラ用ミルの場合は、直
接微粉炭バーナまで搬送されるか、あるいはビンに貯蔵
される。比較的大きい粒子は、回転分級機の遠心送風作
用により、回転分級機の外周部へ除去され、粉砕部へ落
下し（２次分級）再粉砕される。なお、本実施例は、粉
砕部上方から見て回転テーブル３（あるいは粉砕リング
４）の回転方向が反時計回りであるが、逆に時計回りと
しても何ら問題はない。したがって、本発明例では回転
方向については特定しない。

以上が、本発明になるミルの構成である。発明の特徴
部は、ローラブラケット８にローラカバー９を設けた粉
砕ローラ５であるが、本発明機の機能・作用と性能は、
従来型機のそれと比較しながら次に述べる。

第３図は、本発明を具体化したミルの粉砕部における
被粉砕原料１の流れを、ミル粉砕部上方からの視図とし
て模式的に示すものである。回転テーブル３上へ落下し
た被粉砕原料は、回転テーブル３の遠心作用によって半
径方向外側へ送給されるが、粉砕ローラ５の微粉生成部
IIへ到達した被粉砕原料は、ここではローラカバー９に
よって粉砕ローラ５にかみ込まれるこなくかみ込み部Ｉ
へ移動する。一方、粉砕ローラ５のかみ込み部Ｉへ到っ
た被粉砕原料は、ローラカバー９のかみ込み部Ｉが開放
されているため、粉砕ローラ５にかみ込まれ粉砕され
る。以上のように、本発明のミルでは、被粉砕原料が微
粉生成部IIへ侵入することが防止され、かみ込み部Ｉへ
送給される。したがって、粉砕ローラ５において（１）
かみ込みと（２）微粉生成という２つの機能が、ローラ
カバー９の作用によって分割されることになり、粉砕効
率が向上する。被粉砕原料がかみ込み部Ｉへ集中するこ
とは、粉砕リング４上の炭層と、粉砕ローラ５間の滑り
振動も防止することになり、ミルの運用性改善に貢献す
る。

第４図は、給炭負荷比（基準炭の標準粉砕容量に対す
る比、％）と製品微粉粒度（200メッシュパス量、重量
％）の関係をまとめ、本発明ミルと従来式ミル（いずれ
もパイロットスケール）の粉砕能力を比較したものであ
る。両ミルとも、給炭負荷比の増加とともに微粉粒度が
減少するが、同一の給炭負荷比で比較すれば、本発明に
なるミルのほうが微粉粒度が高い。その差異は、高給炭
負荷の粉砕条件下においてやや拡大する傾向がある。こ
れは前述したように、本発明になるミルのほうが、ロー
ラカバー９の作用によってより効率よく石炭を粉砕した
ために考えられる。

第５図には、給炭負荷比に対するミル差圧の変化を示
す。実験を行なった給炭量範囲で、本発明になるミルの
ほうが、ミル差圧が従来式のミルのそれに較べても低
い。両ミルにおけるミル差圧の差異は、特に高い給炭負
荷比の場合に拡大する。本発明ミルにおいて、このよう
にミル差圧が低減したのは、粉砕能力が向上したために
分級に対する負担が軽くなり、ミル内の循環量が低減し
たためと考えられる。循環量が減じることは、ミル内の
粉粒体ホールドアップの低下ということであり、ミル内
圧力損失の原因となるミル空塔部内の粒子高濃度域が大
幅に縮小することを意味している。

次に、ミルで実際に微粉砕した微粉炭を用いて、本発
明になるミルの効果を実証した燃焼試験結果について述
べる。第６図は、灰中未燃分と排ガス中のNOx濃度の関
係を示すものであり、本発明になるミルと従来式ミルの
性能を比較したものである。本発明になるミルで製造し
た微粉炭を燃焼させた場合の方が、明らかに灰中未燃分
とNOx濃度が同時に低減する。この効果は、微粉粒度の
向上によるものである。すなわち、着火・保炎性が向上
するために、燃え切りも速まり未燃分が減少する。また
同様に、火炎が安定に保持されるようになるため、バー
ナ近傍の火炎内に高温低空気比燃焼域が形成されるよう
になる。この場合、高速熱分解で生じたNO（主としてpr
ompt NOで揮発性Ｎ化合物の分解により生成）をN₂へ還
元する中間生成物の放出が大幅に促進される。このよう
にして、結果的にNOx濃度が低下する。

以上のように、本発明を実施することは、ミルの性能
向上のみならず、ボイラにおいて低公害・高効率燃焼が
達成されることにもつながり、火力プラント全体の運用
性改善に寄与するものである。

本発明になる竪型ローラミルは、ここまで例として取
り上げ具体化例を示した微粉炭焚、あるいは石油コーク
ス等固体燃料焚ボイラのミルに限らず、セメント用（予
備粉砕用あるいは仕上げ用）ミルや、鉄鋼スラグミルあ
るいは特殊用途として、セラミックス原料微粉砕用や顔
料・タルク製造用ミルへも直接適用することができる。
特に、セメントの分野では、最近になり特に厳しい品質
管理と省エネルギー操業を推進のため、本発明になる回
転分級式微粉砕機はとりわけ有効と考えられる。

〔発明の効果〕

本発明を実施することにより、ミルによって粉砕され
る製品の微粉粒度が向上し、所定粒度を満足するミルの
粉砕容量が増大する。また、運転時のミル内圧力損失が
軽減され、動力費を低下できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示すミル垂直軸方向の断
面図、第２図は、粉砕ローラおよびローラカバーの取付
け部の平面図、第３図は、本発明の実施例における回転
テーブル上の被粉砕原料の流れの模式図、第４〜５図
は、本発明になるミルの性能試験結果の説明図、第６図
は、本発明のミルで製造した微粉炭による燃焼試験結果
の説明図、第７〜９図は、従来技術になるミルの構造図
および作用説明図である。２……原料供給管、３……回転テーブル、４……粉砕リ
ング、５……粉砕ローラ、６……粉砕ローラシャフト、
８……ローラブラケット、９……ローラカバー、10……
ローラピボット、11……加圧リング、12……加圧フレー
ム、13……加圧シリンダ、14……エアスロート、20……
回転分級機ロータ、26……粉砕ロータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者金本浩明広島県呉市宝町６番９号バブコック日立株式会社呉工場内 (72)発明者田岡善憲広島県呉市宝町６番９号バブコック日立株式会社呉工場内 (72)発明者長谷川忠広島県呉市宝町６番９号バブコック日立株式会社呉工場内 (56)参考文献特開昭63−62558（ＪＰ，Ａ) 実開昭63−25150（ＪＰ，Ｕ) 実開昭63−73147（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ほぼ水平面上で垂直軸回りに回転し、上面
に円形の粉砕リングを装着した回転テーブルと、粉砕リ
ング表面に刻設された粉砕レース面と、このレース面に
押付けられて転動する複数個の粉砕ローラと、粉砕ロー
ラを支持するローラブラケットと、該ローラブラケット
をピボット支持する支持ピンと、該支持ピンを介して前
記ローラブラケットを加圧する加圧装置と、前記粉砕テ
ーブル上面に被粉砕原料を供給する装置とを有する竪型
ローラミルにおいて、前記転動する粉砕ローラの前部か
み込み部に被粉砕原料を供給し、該ローラ後部の微粉生
成部への被粉砕原料の供給を阻害するごとく形成したロ
ーラカバー装置を、前記ローラブラケットに取付けたこ
とを特徴とする竪型ローラミル。