JP2698373B2 - 湿式ミル装置の運転方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、固体粒子と液体からなるスラリなどを製造
する湿式ミル装置の運転方法に係り、特に粉砕されるべ
き固体（砕料）の粉砕性を検出し、この検出値に基づき
ミル装置への砕料の供給量、またはミルの回転数を制御
する湿式ミル装置の運転方法に関する。

〔従来の技術〕

銅鉱石、石灰石、石炭等の鉱石は選鉱工程や最終製品
加工工程でボールミル、チューブミル、ロッドミル、ペ
ブルミル等の転動ミルを用いて湿式粉砕される場合が多
い。例えば、浮遊選鉱法によって精製される鉱物は、ま
ず鉱石の石部から単体分離される程度まで湿式粉砕され
る（通常約28メッシュ以下）。湿式プロセスによる排煙
脱硫用石灰石水スラリは、200メッシュ通過95％程度ま
で湿式ボールミルによって粉砕される。また、ボイラ燃
料として直接噴霧燃焼できる石炭・水スラリ（以下、CW
Nと略称する）は、約60重量部以上の微粉炭と、約40重
量部以下の水と、約１％以下の界面活性剤、pH調整剤等
の添加剤からなる混合物であり、粒度は200メッシュ通
過量が70〜90％程度、10μｍ以下の微粒を20〜40％程度
含む幅の広い粒度分布によって高密充填化され、粘度が
約1000cP（センチポアーズ）程度である。このような特
徴を持つCWMの製造法の１つとしては、石炭の割合が60
重量部以上の条件で、微量の界面活性剤とpH調整剤の存
在下でボールミルにより粉砕する方式が提案されている
（特開昭59−08190）。

これらの鉱石は、原石の性状（粒度分布、粉砕性等）
と粉砕量に応じて所定の性状（粒度分布、スラリ濃度、
スラリ粘度）を持つ製品まで粉砕・調製できるように転
動ミルが設計される。しかしながら、原石の性状は同一
の鉱山から採掘されても刻々と変化し得るものであり、
特に粉砕性の変動は問題となる。例えば石灰石の湿式粉
砕において、原石の粉砕性が低下するとミル出口での製
品粒度が粗くなり、脱硫反応性が低くなる問題が生じ
る。また、上記のCWM製造方法においては、石炭の粉砕
性が低下すれば製品粒度が粗くなり、燃料として不適と
なる問題が生じる。一方、粉砕性が向上すれば、過粉砕
されて粒度が必要以上に細かくなり、むだな動力を消費
することになる。このような原料性状の変動に対応する
ためには、粉砕性の最も低い条件でミルのサイジングを
行ない、鉱石の性状に応じてミルの操作条件を変更しな
ければならない。しかしながら、現状ではミル出口で試
料を採取し、工業分析用フルイ等の粒度分布測定器で分
析を行ない、分析結果に基づいて転動ミルへの原料供給
量あるいは転動ミルの回転数を変更する方法がとられ
る。この理由は、現在、砕料の転動ミルへの供給に先立
って、砕料の粉砕性を連続的に評価する手段がないこ
と、および適切なオンライン粒度測定器が開発されてい
ないことによる。したがって、上記の方法によれば、粒
子のミル内平均滞留時間は通常10分〜１時間であるが、
各粒子は滞留時間分布を持つため、ミル入口でのステッ
プ状の性状変化に対してミル出口での変化の検知には、
粒子の平均滞留時間の通常約３倍程度、すなわち30分〜
３時間の遅れがある。さらに、ミル出口のサンプル採取
から分析に要する時間は通常約２時間である。したがっ
て、ミル入口の性状変化を検知するまでに約2.5〜５時
間の遅れがあり、この間に多量のスペック外のスラリ
（実用規模では少なくとも100〜1000トン）を製造して
しまうことになる。このスペック外のスラリの再処理に
は、莫大な労力と費用がかかる問題がある。

以下、特に均一な性状を必要とするCWM製造方法の従
来技術について詳細説明する。

第11図は、石炭の割合が約60重量％以上のCWMの調製
に必要な幅広い粒度分布の調整と添加剤との混合による
安定分散を同時に達成するために、高石炭濃度で、かつ
添加剤の存在下で粉砕・混合するCWMの代表的な製造装
置の構成例を示すものである。第11図において、原炭バ
ンカ１に貯蔵された石炭Ａは、給炭機２により定量切り
出され、粗砕機３で粒子径が通常３〜10mm以下に粗砕さ
れて、コンベア４によって湿式ボールミル５に供給され
る。これと同時に水Ｂが水タンク６より水ポンプ７を経
由して、またpH調整剤ＣがpH調整剤タンク８からpH調整
剤ポンプ９を経由して、さらに界面活性剤Ｄが界面活性
剤タンク10から界面活性剤ポンプ11を経由して湿式ボー
ルミル５へ供給される。湿式ボールミル５に供給された
石炭は、水、界面活性剤、pH調整剤とともに粉砕混合さ
れて石炭・水スラリとなり、サンプタンク13へ排出され
る。サンプタンク13に一旦貯蔵されたスラリは、ポンプ
14により粗粒分離機15へ搬送され、粗粒が除去されて製
品CWM Eとして製品タンク16に貯蔵される。粗粒分離機
で分離された粗粒は、液供給管12を通して湿式ボールミ
ル５に循環される。

CWM燃料の仕様で重要なものは、CWMを構成する石炭の
粒度分布、スラリ濃度および粘度である。したがって、
これらの仕様を常時一定値に制御することが重要であ
り、このためこれらの仕様および原料石炭の性状を常時
監視してフィードバックし、スラリ仕様が一定範囲内に
なるようにCWM製造装置を制御する必要がある。

この考え方に基づいて、第12図に示す制御方式が提案
されている（特願昭59−159717）。この従来の方式につ
いてみると、第12図において、与えられた石炭に対しス
ラリ製造量（乾炭粉砕量、スラリ濃度）が決まり、乾炭
粉砕量に応じて先行的に給水量、界面活性剤量およびpH
調整剤量が決定される。これらの値と、実際の原炭の供
給量、原炭中の水分、給水量、界面活性剤添加量、pH調
整剤添加量およびスラリの濃度、粘度、粒度または粒度
分布、pH等のスラリ性状を検知して、ミルへの原炭供給
量、給水量、界面活性剤添加量およびpH調整剤添加量を
制御し、性状の均一なCWMを連続的に製造しようとする
ものである。

本発明者が、試験結果に基づいてスラリ性状に及ぼす
影響因子を摘出すると、第１表のごとくなる。しかる
に、第12図に示した従来方式においては、砕料の性状と
して、わずかに原炭中水分量が採用されているにすぎ
ず、スラリの粒度分布を左右する砕料の粉砕性（HGI）
については考慮されていない。このために粉砕性（HG
I）の変動に起因するスラリ性状（粒度分布、したがっ
て粒度の変動により副次的に変動する粘度および濃
度）、特に粒度の変動を防止することはむずかしい。

また、従来の方式では、スラリの粒度測定を、第11図
における粗粒分離装置15への流入量と通過量の比率から
求めている。このために、原炭の粉砕性の変動に起因す
るスラリ中の石炭粒子の粒度分布の変動の検知には、ミ
ル５内のスラリの滞留時間の約３倍、すなわち少なくと
も１時間、タンク13内の滞留時間（約10分）、タンク13
から粗粒分離機15までの配管内の滞留時間（約５分）、
および粗粒分離機15内の滞留時間約15分）の和、すなわ
ち約2.5時間の遅れが生ずる。また、ミル５の出口で直
接サンプル採取し、分析用フルイで粒度分布を行なう場
合には、トータルで約4.5時間以上の遅れを生じること
になる。すなわち、スラリの粒度分布の異常を検知した
ときには、スペック外のスラリを少なくとも約4.5時間
分を製造してしまっているという問題点がある。また、
第11図の従来方式においては、タンク13内でスラリが混
合されることによって粒度変動の差が小さくなり、有意
差として検知できなくなる欠点がある。

さらに、従来方式においては、石炭粉砕量を制御する
ことにより、スラリ性状を均一に維持しようとしている
が、製品貯蔵タンク16内の貯蔵量、および次工程での需
要とのバランスにより制御できない制約がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の従来技術は、砕料の粉砕性の変動を迅速に検知
する手段について配慮がなされておらず、対応策を講ず
るための時間遅れにより、仕様範囲外の製品スラリが多
量に製造される問題点があった。本発明の目的は、上記
従来技術の問題点を解決することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記した従来技術の問題点は、被粉砕固体である砕料
を粗砕機を備えた粗砕装置で粗砕し、該粗砕物を湿式ミ
ルに供給して粉砕する湿式ミル装置の運転方法におい
て、砕料の粉砕性を先行的に検出し、この検出結果に基
づいて湿式ミルの回転数、該ミルへの砕料の供給量のい
ずれか１つ以上を制御することを特徴とする湿式ミル装
置の運転方法により解決される。

〔作用〕

上記閉回路粗砕サーキットにおいて、サーキットへの
砕料供給量が与えられると、砕料の粉砕性に変動がなけ
れば、粗砕機で粗砕後の粒度分布はほぼ一定であるため
に、分級機から粗砕機に戻される循環量が一定となる。
したがって、粗砕機への砕料供給量（すなわち粗砕サー
キットへの砕料供給量と分級機からの循環量の和）が一
定となるため、粗砕機の運転動力も一定である。砕料の
粉砕性が変動すれば、直ちに粗砕機出口の粒度分布が変
化し、分級機から粗砕機への循環量が変動するために、
粗砕機へのトータル供給量が変化して粗砕機の動力が変
動する。したがって、粗粉機出口砕料流量、粗砕機への
循環量、粗砕機のモータ動力、モータ電流、トルクを計
測することにより、砕料の粉砕性を連続的に検知するこ
とができる。

また、砕料の粉砕性が変化すると、粗砕機出口の粒度
分布が変化するので、粗砕サーキットの方式（開回路ま
たは閉回路）によらず、粗砕機出口の砕料粒度分布を直
接計測することにより、砕料の粉砕性を連続的に検知で
きる。

上述の検知された計測値に基づいて、転動ミルの回転
数、または転動ミルへの砕料供給量を制御することがで
きるので、仕様（品質）の均一なスラリ（製品）を製造
することができ、また少なくとも砕料の粉砕性変動に基
づく仕様範囲外のスラリの製造量を大幅に低減できる。
前記回転数制御では、転動ミルの駆動動力が所定の回転
数範囲内では回転数にほぼ比例し、かつ粉砕処理量が駆
動動力に比例するために（すなわち、粉砕動力原単位が
一定となるため）、砕料の粉砕性の変動、すなわち粉砕
動力の要求量は回転数を調整することにより修正するこ
とができる。また、砕料供給量制御では、所定のミル駆
動動力に対し、砕料の粉砕性（換言すれば粉砕動力原単
位）の変化に適合するようにミルへの砕料供給量を調整
することができる。

〔実施例〕 以下、本発明の実施例を図面により詳細に説明する。

第１図は、CWMの製造装置に適用した本発明の一実施
例示すものである。この装置は、石炭Ａを貯蔵する原炭
バンカ１と、該石炭を粗砕機３へ供給する給炭機２と、
給炭機２を駆動する給炭機モータ23と、粗砕機３を駆動
する粗砕機モータ24と、前記粗砕機３で粉砕された粗砕
炭を粗粒Ｆと細粒Ｇとに分離する分級機21と、粗粒戻し
管22と、ボールミル５に粗砕炭を供給するミル給炭機４
と、該ミル５を駆動するミル駆動装置25と、水Ｂを貯蔵
する水タンク６および水ポンプ７と、界面活性剤Ｃを貯
蔵する界面活性剤タンク８および界面活性剤ポンプ９
と、pH調整剤Ｄを貯蔵するpH調整剤タンク10およびpH調
整剤ポンプ11と、これら水Ｂ、界面活性剤ＣおよびpH調
整剤Ｄをミル５に供給する液供給管12と、前記ミル５か
らスクリーン19を通過して排出されるスラリを貯蔵する
サンプタンク13と、サンプタンク13から粗粒分離機15に
スラリを送液するポンプ14と、前記ミル５からスクリー
ン19をオーバーフローする粗粒子Ｈ、および前記粗粒分
離機15からの粗粒を含むスラリを貯蔵するタンク61と、
タンク61内の粗粒を含むスラリをミル５に戻すポンプ62
とから主として構成される。なお、17は粗粒スラリ循環
ポンプ、18はスラリ戻し管、30は石炭水分検出器、31は
給炭流量検出器、32は粗砕機モータ動力検出器、33は粗
粒流量検出器、34はミル動力検出器、35はミル回転数検
出器、36は給炭量調整器、37はミル回転数調整器、38は
給水量調整器、39は界面活性剤添加量調整器、40はpH調
整剤添加量調整器、100はミル制御装置、200は添加液制
御装置である。

第１図において、第11図と同一の符号は、同一または
同等の部分を表わしている。第11図およびその制御ブロ
ック図（第12図）との対比から明白であるように、本実
施例は粗砕機３の後流に粗粒Ｆと細粒Ｇに分離する分級
機21が付加され、粗粒Ｆが粗砕機３に戻されること、ま
た粗粒分離機15からの粗粒を含むスラリをタンク61に戻
し、ミル５からスクリーン19をオーバーフローした粗粒
Ｈとともにポンプ62によってミル５の入口に循環するこ
と、さらにミル回転数調整器37が付加され、かつ前記粗
砕機３の動力検出機32からの信号と、前記分級機21から
の粗粒Ｆの流量検出機33からの信号と、ミル動力検出器
34からの信号と、ミル回転数検出器35からの信号をミル
制御装置100に取込むようにした構成が、第11図と第12
図に示した従来例と比較して新規な点である。

第１図において、原炭バンカ１内の石炭は、給炭機２
により粗砕機３に供給され、粗砕される。粗砕炭は分級
機21で粗粒Ｆと細粒Ｇに分離され、粗粒Ｆは粗粒戻し管
22により粗砕機３に戻される。細粒Ｇは、ミル給炭機４
により湿式ボールミル５に供給される。一方、湿式ミル
５への石炭供給量に比例する水Ｂ、界面活性剤Ｃ、pH調
整剤Ｄがそれぞれのタンク６、８、10からそれぞれのポ
ンプ７、９、11により添加液供給管12から湿式ミル５へ
供給される。湿式ボールミル５へ供給された石炭Ａは、
水Ｂ、界面活性剤Ｃ、pH調整剤Ｄの存在下で粉砕混合さ
れてCWMとなり、ミル出口に接続されたスクリーン19の
目を通過してタンク13に排出される。スクリーン19を通
過しない微量の粗粒子Ｈは、タンク61に排出され、粗粒
分離機15で分離された粗粒を含むスラリと混合され、ポ
ンプ62によりミル５の入口に循環される。タンク13内の
スラリは、ポンプ14により粗粒分離機15に送られ、粗粒
が除去されて製品タンク16に貯蔵される。粗粒分離機15
で分離された粗粒を含むスラリは、ポンプ17により粗粒
スラリ戻し管18を経てタンク61に輸送される。

第１図は、本発明の代表的なCWM製造装置の構成例を
示したものであり、構成例の異なるものもあり得る。例
えば、湿式ミル５への給水量と界面活性剤は、ミル入口
と出口の２個所に分割して添加する方式、粗粒分離機15
を省略する場合、あるいは粗粒分離機を２段に設置する
場合もある。

一般にCWMの仕様（粘度、粘度、濃度）は、石炭の仕
様（粉砕性、燃料比、固有水分、灰分含有率、発熱量
等）により決定される。したがって、CWMの製造量（す
なわち乾炭粉砕量）に対してボールミルの諸元（ミル寸
法、ボール充填量、ミル回転数等）が決まり、設計され
る。一般に、多炭種を取扱う製造プラントでは、最も困
難な粗砕条件（一般的には最も粉砕性の低い石炭）に対
して設計される。したがって、石炭が与えられると石炭
粉砕量（乾炭基準）、粉砕粒度および粉砕条件が決ま
る。すなわち、石炭供給量に応じて給水量、界面活性剤
添加量およびpH調整剤添加量が決まる。また、粉砕粒度
に応じてミル回転数が決まる。

石炭供給量（乾炭粉砕量）は設定器300で設定され、
石炭供給量信号が給炭量調整器36に送られ、石炭供給量
（湿炭ベース）が定まる。実際の供給量は検出器31によ
り検知され、石炭実供給量（湿炭ベース）信号としてミ
ル制御装置100にフィードバックされる。一方、粗砕機
３と湿式ミル５との間に設置された石炭水分検出機30に
より、粗砕炭の水分が連続計測され、水分信号はミル制
御装置100にフィードバックされる。ミル制御装置100で
は、設定石炭粉砕量（乾炭ベース）と粗砕炭の水分信号
および実粉砕量（湿炭ベース）信号に基づいて、設定石
炭粉砕量（湿炭ベース）と実粉砕量（湿炭ベース）との
偏差を比較し、その修正量を演算し、石炭供給量信号と
して供炭量調整機36へ送られ、石炭供給量（湿炭ベー
ス）が修正される。

給水量は石炭の供給量に比例するため、石炭供給量検
出器31および原炭水分検出器30からの信号を添加液制御
装置200に取込み、石炭供給量（湿炭ベース）と石炭の
持込水分量に基づいて給水量が演算され、給水量信号が
給水量調整器38に送られ、給水量が定まる。

界面活性剤およびpH調整剤の添加量は、それぞれ石炭
供給量（乾炭ベース）に比例するので、添加液制御装置
200において、石炭供給量（湿炭ベース）信号と原炭水
分量信号から乾炭ベースの石炭供給量が演算され、その
値に応じた界面活性剤添加量信号およびpH調整剤添加量
信号が、それぞれ界面活性剤添加量調整器39、pH調整剤
添加量調整器40に送られ、それぞれの添加量が定まる。

以上の給炭量制御と添加液制御は、公知の従来技術で
対応できるものである。さらに、第１図の実施例には示
していないが、石炭性状のうち固有水分変動に基づくス
ラリ性状の変動を検知して（例えばスラリ粘度としてミ
ル動力を検知）、石炭供給量、給水量、界面活性剤添加
量、pH調整剤添加量を制御する方法も従来技術で対応で
きる。

本発明の実施例に係る粉砕性検知によるミル回転数制
御（砕料の粉砕性を連続的に湿式ミル入口で検知してミ
ル回転数を調整する方式）について下記に詳述する。

第１図において、石炭供給量（乾炭基準）が設定器30
0により設定されるのに加えて、砕料の粉砕性指数（HG
I、Haidgrove Grindability Index）が設定器400により
設定され、粉砕性指数信号が先行信号としてミル制御装
置100へ送られる。ミル制御装置100においては、石炭供
給量信号と粉砕性指数信号に基づいて、湿式ミルの回転
数が演算され、ミル回転数信号がミル回転数調整器37に
送られ、ミルの回転数が定まる。実際の回転数は、ミル
回転数検出器35によるミル回転数信号と、ミル動力検出
器34からのミル動力信号とに基づいてその修正量が演算
され、ミル回転数信号としてミル回転数調整器37に送ら
れ、ミル回転数が設定される。一方、原炭の粉砕性は石
炭流量検出器31からの石炭流量信号と、粗砕機３のモー
タ動力検出機32からのモータ動力信号、あるいは分級機
21の粗粒側出口の粗粒流量検出器33からの粗粒流量信号
をミル制御装置100に取込み、粉砕性指数（HGI）を演算
し、この値と前記石炭流量信号とによりミル回転数要求
信号が演算される。

第２図は、上述した粉砕性検知によるミル回転数制御
方法を具体化した制御ブロック図の一例である。石炭供
給量（乾炭基準）は、石炭供給量設定器300で設定さ
れ、石炭供給量要求信号300Sがミル回転数演算器101に
送られ、信号の値に基づいてミル回転数が演算される。
該演算器101においては、標準石炭（例えばハードグロ
ーブ粉砕性指数HGI＝50）に対して石炭粉砕量に対する
ミル回転数が演算されるが、演算器101内に示すように
石炭供給量（粉砕量）にほぼ比例して回転数が増加する
ような関数形が与えられる。後述するように、回転数と
ミル動力は一定の範囲内ではほぼ比例関係にあるため、
石炭粉砕量の増減に伴ってミル動力が増減され、所定の
粉砕粒度が達成される。前記演算器101で求めた回転数
要求信号101Sは、掛算器102へ送られ、粉砕性指数設定
器400で設定された粉砕性指数信号400Sに基づいてミル
回転数補正係数演算器107で演算されるミル回転数補正
係数信号107Sと乗ぜられ、ミル回転数要求信号102Sが演
算される。前記ミル回転数補正係数演算器107では、HGI
＝50に対しては補正係数1.0、HGI＞50（すなわち、HGI
＝50の石炭より粉砕が容易）に対しては1.0より小さい
補正係数、また粉砕がHGI＝50の石炭よりも困難になるH
GI＜50に対しては、1.0より大きい補正係数が求められ
る。このようにして、石炭供給量（すなわち粉砕量）と
粉砕性指数を考慮した湿式ミルの回転数要求信号102Sが
掛算器102で演算され、ミル動力演算器103へ入力され
る。該ミル動力演算器103では、ミル回転数要求信号102
Sに基づいて、ミル動力予想信号103Sが演算器103内の図
中に示したような関数関係に求づいて計算される。本図
に示すように、ミル動力はミル回転数にほぼ比例して増
大し、最大値に到達後減少するため、実際には最大ミル
回転数を臨界回転数（ミル内のボールが内壁に沿って回
転し始める回転数）の80％程度に制限される。前記ミル
動力演算器103Sからのミル動力予想信号103Sは、減算器
104へ送られ、ミル動力検出器34からのミル動力信号34S
が減じられる。該減算器104で演算されたミル動力増減
量予想信号104Sに基づいて、ミル回転数増減量がミル回
転数増減量演算器105で演算される。すなわち、ミル動
力増減量予想信号が正の値であればミル回転数増加量が
求められ、ミル動力増減量予想信号が負の値であれば、
ミル回転数減少量（負の値）が求められる。前記演算器
105からのミル回転数増減量要求信号105Sは、ミル回転
数検出器35で検出されたミル回転数信号35Sと加算器106
で加算され、ミル回転数要求信号106Sとしてミル回転数
調整器37に出力される。このようにして、石炭粉砕量と
粉砕性指数に応じてミルの回転数を調整して適切なミル
動力をかけることにより、所定の粉砕粒度に粉砕でき
る。

一方、実際の石炭の粉砕性指数は以下のように演算さ
れる。粗砕機３の駆動モータ24に設置された粗砕機モー
タ動力検出器32により検出された粗砕機モータ動力信号
32Sは、粗砕機通過流量（実粉砕量）演算器108に取込ま
れ、粗砕機３内を通過する実粉砕量が演算される。すな
わち、ブロック内に示したように、粗砕機内通過流量と
粗砕機モータ動力は比例関係にあり、通過流量が増加す
れば粗砕機動力が増加するため、粗砕機動力検出値に基
づいて粗砕機内通過流量が演算できる。前記演算器108
で求められた粗砕機内通過流量信号108Sは、割算器109
に送られ、石炭供給量設定器300で設定された石炭供給
量要求信号300Sで除され、粗砕機内循環比、すなわち石
炭供給量に対する粗砕機内通過流量が演算される。演算
器109で求められた粗砕機内循環比信号109Sは、粉砕性
指数演算器110に送られ、粉砕性指数が演算され粉砕性
指数信号110Sとして、前記回転数補正係数演算器107に
出力される。

第８図は、一定条件で運転するハンマミルによる粗砕
炭の1mm以下の重量分率と粉砕性指数（HGI）の関係を示
すものであり、HGIが低い（すなわち粉砕性の悪い）石
炭ほど1mm以下の重量分率が少なくなることがわかる。
したがって、粗砕機３の後流にフルイ等の分級機21を設
置（実際には１〜5mm程度のフルイを用いることが望ま
しい）し、粗粒Ｆを粗砕機３に戻すことにより（第１図
参照）、粗砕機３内に実際に通過する石炭流量（すなわ
ち、石炭供給量と分級機21からの循環量との和）は、HG
Iが低い石炭ほど多くなる。したがって、前記演算器109
で求められる粗砕機内循環比は、石炭の粉砕性指数が低
いほど大きくなる。したがって、前記粉砕性指数演算器
110においては、ブロック内の図に示したように、粗砕
機内循環比が大きくなるに従って粉砕性指数が低くなる
ような関数形に基づいて粉砕性指数が演算される。

以上のように、第１図および第２図に示した本発明の
実施例においては、石炭の粉砕性を粗砕機の動力を計測
することにより常時監視し、計測した値に基づいて湿式
ボールミルの回転数を制御し、適切な粉砕動力をかける
ことによりCWMの品質を一定に維持することができる。
本実施例の第２図においては、石炭供給量と粉砕性指数
に基づいて求められた掛算器102からのミル回転数要求
信号102Sと、ミル回転数検出器35からのミル回転数信号
35Sとの偏差に基づいて、直接ミル回転数を調整するこ
とも可能であるが、第２図に示した実施例においては、
ミル動力信号を取込んでミル回転数が修正される。すな
わち、ミル回転数以外の要因、例えばミル内スラリ粘度
変化等に基づく動力変動をミル回転数の調整により修正
し、石炭粉砕量と粉砕性指数に対応した適切な粉砕動力
をかけることができる特徴がある。また、上記した実施
例は、砕料の粉砕性の変動を連続検知してミル回転数を
制御して適切なミル動力をかけることにより、一定品質
の製品スラリを製造することを意図しているが、砕料の
粉砕性は同一であってもヤードや貯蔵装置において頻繁
に起こる大規模な粒度偏折現象にも対応できるものであ
る。すなわち、粘度偏折により細粒のみが粗砕サーキッ
トに供給されると、制御システムは粉砕性向上と判断
し、ミル回転数が減少され、粉砕動力が低減されて湿式
ミルによる過粉砕が防止され、かつ品質が一定に維持で
きる。

第３図は、石炭の粉砕性の検知を第２図に示したよう
に粗砕機のモータ動力の計測によって行なう代わりに、
第１図に示した分級機21の粗粒側流量を計測することに
より実施する場合の制御ブロック図である。第１図およ
び第３図において、分級機21からの粗砕Ｆの流量検出器
33からの粗砕流量信号33Sは、加算器111で石炭供給量設
定器300で設定される石炭供給量要求信号300Sと加算さ
れて粗砕機内通過流量が求められ、粗砕機内通過流量信
号111Sとして割算器109に出力される。割算器109ではこ
の信号111Sが石炭供給量設定器300からの石炭供給量要
求信号300Sで除され、粗砕機内循環比が演算される。以
下、第２図に示された制御ブロックと同一である。

第４図は、石炭の粉砕性を石炭供給量と分級機粗砕側
流量を計測することにより連続検知し、第２図および第
３図に示されたミル回転数制御の代わりに、湿式ミルへ
の石炭供給量を調整することにより石炭の粉砕性の変動
によらず、品質の一定なスラリを製造する実施例の制御
ブロックの一例を示すものである。本実施例の装置構成
は、第１図におけるミル回転数検出器35、ミル回転数調
整器37を省略できる点、ミル動力検出器34をモニタとし
て使用する点を除いて第１図の装置構成と同一である。
すなわち、ミルは一定の回転数で運転され、所定の粉砕
動力に対して石炭の粉砕性の変化に適合するようにミル
への石炭供給量が調整される。第４図において、石炭供
給量は設定器300で設定され、石炭供給量要求信号300S
が給炭量調整器36に出力されるか、あるいは粉砕性指数
設定器400により粉砕性指数が設定され、粉砕性指数信
号400Sが石炭供給量演算器112に出力され、石炭供給量
要求量演算され、石炭供給量要求信号112Sが出力されて
給炭量調整器36を駆動させる。実際の石炭流量は石炭流
量検出器31により検出され、石炭流量信号31Sが加算器1
13に送られる。該加算器113では、分級機21の粗粒側の
流量検出器33からの粗砕流量信号33Sと石炭供給量要求
信号31Sが加算され、粗砕機３内の石炭通過流量が求め
られる。該加算器113からの粗砕機内石炭通過流量信号1
13Sは、割算器109に入力され、給炭流量検出器31からの
給炭流量信号31Sで除されて粗砕機内循環比が求められ
る。該割算器109から出力される粗砕機内循環比信号109
Sに基づいて粉砕性指数が粉砕性指数演算器110で演算さ
れ、前記石炭供給量演算器112に出力される。該石炭供
給量演算器112では、粉砕性指数にほぼ比例して石炭供
給量が増加される。

本発明の実施例である第１図ないし第４図は、分級機
を用いて粗砕サーキットにおいて、粗砕機のモータ動
力、粗粒循環量を計測することにより石炭の粉砕性を連
続的に検知し、検知した値に基づいてミルの回転数制御
を行なう方式（第２図および第３図）と、ミルへの石炭
供給量を制御する方式（第４図）を示したが、ミル回転
数と石炭供給量の両方を制御することも可能である。

第５図は、石炭の粉砕性を検知する方法として、粗砕
機出口の粒度を直接計測する実施例の装置構成の一例を
示すものである。これは第８図に示したように、粗砕機
により粉砕された粗砕炭の粒度は、石炭の粉砕性に依存
することに着目したものである。第５図において、第１
図と同一の符号は同一または同等の部分を表わしてい
る。本発明の第１の実施例である第１図との対比から明
白であるように、本実施例は粗砕機３の後流の分級機21
と粗粒戻し管22と粗粒流量検出器33が省略されている
点、および粗砕機モータ動力検出器32からの信号をミル
制御装置100に取込んでいない点、また粗砕機３の出口
にオンライン粗砕炭粒度検出器50が付加され、その信号
がミル制御装置100に取込まれている点を除いて第１図
の装置構成と同一である。

第６図は、風篩を用いたオンライン粗砕炭粒度検出器
50の構成例である。第６図において、粗砕機３で粉砕さ
れた粗砕炭の一部がファン53により吸引さている風篩器
51内に供給され、風篩器内空気流速よりも大きい終末速
度を有する大粒子は、風篩器底部より落下して排出さ
れ、空気流速より小さい終末速度を有する小粒子は、風
篩器上記より空気により搬送され、サイクロン52で回収
される。また、空気流量検出器56により検出される空気
流量信号と、粒子流量検出器54により検出される粗砕炭
の風篩器51内供給量信号と、粒子流量検出器55によって
検出される風篩器底部排出粗粒量信号は、演算装置57に
取込まれる。該演算装置57においては、空気流量信号に
基づいて風篩内流速が演算され、この流速に等しい終末
速度に相当する粒径が演算される。さらに、風篩器51へ
の供給量信号と、風篩器51から排出される粗粒の排出量
信号に基づいて、上記の粒径以下の重量分率が連続的し
て演算される。

第７図は、フルイを用いるオンライン粗砕炭粒度検出
器50の構成例である。第７図において、粗砕機３で粉砕
された粗砕炭の一部がフルイ58に供給され、フルイ下の
細粒の流量とフルイ上の粗粒の流量がそれぞれ粒子流量
検出器59、60により検出され、それぞれの信号が演算装
置57に出力され、所定の粒径以下の重量分率が連続的し
て演算される。

上記本発明の第１図ないし第７図の実施例において
は、石炭の粉砕性を湿式ミルに供給するに先立って連続
的に検知し、検知した値に基づいて先行的に湿式ミルの
回転数、あるいはミルへの砕料供給量を制御することが
できるために、製品仕様範囲外のスラリを排出すること
なく、品質の均一なCWMを連続して製造することが可能
であり、製造プラントの信頼性が向上し、かつ製造コス
トが低減される。

さらに、最近の石炭焚発電所では、発熱量調整のため
に２種以上の石炭を混炭として使用する場合が多いが、
混炭時におけるバラツキがある。本発明の実施例は、こ
れに対応できる特徴がある。また、単味の石炭を使用す
る場合においても、炭種切替時には数百万トン以上の規
模で異炭種の混合が起こるが、本発明の実施例はこのよ
うな場合に特に有効である。

なお、第１図および第２図の実施例では、粗砕機駆動
用モータの駆動力を検出して粗砕機通過砕料の流量を算
出したが、同モータの電流値、トルクを検出しても同様
に粗砕機通過砕料の流量を算出できる。

本発明の他の実施例の装置構成を第９図に示す。さき
に説明した本発明の実施例である第５図との対比から明
白であるように、本実施例は粗砕機３の出口に設置され
た粗砕炭粒度検出器50が省略されている点、さらに湿式
ミル５の出口に設けられた出口スクリーン19をオーバー
フローして排出される粗粒Ｈの排出量を検出する湿式ミ
ル出口粗粒量検出器63が付加され、その信号がミル制御
装置100に取込まれる点を除いて、第５図の装置構成と
同一である。本実施例は、湿式ミル出口の粗粒量を連続
計測し、その値に基づいて湿式ミルの回転数（第１〜３
図の実施例準用）、あるいは湿式ミルへの石炭供給量
（第４図の実施例準用）を制御することにより、石炭の
粉砕性に適合した粉砕動力、あるいは粉砕量に調整する
ことにより、製品仕様範囲外のスラリの排出を大幅に低
減するものである。

第10図は、乾炭粉砕量2.3t/h湿式ボールミルに設置さ
れた目開き1mmのスクリーンをオーバーフローする粗粒
量と石炭の粉砕性指数の関係を示すもので、粉砕性指数
が高くなるにつれて粗粒量が低減することがわかる。

本実施例においては、石炭の粉砕性を湿式ミル出口で
検知するために、その評価に約２時間の遅れを伴うため
にスペック外のスラリは皆無にはできないが、従来方式
の50％以下に低減できる。また、本実施例は装置構成が
他の実施例よりも簡単であるメリットがある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、湿式転動ミルで粉砕する砕料の粉砕
性を、湿式ミルへの供給に先立って、粗砕機を備えた閉
回路粗砕サーキットにおける粗砕機のモータ動力、粗砕
機への循環量、粗砕機内通過流量（実粉砕量）などを計
測することにより、あるいは粗砕機出口の粗砕物の粒度
を計測することにより検知し、湿式転動ミルの回転数あ
るいはミルへの砕料供給量を制御することにより、砕料
の粉砕性の変動によらず廃スラリを排出することなく品
質の均一なスラリを連続的に製造できるために製造コス
トを低減できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の第１の実施例を説明するための石炭
と水のスラリ燃料製造装置系統図、第２図〜４図、上記
実施例における制御装置系統図、第５図は、本発明の第
２の実施例を説明するための石炭・水スラリ燃料製造装
置系統図、第６〜７図は、第５図における粗砕機からの
排出粗砕物の粒度検出器の説明図、第８図は、粗砕機に
より粗砕された石炭の粒度と粉砕性指数の関係説明図、
第９図は、本発明の第３の実施例を説明するための石炭
・水スラリ燃料製造装置系統図、第10図は、湿式ミル出
口粗粒量と粉砕性指数の関係説明図、第11図は、従来技
術に係る石炭・水スラリ燃料製造装置系統図、第12図
は、従来の石炭・水スラリ燃料製造装置の制御系統図で
ある。 １……原炭バンカ、２……給炭機、３……粗砕機、４…
…ミル給炭機、５……ボールミル、６……水タンク、７
……ポンプ、８……界面活性剤タンク、９……ポンプ、
10……pH調整剤タンク、11、……ポンプ、12……液供給
管、13……サンプタンク、14……サンプポンプ、15……
粗粒分離機、16……製造タンク、17……粗粒スラリ循環
ポンプ、18……スラリ戻し管、19……ミル出口スクリー
ン、21……分級機、22……粗粒戻し管、23……給炭機モ
ータ、24……粗砕機モータ、25……ミル駆動装置、30…
…石炭水分計、31……給炭流量検出器、32……粗砕機モ
ータ動力検出器、33……粗粒流量検出器、34……ミル動
力検出器、36……給炭量検出器、37……ミル回転数調整
器、38……給水量調整器、39……界面活性剤添加量調整
器、40……pH調整剤添加量調整器、100……ミル制御装
置、300……石炭供給量要求信号、400……粗砕性指数信
号。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉川 博文 広島県呉市宝町３番36号 バブコック日 立株式会社呉研究所内 (72)発明者 島 敏信 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 川野 敬 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64−51153（ＪＰ，Ａ) 特公 昭47−16902（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被粉砕固体である砕料を粗砕機を備えた粗
   砕装置で粗砕し、該粗砕物を湿式ミルに供給して粉砕す
   る湿式ミル装置の運転方法において、粗砕機を通過する
   砕料の総量と粗砕機から排出された砕料中の細粒量また
   は粗粒量とを、直接または間接的に求め、これらに基づ
   いて砕料の粉砕性を検出し、この検出結果によって湿式
   ミルの回転数、該ミルへの粉料の供給量のいずれか１つ
   以上を制御することを特徴とする湿式ミル装置の運転方
   法。
2. 【請求項２】被粉砕固体である砕料を粗砕機を備えた粗
   砕装置で粗砕し、該粗砕物を湿式ミルに供給して粉砕す
   る湿式ミル装置の運転方法において、前記粗砕機の駆動
   用モータの動力、モータ電流、モータトルクおよび粗砕
   機への粗粒の循環量、粗砕機の粉砕量のうちのいずれか
   １つ以上を検出し、この検出結果に基づいて砕料の粉砕
   性を算出し、この算出結果に基づいて湿式ミルの回転
   数、該ミルへの砕料の供給量のいずれか１つ以上を制御
   することを特徴とする湿式ミル装置の運転方法。
3. 【請求項３】被粉砕固体である砕料を粗砕機を備えた粗
   粉砕装置で粗砕し、該粗砕物を湿式ミルに供給して粉砕
   する湿式ミル装置の運転方法において、粗砕機で粉砕さ
   れた粗砕物の粒度または粒度分布を検出し、この検知結
   果に基づき砕料の粉砕性を算出し、この結果に基づいて
   湿式ミルの回転数、該ミルへの砕料の供給量のいずれか
   １つ以上を制御することを特徴とする湿式ミル装置の運
   転方法。