JP3742205B2 - ローラミルの制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石炭やセメント原料等の固体原料を微粉砕するローラミルの自励振動抑止技術に係わり、起動時及び停止時において、自励振動の問題がなく静粛な状態で運用できるローラミルの制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
火力発電用や一般産業用の微粉炭焚きボイラでは、低公害燃焼（低ＮＯｘ、灰中未燃分低減）や広域負荷操業が実施され、それに伴い微粉炭機（ミル）も高い性能が要求されている。
【０００３】
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ミルの一つのタイプとして、回転するテーブルと複数個のタイヤ型ローラの連動作用で微粉砕を行う竪型のローラミルが広く用いられるようになり、最近では代表機種の一つとしての地位が確率しつつある。
【０００４】
図８は、ローラミルの全体構造を縦方向断面として描いたものである。図９は、その粉砕部の上方から見た図８Ａ−Ａ矢視図であり、炭層は省略している。
【０００５】
この種のミルは、竪型の円筒形状をしたハウジング１の下部にあってモータで駆動され、減速機を介して低速回転する略円板型の回転テーブル２と、その回転テーブル２の外周部の上面において円周方向へ等分する位置へ油圧あるいはスプリング等で圧加されて回転する複数個のタイヤ型をした粉砕ローラ３を備えている。
【０００６】
回転テーブル２の中心へ原料供給管（センターシュート）４から供給された粉砕原料５は、回転テーブル２上において遠心力により渦巻き状の軌跡を描いて回転テーブル２の外周へ移動し、回転テーブル２の粉砕レース６と粉砕ローラ３の間にかみ込まれて圧縮粉砕される。
【０００７】
ハウジング１の下部にはダクトを通して２００〜３００℃の熱風７が導かれ、熱風７が回転テーブル２とハウジング１の間にあるエアスロート８から吹き上がる。
【０００８】
粉砕された後の粉粒体は、エアスロート８から吹き上げる熱風７によってハウジング１内を上昇する過程で乾燥される。ハウジング１の上方へ輸送された粉粒体のうち粗いものは重力により落下し（１次分級）、粉砕部で粉砕ローラ３により再粉砕される。
【０００９】
この１次分級部を通って上方へ輸送されたやや細かな粉粒体は、ハウジング１の上部に設けたサイクロンセパレータ（固定式）あるいはロータリーセパレータ（回転分級機）９で再び遠心分級される（２次分級）。
【００１０】
所定の粒径より小さな微粉は気流により搬送され、ボイラでは微粉炭バーナへ、あるいは鉄鋼プロセスの高炉吹き込み用では微粉貯蔵ビンへと送られる。
【００１１】
分級機を通過しなかった所定粒径以上の粗粉は、結果的に回転テーブル２上へ重力により落下し、ミル内へ供給されたばかりの原料５あるいは１次分級された粗粒とともに再び粉砕される。
【００１２】
以上のような動作により、ミル内では粉砕が繰り返され、所定の粒度を満足する微粉１０が生成されていく。１１はローラブラケット、１２はローラピボット、１３は一体型加圧フレームである。
【００１３】
このようなローラミルを低負荷で運用する場合や停止する場合、問題となるのはミルの振動である。この振動現象は、炭層と粉砕ローラ３のすべりに起因する一種の摩擦振動であり、振動のタイプとしては自励振動の一種である。
【００１４】
粉砕ローラ３が激しく自励振動する場合、図１０に示すように、図中で（Ｉ）から（II）の位置へと粉砕ローラ３は３個とも略同時に外側へ横ずれし（α）、次いで図１１のように上下振動する（β）。横すべり状に振り子運動する際には、押圧接触点がずれる。３個の粉砕ローラ３は、同期して（同位相で）一緒に上下振動する。
【００１５】
ある一つの粉砕ローラ３が横ずれ状の振り子運動を起こし、粉砕ローラ３の上下振動が生じると、この動きは３個の粉砕ローラ３を上方から加圧支持する一体型加圧フレーム１３あるいは回転テーブル２やその上の粉層を伝わって他の粉砕ローラ３へ瞬時に伝播する。これが粉砕ローラ３の自励振動である。
【００１６】
このような自励振動は特に起動時あるいは停止時に激しく生じる。図１２に起動時、図１３に停止時の給炭量、粉砕荷重、分級機回転数、一次空気量、注水量の各操作パターンを示す。
【００１７】
このような条件でローラミルを起動，停止する際、ミル内が石炭ホールドアップの少ない状態となり、粉砕ローラ３下の炭層が不安定になって激しい自励振動が発生する。
【００１８】
図１４は、従来式のローラミル起動法（図１２参照）を行った際の、粉砕ローラ３近傍の現象を模式的に描いたものである。
【００１９】
はじめは粗い原炭２９の供給は少なく、回転式分級機９の回転数を高めているために、分級部からの細かな戻り炭３０の量が増加する。従って、回転テーブル２上では粉砕ローラ３にかみ込まれる炭層は細かくなる（細かい炭層２６）。
【００２０】
このような状態になると、炭層の強度すなわち摩擦抵抗は低下し、粉砕ローラ３には図１０に示すように突変的な回転起動のずれが生じる。この挙動がきっかけとなり、粉砕ローラ３には、激しい自励的な振動が生じる（図１１参照）。
【００２１】
図１５は、給炭量低減時における回転テーブル２上の炭層の状況を描いたものである。
【００２２】
定格給炭負荷の運用下では、粉砕ローラ３の間に大量の粗い炭層２５があったが、給炭量の低下に伴い、回転テーブル２上の保有炭量（ホールドアップ）は急速に減少し（給炭量の低減矢印２４参照）、細かな炭層２６となる。
【００２３】
このような状況になると、炭層２６は脆弱になり、粉砕ローラ３は起動ずれを起こしやすくなり、自励振動の発生する頻度が極めて高くなる。特に、粗い原炭の供給がストップする給炭機（コールフィーダ）停止後には、細かな炭層２６ばかりとなって、粉砕ローラ３のかみ込み状態が不安定になり、激しい自励振動が生じ易くなる。
【００２４】
激しい自励振動が起動，停止時に発生すると、特に急速な負荷変化運用を行う最新の石炭焚きボイラにおいては、
（１）ミル自身やその周辺機器が破損する。
【００２５】
（２）蒸気タービン等の他の機器の運転等に支障をきたす。
【００２６】
（３）プラント内での従業員の作業環境が悪化する。
【００２７】
（４）ミルの負荷範囲が限定され、プラントの運用性が損なわれる。
【００２８】
（５）自励振動を起こしにくい原料に限定される。
【００２９】
等の多くの問題が生じる。
【００３０】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、ローラミルの起動，停止時に発生する自励振動の問題は、それを使用するプラントの運用に多くの支障をきたす。しかも最新ではローラミルが大型化しているため、粉砕ローラの自重も重く、自励振動による衝撃も大きい。従って、自励振動が生じることなく静粛な状態でミルを起動，停止することが強く求められている。
【００３１】
本発明の目的は、粉砕する原料を限定することなく、自励振動をほぼ完全に回避した状態でローラミルを起動，停止するための制御装置および制御方法を提供することにある。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、第１の本発明は、回転テーブルと、その回転テーブル上に押圧された状態で回転する複数個の粉砕ローラとの作用により、供給された原料を粉砕するローラミルにおいて、
原料供給開始後直ちに原料供給量を一時的に過剰に供給する供給量過剰供給工程と、その供給量過剰供給工程の後に供給量を減少させる供給量減少工程と、その供給量減少工程の後に供給量を増加させる供給量増加工程とを有し、
かつ、前記供給量過剰供給工程と供給量減少工程の間は前記回転テーブルと粉砕ローラによる粉砕荷重を低く設定し、前記供給量増加工程の供給量に応じて粉砕荷重を増加させる構成になっていることを特徴とするものである。
前記目的を達成するため、第２の本発明は、電動機で駆動されて回転する円形の回転テーブルと、その回転テーブルの外周部に刻設された溝部に押圧された状態で回転する複数個の粉砕ローラとの連動作用により、粉砕原料を微粉砕し、微粉砕された原料を気流の作用により粒径別に分級しながら搬送し、粉砕ローラの上部に設けた分級装置により再度分級し、製品微粉を製造するローラミルにおいて、
原料供給開始時に、回転式分級機の場合には回転数を低く、サイクロン式固定型分級機の場合にはサイクロン入口ベーンを大きく開放し、時間経過と共に、徐々に分級機の回転数を上昇させるか、ベーンを閉めるように条件変更するとともに、
原料供給開始後直ちに原料供給量を一時的に過剰に供給する供給量過剰供給工程と、その供給量過剰供給工程の後に供給量を減少させる供給量減少工程と、その供給量減少工程の後に供給量を増加させる供給量増加工程とを有し、
かつ、前記供給量過剰供給工程と供給量減少工程の間は前記回転テーブルと粉砕ローラによる粉砕荷重を低く設定し、前記供給量増加工程の供給量に応じて粉砕荷重を増加させる構成になっていることを特徴とするものである。
前記目的を達成するため、第３の本発明は、電動機で駆動されて回転する円形の回転テーブルと、その回転テーブルの外周部に刻設された溝部に押圧された状態で回転する複数個の粉砕ローラとの連動作用により、粉砕原料を微粉砕し、微粉砕された原料を気流の作用により粒径別に分級しながら搬送し、粉砕ローラの上部に設けた分級装置により再度分級し、製品微粉を製造するローラミルにおいて、
原料供給開始時に、回転式分級機の場合には一時的に回転数を高く、サイクロン式固定型分級機の場合には一時的にサイクロン入口ベーンを閉止方向へ動作し、次いで原料供給量の増加と共に回転数を低下あるいはベーンを開放する方向へ動作した後に、再び回転数を増加あるいはベーンを閉止方向へ動作することを特徴とするものである。
【００３３】
【発明の実施の形態】
ローラミルの起動，停止動作に伴い発生する自励振動の問題点を解決するために、本発明においては、次のような手段を採用する。これらは単独で用いられるのではなく、組み合わされる。
【００３４】
（１）起動時
▲１▼．粉砕すべき材料の供給開始と同時に、量的なオーバシュートを一時的に実施する。次いで、材料供給量（例えば給炭量Ｃ）を最低量の条件近くまで一度低下させてから、再び材料供給量を上昇させる。先のオーバシュートに比べると、ゆっくりした所定の上昇速度で材料供給量を増加させる。
【００３５】
▲２▼．粉砕荷重Ｍは、上記したオーバシュートには無関係に、粉砕すべき材料の供給開始には近く設定し、材料供給量に応じてほぼ比例的に増加させる。油圧機器を備えるミルでは、この荷重の操作量は油圧Ｐである。
【００３６】
▲３▼．分級機回転数Ｎｓも、上記した粉砕すべき材料の供給開始時のオーバシュートに無関係に、供給開始時には低く設定し、材料供給量に応じてほぼ比例的に増加させる。この増加パターンは、粉砕すべき材料の種類により異ならせる。
【００３７】
即ち、自励振動の発生しやすい材料の場合は、供給量に対する分級機回転数Ｎｓの増加速度を低く設定し、逆に自励振動の発生しにくい材料は、分級機回転数Ｎｓの増加速度を高めにする。サイクロン分級機の場合は、分級機回転数Ｎｓ増が入口ベーン閉、反対に分級機回転数Ｎｓ減がベーン開の動作に相当する。
【００３８】
▲４▼．粉砕すべき材料の供給開始と同時に、注水を実施し、供給量が定格供給量のほぼ２／３の条件に至るまで注水を続け、ミル内のホールドアップ（保有量）が増えた段階で注水を停止する。
【００３９】
注水の対象は、ミル内粉砕部にある原料層あるいは原料供給機（例えば給炭機）内の原料層であるが、振動を防止する上で応答性が良好なのは、粉砕部の原料へ注水する方法である。
【００４０】
（２）停止時
▲５▼．停止に伴う供給量の減少過程において、供給量に応じて、粉砕荷重Ｍ、具体的には油圧Ｐを低下させる。これは、前記▲２▼と表裏の関係にあり、供給量の低下と共に油圧Ｐをほぼ比例的に低下させる。一方、供給停止後において、つまり回転テーブル上に残った材料をパージする最中に、残った材料を早く粉砕してミル内から吐き出すために、粉砕荷重Ｍを一時的に高める方法もある。
【００４１】
▲６▼．分級機の回転数Ｎｓも供給量の減少過程で低下させる。この分級機回転数Ｎｓも前記▲３▼と表裏の関係にあり、供給量に対する分級機回転数Ｎｓの低下パターンは、原料の種類に応じて変化させる。
【００４２】
▲７▼．注水は、原料供給負荷があるレベル（▲４▼で述べたように約２／３）に下がった時点で開始し、供給停止と共に終了する。
【００４３】
▲８▼．ローラミルに接続されるプラントが燃焼装置の場合、１次空気（熱風）量Ａも給炭量Ｃ（原料供給量）に応じて減少させるが、給炭停止後において、回転テーブル上の残炭をパージするときは、１次空気（熱風）量Ａを一時的に増加させる。これは、残炭を速やかにミル外へ排出するためである。
【００４４】
本発明においては、上記した動作を組み合わせて、自励振動を起こすことの無い起動，停止を容易に実現することができる。
【００４５】
以下、ローラミルに接続されるプラントが燃焼装置の場合について具体的に説明する。前述のように給炭開始時、オーバシュート給炭を行う。これは、粉砕ローラに粗い原炭を一度にかみ込ませ、安定で堅固な炭層を作り出し、その上で粉砕ローラを安定に回転させるためである。オーバシュート給炭後、一旦給炭量を低下させるが、これはバーナ周りの水壁の過剰熱負荷を防ぐためである。
【００４６】
起動時あるいは停止時、給炭量が少ない条件で粉砕荷重Ｍ、つまり油圧Ｐを低下させる。これは、粉砕ローラ下の炭層を幾分粗めにして炭層を強くするためである。もし、粉砕荷重Ｍを下げなければ粉砕が進み、粉砕ローラの下は微粉炭層となり、粉砕ローラの転動が不安定となり、自励振動が発生する。
【００４７】
起動時及び停止時共に、給炭量が少ない条件ほど、分級機の回転数Ｎｓを低下させる。なお、サイクロン分級機の場合は入口ベーンを開ける。これは、粉砕部における微粉量を少なくし、粉砕ローラ下の炭層を流動しにくくするためである。自励振動の生じやすい石炭ほど、分級機の回転数Ｎｓを低くするように設定し、粉砕部炭層の微粉をできるだけ少なくする。
【００４８】
ミル内の石炭ホールドアップ量が少なく自励振動が生じやすい起動あるいは停止過程では、注水することにより炭層を湿らせて炭層の強度を高める。粉砕ローラ下において圧縮された炭層も適度に湿っていれば、その上の粉砕ローラの回転は安定になる。
【００４９】
給炭量の多い高負荷給炭時には、注水を止める。これは、ミル内の粉砕部に多量の石炭が保有されるので、粉砕ローラがかみ込む炭層は厚く、粉砕ローラの転動により炭層が崩れたりする問題が生じないからである。
【００５０】
給炭停止後において、一次空気量を一気に増やすエアパージ動作（操作）を設ける。これは回転テーブル上の残炭をミル外（すなわちボイラ火炉内）へ速やかに吐き出すためである。細かな炭層が回転テーブル上に多く残っていると、自励振動発生のきっかけになるし、自然発火の原因にもなる。エアパージ動作（操作）と同時に、粉砕荷重Ｍつまり油圧Ｐを増加するという動作もあるが、これもエアパージと同様に、回転テーブル上の残炭をできるだけ早く粉砕してミル外へ微粉炭を排出するためである。
【００５１】
上記した機能により自励振動は防止され、静粛な起動，停止が可能になる。
【００５２】
以下、図に基づいて本発明をさらに具体的に説明する。図１は、本発明を具体化した石炭微粉砕用ローラミルの起動における給炭量、粉砕荷重、分級機回転数、一次空気量、注水量のタイミングチャートである。
【００５３】
給炭開始すなわちこのローラミルの回転テーブル２の回転開始と同時に、一時的に給炭量Ｑｃをオーバシュートする。これは、粉砕ローラ３に大量に粗い原炭をかみ込ませて、粉砕ローラ３の下に安定で堅固な炭層を形成し、粉砕ローラ３の転動を安定化するためである。
【００５４】
ミル内に、ある程度の石炭が貯えられた時点で、一度給炭量Ｑｃを低減する。これは、初めから大量の燃料がミルからボイラ火炉内へ噴出すると、ボイラで作り出される蒸気の制御が困難になるからである。一定の時間だけ、少量の給炭量で操作した後は、ボイラの起動の要請（デマンド）に合わせるように給炭量Ｑｃを増加させる。
【００５５】
粉砕荷重は、粉砕ローラ３等の自重と油圧による外部荷重の和であるが、外部からコントロール可能なのは油圧Ｐであるので、油圧Ｐの動作によって自励振動の発生を防ぐ。
【００５６】
図１に示す具体例のうち▲１▼では、初め油圧Ｐを低く設定し、給炭開始と共に時間経過に対応させて油圧Ｐを増加させる方法である。
【００５７】
一方、▲２▼の方法は、オーバシュート給炭時には油圧Ｐを低く抑え、給炭量Ｑｃを再増加させるのと、同じタイミングで油圧Ｐを上昇させる方法である。一般的に、▲２▼の方法の方が自励振動は発生しにくい。この他に、給炭量に完全に対応させて油圧Ｐを制御する方法がある（図では省略）。この方法によれば、オーバシュート給炭する際、油圧もオーバシュート操作を同時に行うことになる。
【００５８】
分級機の具体例として、ここでは回転式を取り上げる。給炭開始時には、回転数Ｎｓを低く設定しておく。給炭のオーバシュートとその後の給炭量低減が終了し、再び給炭量Ｑｃを増加させるのと同時に、給炭量Ｑｃに対応させて回転数Ｎｓを上昇させる。
【００５９】
分級機回転数Ｎｓの増加パターンは、炭種に応じて変化させる。図中のパターンａは、分級機回転数Ｎｓの上昇速度（レートと呼ばれる）Ｎｓ／ｔが低く、一定に達した後の運用においてもＮｓを比較的低く抑えるものである。このパターンは、自励振動の生じやすい石炭を利用する際に採用される。
【００６０】
一方、パターンｂは、分級機回転数Ｎｓの上昇速度（レートと呼ばれる）Ｎｓ／ｔをパターンａよりも大きくし、高負荷で分級機回転数Ｎｓを最高にして一定に保つ条件においても、分級機回転数Ｎｓはパターンａのそれよりも大きくする方法である。このような方法は、自励振動が比較的発生しにくい石炭を粉砕する際に適用される。
【００６１】
一次空気量Ａは、低負荷給炭運用下においては一定の下限界に設定され、特定の給炭負荷に達した時点で給炭量に応じて上昇させ、高負荷給炭量が一定になったときに再び一定とする運用法をとる。なお、オーバシュート給炭の期間は、この一次空気量Ａを給炭量には追従させない。
【００６２】
原料である石炭への注水は、給炭と同時に開始し、給炭量がある一定のレベルに達する時点まで継続する。高負荷給炭運用下では、注水は行わない。これは、前述したように、高負荷条件下では自励振動が発生にしくいためである。
【００６３】
以上、図１に示す具体例では、５通りの動作量の工夫について述べた。すなわち、
（１）オーバシュート給炭
（２）粉砕荷重低減
（３）分級機回転数低減
（４）一次空気量低減
（５）注水
である。この中で、ほぼ全ての石炭種に対して最も有効に作用するのは、（１）のオーバシュート給炭である。次に効果的なのは注水であるが、石炭種によっては給水性が強く、注水量を増やさなければならない場合がある。
【００６４】
振動の生じにくい石炭に対しては、注水量を減らすか、もしくは注水をカットしてもよい。炭層が崩れにくく、振動の生じにくい石炭に対しては、（２）粉砕荷重低減と（３）分級機回転数低減の制限を緩めればよい。粉砕性の悪い（ＨＧＩが低い）石炭の場合は、特に粉砕荷重を低減しなくても大量の粗粒を粉砕ローラがかみ込み、回転テーブル上の石炭量（ホールドアップ）が確保されるので、粉砕荷重を大幅に低減させる必要はない。一次空気量については、ボイラ本体の性能に影響が及ぶ可能性があるので、優先度は高くない。
【００６５】
以上が、（１）〜（５）の方法に対する「優先度」あるいは「重み付け」という考え方である。
【００６６】
図２は、本発明を具体化したローラミルの停止時における給炭量、油圧、分級機回転数、一次空気量、粉砕部注水量のタイミングチャートである。
【００６７】
最高負荷から給炭量を低下させていく過程において、特定の低給炭量に達した時から、給炭機（コールフィーダ）が停止した後の一定時間までが、激しい自励振動の発生する時間帯である。この時間帯で一様に自励振動が生じる訳ではなく、自励振動の生じるタイミングは、石炭種や最高負荷一定運用時の条件により変わる。
【００６８】
一般には、給炭機の停止の前後が自励振動の発生頻度が最も高く、特に給炭機停止後に発生する場合に振動はかなり激しい。
【００６９】
粉砕荷重のための油圧Ｐは、給炭量に対応させて低下させる。給炭機を停止する時点では、油圧Ｐは下限値まで低下させる。この後に、ローラミル内に残った残炭をパージ（ボイラ火炉内へ放出）する訳であるが、このとき油圧Ｐのパターンは３通りある。
【００７０】
パターン（ａ）は、給炭機を停止したときと同じ最低油圧を一定に保持する方法である。パターン（ｂ）は、油圧を一定時間（ほぼ２〜３分間）だけ上昇させる方法である。これはローラミル内の残炭を早く粉砕し、残炭のミル外への放出を急ぐ、という考え方に基づいている。この方法は、自励振動が生じるとしてもさほど激しくない石炭、あるいは自励振動の問題よりも難粉砕性であり、パージに時間のかかる石炭の粉砕時に適している。
【００７１】
パターン（ｃ）は、逆方向油圧を加えて、粉砕ローラ３の自重までも低下させようとする方法である。大型のローラミルになると、全粉砕荷重に占める自重の割合は５０％近くになり、自重の寄与が無視できなくなる。パターン（ｃ）の考え方は、逆方向油圧により、この自重をキャンセルまたは減少して、全粉砕荷重をできるだけ低下させようとするものである。
【００７２】
全粉砕荷重が小さければ、自励振動が発生したとしても軽微な範囲に抑えることが可能である。分級機回転数Ｎｓは、給炭量Ｑｃに応じて低下させる。給炭機が停止するときには、最低回転数になっている。
【００７３】
一次空気量Ａの低下法は、給炭機停止までは、図１の起動時を逆にしたもとほぼ同じである。給炭機が停止した後には、「エアパージ」と称して、一次空気量Ａを急上昇させて、約５〜１０分間だけ一次空気量Ａを増やす。
【００７４】
この「エアパージ」は、ミル内の残炭をできるだけ早く放出させるためと、残炭中の微粉を吹き飛ばして、自励振動の発生を防ぐためである。「エアパージ」を行うと、粉砕ローラ３にかみ込まれる石炭の量も低下するが、微粉炭の除去により粉砕部の炭層は粗い石炭ばかりとなり、自励振動は生じにくくなる。「エアパージ」の期間中、分級機の回転数Ｎｓは最低に保たれているので、ミル内を循環する石炭は少なく、石炭はミル外へ容易に放出される。
【００７５】
石炭への注水は、給炭量を低下させる途中で、特定の給炭量Ｑｃに達した時点で開始し、給炭機の停止まで続ける。注水を開始するタイミングは、図１に示す注水を停止したときと同じ給炭量Ｑｃに達した時点である。給炭機停止後に注水を続けると、ミル内粉砕部の炭層が過度に湿り、残炭パージが進まなくなる。従って、注水は必ず供給停止にタイミングを合わせるようにする。
【００７６】
以上、図２では４通りの動作を組み合わせる方法を述べた。即ち、
（６）油圧低減（一部上昇もある）
（７）分級機回転数低減
（８）エアパージ
（９）注水
である。起動と同時に、これらの動作に関して、振動抑制に対する有効度の「優先度」あるいは「重み付け」を行って、順番に並べると次のようになる。
【００７７】
（９）注水
（８）エアパージ
〔（７）分級機回転数低減もこれと同等〕
（６）油圧低減
（９）の注水は、自励振動の抑制に有効であるが、給炭停止後の残炭パージにやや時間がかかるきらいがある。（８）と（７）は、ミルから残炭を吐き出すのに有効であるため、パージ時間を大幅に低減できる。例え自励振動が生じたとしても、（８）と（７）を組み合わせて実施すれば、振動時間を大幅に短縮できる。即ち、自励振動域を瞬時に通過できる訳である。（６）の油圧荷重の動作は簡便であるが、石炭種によって油圧低減が有効な場合と、逆に油圧を上昇させた方が有効な場合とがある。
【００７８】
以上のように、各動作の「優先度」あるいは「重み付け」は、起動時と停止時において異なる。
【００７９】
以上のような様々な動作パターンを組み合わせることにより、自励振動を回避した運用が可能になる。以上のような動作方法を自動化プログラムに組み込めば、ローラミルは自励振動を起こすことなく、自動的な起動，停止が達成されることになる。
【００８０】
図３は、本発明に係る起動法（図１参照）を実行した際の粉砕部の挙動を模式的に示す図である。
【００８１】
まず、オーバシュート給炭を行うために、粗い原炭２９が多量に回転テーブル２上に供給される。このとき分級機の回転数Ｎｓは低くいので、分級部からの細かな戻り炭３０の量は少ない。また、粉砕荷重用の油圧Ｐも低く設定してあるので、粉砕部の粒度は粗い。これに注水が加われば、この粗い炭層２５が適度に湿り、炭層２５の摩擦抵抗はさらに上昇する。
【００８２】
よって回転テーブル２の上には大量の粗くて堅固な炭層が存在し、粉砕ローラ３は粗い石炭を充分にかみ込み、転動軌道も安定化する。従って、図１０のような突変的な粉砕ローラ３の軌道ずれに基づく自励振動の発生は回避される。
【００８３】
次に停止時における粉砕部の挙動について述べる。前述のように分級機の回転数Ｎｓと粉砕荷重用油圧Ｐの低減、そして給炭機の停止後には、１次空気量Ａの急増（エアパージ）を実施する。図４は、そのときの粉砕部の状況を模式的に描いた図である。
【００８４】
同図に示すように炭層中の微小粒子は、１次空気流によってエアスウェプトされる（エア・スウェプト２７）。従って、粉砕ローラ３の下には、粗い粒子ばかりの炭層２８が残る。このようなエアスウェプト２７により、回転テーブル２の上の保有炭量（ホールドアップ）は急減し、自励振動発生領域を外れる。同図のような状態になると、石炭量が少なくなるため、金属面どうしが打ち合うような、即ち空打ち的な強制振動のみとなり、増幅的な性質のある自励振動は発生しない。
【００８５】
以上のような起動，停止法により、静粛な状態でローラミルを運用することが可能となる。
【００８６】
図５に他の具体例に係るローラミルのローラ支持構造を示す。このローラミルは、ロールタイヤ１４がアーム１８により片持ち梁式に支えられ、アーム１８の基部はジャーナル軸受１９により回転可能に支持されている。
【００８７】
従って、ロールタイヤ１４の位置は、炭層かみ込みの程度により上下する。最下限の位置は、ストッパ２０により制限され、ロールタイヤ１４とテーブル１５がメタルタッチしないようになっている。粉砕荷重は、油加圧装置１７によりアーム１８を押圧することで加える。図中の１６はケーシング、２１はギャップである。
【００８８】
このタイプのローラミルにおいて、自励振動が問題となるのは、ストッパ２０が作用するか否かの限界の領域である。即ち、起動時のように炭層が少なく、ロールタイヤ１４のかみ込む炭層の厚さが最小のギャップ２１に等しくなるような条件において、ロールタイヤ１４にすべりが生じて、激しく自励振動する。
【００８９】
図１に示した具体例のように、起動時に荷重Ｍを下げて、さらに分級機の回転数Ｎｓを下げて、粗い炭層をロールタイヤ１４下に作り出すのも有効な手段であるが、ここでは、図６のような動作法を採用する。
【００９０】
同図は、このローラミルの起動時における給炭量、粉砕荷重、分級機回転数、一次空気のタイミングチャートである。この例では給炭開始とともに給炭量を徐々に増加し、粉砕荷重Ｍを低く設定するのは図１と同様であるが、分級機の回転数Ｎｓを起動時において一時的にかなり高く設定する。これは図７に示すように、分級部からの戻り炭２３の量を増やしてロールタイヤ１４に大量の石炭をかみ込ませ、ロールタイヤ１４の下に厚い炭層２２を形成するためである。このように充分なかみ込み状態になると、ロールタイヤ１４の転動は安定化し、自励振動は生じない。
【００９１】
ローラミルが起動した後は、分級機の回転数Ｎｓをその時点の給炭量に応じた条件へと一度下げて、給炭量の増加と共に再び回転数Ｎｓを上昇させる。
【００９２】
ここでは起動時のみについて述べたが、停止時も同様であり、給炭停止に前後して分級機の回転数Ｎｓを一時的に上昇させるように運用する。ただし、停止時において回転数Ｎｓを増加させると、停止中のローラミル内に多量の残炭を保有することになるので、残炭をパージするのに時間がかかる。
【００９３】
前記具体例では粉砕すべき材料として石炭の場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばセメントの原料や他の材料を粉砕するローラミルにも適用可能である。
【００９４】
【発明の効果】
本発明によれば、次のような効果がある。
【００９５】
（１）ミルの自励振動が防止できる。本発明は、ローラミルの起動時及び停止時に発生する自励振動を防止するのに対して特に有効である。
【００９６】
（２）上記効果（１）に関連し、プラント内の従業員の不快感がなくなり、作業能率が向上する。
【００９７】
（３）上記効果（１）に関連し、ローラミル自体及びローラミル周辺にあるプラント機器の信頼性や耐久性が向上する。
【００９８】
（４）起動及び停止時において、ローラミルの振動を抑制できるため、ローラミルの入れ、切り（複数台あるミルのうち１台が停止し、他の１台が起動したりすること）が容易になり、ローラミルを使用するプラント全体の運用性が大幅に向上し、高い効率が得られる。
【００９９】
（５）自励振動を起こし易いと危惧される材料の粉砕にも適用できるから、ローラミルに対する粉砕原料の適用範囲が大幅に拡大する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るローラミル起動時の制御方法を説明するためのタイミングチャートである。
【図２】本発明の実施形態に係るローラミル停止時の制御方法を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】本発明を実施した際における給炭時のメカニズムを示す模式図である。
【図４】本発明を実施した際のローラミルの停止時における粉砕部のメカニズムを示す模式図である。
【図５】本発明の他の具体例に係るローラミルのローラ支持構造図である。
【図６】その他の具体例に係るローラミルの起動時における制御方法を説明するためのタイミングチャートである。
【図７】その他の具体例に係るローラミルの起動時における粉砕部のメカニズムを示す模式図である。
【図８】本発明の対象となるローラミルの全体の構造を示す縦断面図である。
【図９】同じくローラミルの粉砕部上方から見た図８Ａ−Ａ矢視図である。
【図１０】振動発生時のローラの動きを示す模式図である。
【図１１】振動時のローラの動きを示す模式図である。
【図１２】従来のローラミルにおける給炭開始時のタイミングチャートである。
【図１３】従来のローラミルにおける停止時のタイミングチャートである。
【図１４】そのローラミルの粉砕部における給炭時のメカニズムを示す模式図である。
【図１５】そのローラミルの停止時における粉砕部の状態を示す模式図である。
【符号の説明】
２ 回転テーブル
３ 粉砕ローラ
４ 原料供給管
５ 粉砕原料
６ 粉砕レース
７ 熱風
８ エアスロート
９ ロータリーセバレータ（回転分級機）
１０ 製品微粉
１４ ロールタイヤ
１５ テーブル

Claims (3)

1. 回転テーブルと、その回転テーブル上に押圧された状態で回転する複数個の粉砕ローラとの作用により、供給された原料を粉砕するローラミルにおいて、
   原料供給開始後直ちに原料供給量を一時的に過剰に供給する供給量過剰供給工程と、その供給量過剰供給工程の後に供給量を減少させる供給量減少工程と、その供給量減少工程の後に供給量を増加させる供給量増加工程とを有し、
   かつ、前記供給量過剰供給工程と供給量減少工程の間は前記回転テーブルと粉砕ローラによる粉砕荷重を低く設定し、前記供給量増加工程の供給量に応じて粉砕荷重を増加させる構成になっていることを特徴とするローラミルの制御方法。
2. 電動機で駆動されて回転する円形の回転テーブルと、その回転テーブルの外周部に刻設された溝部に押圧された状態で回転する複数個の粉砕ローラとの連動作用により、粉砕原料を微粉砕し、微粉砕された原料を気流の作用により粒径別に分級しながら搬送し、粉砕ローラの上部に設けた分級装置により再度分級し、製品微粉を製造するローラミルにおいて、
   原料供給開始時に、回転式分級機の場合には回転数を低く、サイクロン式固定型分級機の場合にはサイクロン入口ベーンを大きく開放し、時間経過と共に、徐々に分級機の回転数を上昇させるか、ベーンを閉めるように条件変更するとともに、
   原料供給開始後直ちに原料供給量を一時的に過剰に供給する供給量過剰供給工程と、その供給量過剰供給工程の後に供給量を減少させる供給量減少工程と、その供給量減少工程の後に供給量を増加させる供給量増加工程とを有し、
   かつ、前記供給量過剰供給工程と供給量減少工程の間は前記回転テーブルと粉砕ローラによる粉砕荷重を低く設定し、前記供給量増加工程の供給量に応じて粉砕荷重を増加させる構成になっていることを特徴とするローラミルの制御方法。
3. 電動機で駆動されて回転する円形の回転テーブルと、その回転テーブルの外周部に刻設された溝部に押圧された状態で回転する複数個の粉砕ローラとの連動作用により、粉砕原料を微粉砕し、微粉砕された原料を気流の作用により粒径別に分級しながら搬送し、粉砕ローラの上部に設けた分級装置により再度分級し、製品微粉を製造するローラミルにおいて、
   原料供給開始時に、回転式分級機の場合には一時的に回転数を高く、サイクロン式固定型分級機の場合には一時的にサイクロン入口ベーンを閉止方向へ動作し、次いで原料供給量の増加と共に回転数を低下あるいはベーンを開放する方向へ動作した後に、再び回転数を増加あるいはベーンを閉止方向へ動作することを特徴とするローラミルの制御方法。

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