JP4716217B2 - 竪型粉砕機およびその粉砕方法 - Google Patents

Description

本発明は、特にスラグ・セメント等の粉砕原料の乾燥粉砕に好適な竪型粉砕機およびその粉砕方法に関する。

製鉄所などの高炉から生成する溶融状態のスラグに加圧水を噴射して急激に冷却した水砕スラグは、ガラス質の砂状であり、竪型粉砕機によって乾燥・粉砕されて、セメント原料・スラグ微粉末原料・土木用材料として幅広く利用されている。

図７は従来の竪型粉砕機の構成概略を示す図である。従来の竪型粉砕機１００は、ケーシング１０２の中央部に粉砕原料の原料投入シュート１０４が立設してあり、原料投入シュート１０４下部の開口部には粉砕テーブル１０６が近接配置してある。粉砕テーブル１０６の上には複数の粉砕ローラ１０８があり、テーブル上に落下した被粉砕物を粉砕する。またケーシング１０２の下部に設けられた図示しない熱風供給口からケーシング１０２内部に供給する熱風によって被粉砕物を乾燥させながら粉砕することができる。粉砕物は熱風とともにケーシング１０２上部に設けた排出口１１０から外部に排出される。その際、原料投入シュート１０４の周囲に設けた回転セパレータ１１２によって所定の粒度の粉砕物を通過させ、粒度の大きい粗粉を分級してケーシング１０２の下部に落下させ外部に排出させている。

ところで水砕スラグ等の粉砕原料を粉砕機内部に投入する原料投入シュート１０４の上部には原料投入手段となる三段ゲート１１４が設けられている。図示は三段ゲートであるが、二段ゲートを設けてもよい。この三段ゲート１１４は、管路途中に開閉式の蓋を複数多段に形成してある。この開閉蓋１１６は、通常、油圧方式などにより管路を断面方向に覆って閉塞している。そして管路の上部開口部から粉砕原料が投入されると開閉蓋１１６は所定の時間ごとに下方に開口して原料を粉砕機内部に落下させている。この開閉蓋１１６は多段に形成することによって管路の気密性を保っている（例えば特許文献１に示す）。
実開平５−８１１４６号公報

しかしながら従来の三段ゲートを備えた竪型粉砕機では次のような問題がある。すなわち水砕スラグ等の粉砕原料が水分を含んだり、空気中の湿気などによって、湿った粉砕原料となると、原料投入口の三段ゲートまたは原料投入シュートに付着することがある。三段ゲートの開閉蓋に投入原料が付着して堆積すると、開閉蓋は付着原料によって開閉動作に影響を受けて粉砕機内部の一定の気密性を保持できなくなる場合がある。

また三段ゲートを備えた粉砕機では三段ゲートおよび投入シュートに付着する粉砕原料の付着を防止するために添加水を入れている。添加水を原料投入口から流下させることによって、粉砕原料の付着は防止できるが、添加水は粉砕原料とともに粉砕テーブルに落下する。そうすると所定温度に加熱保持しながら粉砕を行う乾燥粉砕の加熱温度が低下してしまう。よって添加水を使用すると乾燥粉砕の加熱温度が低下し、所定温度に保持するための加熱エネルギーが余計に必要となり、燃費の悪化につながる。

さらに上記添加水によってもなお粉砕原料がシュート等に付着していることがある。付着した粉砕原料を取り除く作業は、作業員が粉砕テーブルの上面から十数メートルにも及ぶ竪型粉砕機の最上部で行う高所作業であり危険を伴う。
上記従来技術の問題点を改善するため、本発明は効率的に粉砕原料を粉砕機内部に導入するとともに乾燥粉砕できる竪型粉砕機を提供することを目的としている。
本発明は、効率的に粉砕原料を乾燥粉砕できる竪型粉砕機の粉砕方法を提供することを目的としている。

本発明の竪型粉砕機は、原料投入シュートから粉砕原料を投入し、前記粉砕原料を乾燥粉砕する粉砕テーブルを備えた竪型粉砕機において、前記原料投入シュートの上部に前記粉砕原料を内部に投入する予め加熱した原料投入部を備え、前記原料投入部は、シャフトを中心に放射状に複数のブレードを備え、前記シャフトの軸周りを回転するロータ内に、前記ブレードと前記シャフト間で略円筒状の中空部を形成し、前記中空部の一方の側部開口部に接続する熱風供給口と、前記中空部の他方の側部開口部に接続する熱風排出口とを備え、前記中空部に熱風を通風可能に形成したロータリーバルブであることを特徴としている。

この場合において、前記原料投入シュートには、粉砕機内部に前記粉砕原料と共に熱風を供給する導入口を形成してあるとよい。また前記導入口と前記熱風供給口は、熱風供給手段の分岐管に接続し、熱風を分配供給するとよい。また前記中空部の内部には、前記ロータの回転とともに転がる球体を封入してあるとよい。さらに前記熱風供給口は、前記熱風排出口よりも下方に配置するとよい。また前記ブレード間は、湾曲状に形成してあるとよい。

本発明の竪型粉砕機の粉砕方法は、シャフトを中心に放射状に複数のブレードを備え、前記シャフトの軸周りを回転するロータ内に、前記ブレードと前記シャフト間で略円筒状の中空部を形成し、前記中空部の一方の側部開口部に接続する熱風供給口と、前記中空部の他方の側部開口部に接続する熱風排出口とを備え、前記中空部に熱風を通風可能に形成したロータリーバルブを原料投入シュートに取り付けた竪型粉砕機の粉砕原料投入口に搬送された粉砕原料を予め加熱した前記ロータリーバルブに投入し、前記原料投入シュートの上部から下方へ流れる熱風とともに前記粉砕原料を粉砕テーブルに導入し、前記粉砕原料を乾燥粉砕することを特徴としている。

上記構成による本発明は、原料投入部に湿った粉砕原料が付着することがない。また原料投入シュートには粉砕原料と共に熱風を導入している。このためシュートが熱風によって加熱される。したがって湿った粉砕原料であっても加温された原料投入シュートに付着することがない。
原料投入部となるロータリーバルブの内部に熱風を通風させているので、ロータリーバルブを効果的に加熱できる。したがってブレード表面における湿った粉砕原料の付着を防止することができる。

導入口と熱風供給口は、熱風供給手段の分岐管に接続している。このため粉砕機に用いる乾燥空気を分岐して供給することができる。したがって新たに加熱手段を用いる必要がない。
ロータ内部には球体を封入しているので、ロータの回転に伴って球体がロータ内部を転がってロータ内部に衝撃が加えられる。このためロータに付着する粉砕原料を振動によって払い落とすことができる。

熱風の供給口をロータ下側に、排出口をロータ上側に形成している。これによりロータリーバルブ全体の熱伝導の効率が良くなり、熱の放出量が大きいロータの最上部であっても熱が伝わりやすく、ロータリーバルブ全体を効果的に加熱することができる。

ブレード間は湾曲状に形成してあるため、粉砕原料の付着を効果的に防止することができる。
投入する粉砕原料が三段ゲートまたは原料投入シュートに付着するのを防止するために添加水を用いる必要がない。これにより粉砕機内部の加熱に伴う熱量の無駄がなくなる。

本発明の竪型粉砕機およびその粉砕方法の実施形態を添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
図１は実施形態に係る竪型粉砕機の正面図を示す。なお図７と同一の構成については同一の符号を付して説明する。竪型粉砕機１０は、ケーシング１０２の中央に水砕スラグ等の粉砕原料の原料投入シュート１０４を配置し、その上部開口部には原料投入部の排出口を接続してある。本実施形態では原料投入部にロータリーバルブ１１を用いて説明する。原料投入シュート１０４下部の開口部には粉砕テーブル１０６が近接配置してある。粉砕テーブル１０６の上には複数の粉砕ローラ１０８があり、テーブル上に落下した粉砕原料を粉砕する。またケーシング１０２の下部に設けられた熱風供給口からケーシング１０２内部に供給する熱風供給手段１２４の熱風によって被粉砕物を乾燥させながら粉砕するように構成している。所定の粒度に粉砕された粉砕物は、熱風とともにケーシングの上部に吹き上げられ、原料投入シュート１０４の周囲に設けた回転セパレータ１１２を通過する。粒度の大きい粗粉は分級してケーシング１０２の下部に落下させて外部に排出する。回転セパレータ１１２を通過した粉砕物は、熱風とともにケーシング１０２上部に設けた排出口１１０から外部に排出される。

前記原料投入シュート１０４の上部には熱風導入口１２０を形成してある。熱風導入口１２０は、落下する粉砕原料と共に、粉砕機内部を加熱する熱風供給手段１２４の熱風をシュートの上部から下方の粉砕テーブル１０６に向けて供給するように構成してある。また後述するロータリーバルブ１１の熱風排出口４６からの熱風は外部に排気する構成としている。

図６は熱風供給手段の配管経路の変形例の説明図である。同図（１）に示すようにロータリーバルブ１１の熱風供給口４４と原料投入シュート１０４の熱風導入口１２０ａは、粉砕機の熱風供給手段１２４の供給配管を分岐させて接続させている。それぞれの分岐の途中にはブロア１２２を形成してある。さらにロータリーバルブ１１の熱風排出口４６を原料投入シュート１０４の熱風導入口１２０ｂに繋ぐ配管を形成し、熱風排出口４６からの熱風を直に原料投入シュート１０４に導入するように構成している。もちろん熱風排出口４６から直に外部へ排出する構成としてもよい。なお静圧差で熱風が所定量流れる場合には、ブロアを設ける必要はない。
また同図（１）の変形例として、同図（２）に示すように熱風供給手段１２４の分岐管にはブロア１２２を１つ配置し、熱風供給口４４と熱風導入口１２０ａの手前で分岐させて熱風を供給するように構成してもよい。

次に原料投入部となるロータリーバルブを説明する。図２は実施形態に係るロータリーバルブの正面図を示す。図３は実施形態に係るロータリーバルブの平面図を示す。図４は図３のＡ−Ａ断面を示す図である。図５は図４のＢ−Ｂ断面を示す図である。
図示のようにロータリーバルブ１１は、ケーシング１２と、ケーシング１２内部に配置するロータ１４と、ロータ１４を回転させるモータ１６と、を主な構成要件としている。

ケーシング１２は円筒状に形成されている。ケーシング１２には、上面側に粉砕原料の供給口１８と、下面側に排出口２０を形成してある。また軸方向には一対のサイドカバー２２ａ，２２ｂを形成してある。一対のサイドカバー２２の中心にはそれぞれ後述するロータ１４のシャフト２４の軸受け２６を水平方向に形成してある。

ロータ１４は前記ケーシング１２内に配置してある。ロータ１４のシャフト２４は前記ケーシング１２の軸受け２６に嵌合し、ロータ１４を回転自在に形成している。ロータ１４は図４、図５に示すようにシャフト２４を中心として放射状にブレード２８を配置している。本実施形態では湾曲状の８枚の鋼板を用い、隣り合う鋼板の長手方向の側部を接合し、略円筒形状に形成している。接合部にはケーシング１２の内面に摺接する替刃３０を設置してある。本実施形態ではケーシング１２の供給口１８と排出口２０とをそれぞれ垂直方向の同一線上に配置せず、僅かに開口の中心位置をずらして形成してある。これにより替刃３０で粉砕原料の切り出しを行う場合に、本実施形態ではケーシング１２の内面に少なくとも４本摺接する構成としている。なおブレード２８の数はこれに限定されるものでなく任意に設定変更可能である。ロータ１４のブレード２８とシャフト２４との間には中空部３２を形成してある。中空部３２はシャフト２４と交差する方向の一対の側面に複数の開口部３４ａ，３４ｂを放射状に形成してある。

前記ケーシング１２には、ロータ１４の側面と対向する位置に流入部３８と排出部４０を形成してある。流入部３８はケーシング１２のサイドカバー２２ｂとロータ１４の側面との間に位置し、後述する熱風が流入する円筒状の空間である。流入部３８はロータ１４側の側面に通気孔４２ａを前記開口部３４ｂの最上部と連通する位置に形成してある。また流入部３８の下方には、後述する熱風の供給口と連通する開口が形成してある。排出部４０はケーシング１２のサイドカバー２２ａとロータ１４の側面との間に位置し、後述する熱風が排出する円筒状の空間である。排出部４０はロータ１４側の側面に通気孔４２ｂを前記開口部３４ａの最下点と連通する位置に形成してある。また排出部４０の上方には、後述する熱風の排出口と連通する開口が形成してある。

またケーシング１２は、一対のサイドカバー２２ａ，２２ｂに熱風の供給口と排出口を対向するように形成してある。熱風供給口４４は、前記流入部３８の下方の開口と連通する位置に形成してあり、流入部３８に図示しない熱風供給手段の熱風を流入可能な構成としている。一方、熱風排出口４６は、前記排出部４０の上方の開口と連通する位置に形成してあり、ロータ１４内部の中空部３２を通気した熱風を外部に排出可能な構成としている。このように熱風供給口４４は、前記熱風排出口４６よりも側面の下方に配置してある。図４に示すように熱風供給口４４から供給された熱風は中空部３２内部を矢印に示すように流れる。すなわち、熱風は放熱量が最も大きいロータ１４の頂部に形成した通気孔４２ａから中空部３２に流れ込む。熱風はロータ１４のシャフト２４軸周りの回転に伴って移動し、ロータ１４の下端部に設けた排気孔４２ｂから排出部４０を経由して熱風排出口４６から外部に排出される。

ロータ１４の中空部３２の内部には、球体３６を封入してある。前記球体３６は本実施形態では、一例として鋼球を２個用いている。鋼球は前記開口部３４の直径よりも大きい直径に設定してあり、前記開口部３４から抜け落ちないようにしてある。球体３６はロータ１４のシャフト２４周りの回転とともに中空部３２内部を転がる。

モータ１６は、ケーシング１２の外側に形成したモータベット４８に載置してある。モータ１６のシャフトに形成したスプロケット１６ａと、前記ロータ１４のシャフト２４の一方の端部に形成したスプロケット２４ａとをチェーン５０を巻き回して、周回可能に形成してある。ロータ１４はモータ１６の回転とともに矢印ａに示す方向に回転する。

上記構成による竪型粉砕機の粉砕方法を以下説明する。粉砕原料は搬送手段によって竪型粉砕機１０の原料投入口まで搬送される。搬送された粉砕原料は粉砕機の最上部に設けたロータリーバルブ１１の供給口１８に落下する。落下した粉砕原料がロータ１４の回転により下方の排出口２０から原料投入シュート１０４に落下する。この際、ロータリーバルブ１１には、熱風供給口４４から熱ガス供給手段１２４からの熱風が供給され、ロータ１４内部の中空部３２を通過して対向した熱風排出口４６から外部に排出されている。熱風供給口４４は熱風排出口４６よりも下方に形成してあるため、熱風による熱伝導の効率がよくロータリーバルブを加熱することができる。これによりロータ１４は内部を通過する熱風によって加熱されているため、落下した粉砕原料が湿っていても直ちに乾燥してロータ１４に付着することがない。またロータ１４の中空部３２に封入した球体３６がロータ１４のシャフト２４軸周りの回転に伴って内部を転がりブレード２８に振動を与える。そうするとブレード２８表面に付着した粉砕原料が払い落とされる。さらにブレード２８間は湾曲状に形成してあるため、粉砕原料が付着しにくい。

原料投入シュート１０４の上部に形成した熱風導入口１２０から熱風がシュート内部に導入される。粉砕原料はこの熱風とともに原料投入シュート１０４の下方の粉砕テーブル１０６に落下する。これにより原料投入シュート１０４は熱風によって加熱されているため粉砕原料がシュートの表面、特に下端部の傾斜部の表面に付着することがない。

熱風供給手段の熱風により加熱された粉砕機内部では、粉砕テーブル１０６上の粉砕原料が添加水の温度低下の影響を受けることなく効率的に乾燥粉砕される。
なお、前記実施形態では原料投入部にロータリーバルブを用いた構成で説明したが、原料投入部は、粉砕機内部の気密性を保持し、加熱手段を用いて原料投入部に湿った原料が付着しないような構成であれば、これに限定されるものではない。

また前記実施形態は、本発明の一態様であって、これに限定されるものではない。そして、前記実施形態においては、ロータリーバルブは竪型粉砕機に配置した場合について説明したが、単独で用いてもよい。
本実施形態では原料投入シュートにセンターシュートを用いて説明したが、シュートの形状はこれに限るものではなく、この他にもケーシングの側面から原料を投入可能なサイドシュートを用いることもできる。

実施形態に係る竪型粉砕機の正面図を示す。 実施形態に係るロータリーバルブの正面図を示す。 実施形態に係るロータリーバルブの平面図を示す。 図２のロータリーバルブのＡ−Ａ断面図を示す。 図３のロータリーバルブのＢ−Ｂ断面図を示す。 熱風供給管の分岐経路の変形例の説明図である。 従来の竪型粉砕機の構成概略を示す図である。

符号の説明

１０………竪型粉砕機、１１………ロータリーバルブ、１２………ケーシング、１４………ロータ、１６………モータ、１８………供給口、２０………排出口、２２………サイドカバー、２４………シャフト、２６………軸受け、２８………ブレード、３０………替刃、３２………中空部、３４………開口部、３６………球体、３８………流入部、４０………排出部、４２………通気孔、４４………熱風供給口、４６………熱風排出口、４８………モータヘッド、５０………チェーン、１００………竪型粉砕機、１０２………ケーシング、１０４………原料投入シュート、１０６………粉砕テーブル、１０８………粉砕ローラ、１１０………排出口、１１２………回転セパレータ、１１４………三段ゲート、１１６………開閉蓋、１２０………熱風導入口、１２２………ブロア。

Claims (7)

1. 原料投入シュートから粉砕原料を投入し、前記粉砕原料を乾燥粉砕する粉砕テーブルを備えた竪型粉砕機において、前記原料投入シュートの上部に前記粉砕原料を内部に投入する予め加熱した原料投入部を備え、
   前記原料投入部は、シャフトを中心に放射状に複数のブレードを備え、前記シャフトの軸周りを回転するロータ内に、前記ブレードと前記シャフト間で略円筒状の中空部を形成し、前記中空部の一方の側部開口部に接続する熱風供給口と、前記中空部の他方の側部開口部に接続する熱風排出口とを備え、前記中空部に熱風を通風可能に形成したロータリーバルブであることを特徴とする竪型粉砕機。
2. 前記原料投入シュートには、粉砕機内部に前記粉砕原料と共に熱風を供給する導入口を形成したことを特徴とする請求項１記載の竪型粉砕機。
3. 前記導入口と前記熱風供給口は、熱風供給手段の分岐管に接続し、熱風を分配供給することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の竪型粉砕機。
4. 前記中空部の内部には、前記ロータの回転とともに転がる球体を封入してあることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１に記載の竪型粉砕機。
5. 前記熱風供給口は、前記熱風排出口よりも下方に配置することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１に記載の竪型粉砕機。
6. 前記ブレード間は、湾曲状に形成してあることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１に記載の竪型粉砕機。
7. シャフトを中心に放射状に複数のブレードを備え、前記シャフトの軸周りを回転するロータ内に、前記ブレードと前記シャフト間で略円筒状の中空部を形成し、前記中空部の一方の側部開口部に接続する熱風供給口と、前記中空部の他方の側部開口部に接続する熱風排出口とを備え、前記中空部に熱風を通風可能に形成したロータリーバルブを原料投入シュートに取り付けた竪型粉砕機の粉砕原料投入口に搬送された粉砕原料を予め加熱した前記ロータリーバルブに投入し、前記原料投入シュートの上部から下方へ流れる熱風とともに前記粉砕原料を粉砕テーブルに導入し、前記粉砕原料を乾燥粉砕することを特徴とする竪型粉砕機の粉砕方法。

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