JP5569767B2

JP5569767B2 - 竪型粉砕機の運転方法

Info

Publication number: JP5569767B2
Application number: JP2008242497A
Authority: JP
Inventors: 充池田; 康弘繁本
Original assignee: Ube Machinery Corp Ltd
Current assignee: Ube Machinery Corp Ltd
Priority date: 2008-09-22
Filing date: 2008-09-22
Publication date: 2014-08-13
Anticipated expiration: 2028-09-22
Also published as: JP2010069459A

Description

本発明は、主に亜炭、褐炭、亜瀝青炭、瀝青炭、無煙炭等の石炭類、及び石油コークス等の可燃物を粉砕する竪型粉砕機の制御方法に係り、無煙炭を竪型粉砕機で原料として微粉砕する際に好適な竪型粉砕機の運転方法に関する。

従来から、石炭類やオイルコークス等を粉砕する粉砕機として竪型粉砕機（竪型ミル、或いは竪型ローラミルと称されることもある）と呼ばれる粉砕機が広く用いられており、特許文献１等に開示されるような従来技術が公知である。

特開２００３−２６８３９４号公報

特許文献１に示される竪型粉砕機は、粉砕ローラと回転テーブルで粉砕した粉砕物を、粉砕機の下部から吹き込んだ気流で搬送し上昇させるとともに、竪型粉砕機内の上部に配した分級機構によって微粉のみを選抜して、機外に取り出すタイプの竪型粉砕機であって、一般的にエアスエプト式と呼ばれる微粉際に適した型式の竪型粉砕機である。

竪型粉砕機は、特許文献１に示す型式の他にも、内部に分級装置を備えず、粉砕ローラと回転テーブルで粉砕した粉砕物を下部から取り出すような型式のものが周知である。

ところで、可燃物を粉砕することにより、燃焼装置の燃料とする場合において、可燃物が十分に微細化できていないと、燃焼性が悪く、燃焼効率を向上させることができないということが知られている。
特に、可燃物中の揮発分が３〜７％程度である無煙炭等は、平均粒径（Ｄｐ５０）が１５μｍ程度になるまで粉砕しないと燃焼させる際に、燃焼性が悪く、燃焼の際に未燃カーボンが残るので、燃焼効率を低下させる。

しかし、石炭類や石油コークス等の可燃物を原料とし、粉砕してから燃料とする場合においては、竪型粉砕機に振動が発生して安定的な運転ができないことがある。その場合には、粉砕量が低下したり、所望する粒子径まで原料を粉砕できないというケースがあった。というのは、竪型粉砕機で、原料を微細化しようとすると、回転テーブル上の原料と粉砕ローラと間で滑りが生じやすくなり、摩擦係数が小さくなる傾向にある。
特に、前述した石炭類、及び石油コークス等の炭素分を含んだ原料は、もともと、炭素成分の摩擦係数が小さいことに加えて、粒子径が微細化されることにより、さらに摩擦係数が小さい状態に陥り、その結果、頻繁に回転テーブル上の原料と粉砕ローラと間で滑りが生じてスリップして振動を発生させる。

本発明は、以上のような要求に鑑みてなされたものであり、前述した石炭類、及び石油
コークス等の炭素分を含んだ原料に係わり、無煙炭を効率よく微粉砕するに好適な竪型粉砕機の運転方法に関する。

上記の目的を達成するため、本発明による竪型粉砕機の運転方法は、
（１）機内に投入した原料を、回転速度が可変速式の回転テーブルと粉砕ローラとの間で粉砕する竪型粉砕機の運転方法において、可燃物を原料として機内に投入する際に無機物質をあわせて投入するものとして、該可燃物を無煙炭とし、該無機物質を石灰石とし、
運転中において、該無煙炭に対する該石灰石の混入割合を重量比で３％以上かつ１０％以下とすることにより、回転テーブル上の原料と粉砕ローラが滑ることにより生じる振動を抑制し、混合粉砕した可燃物を石灰石焼成炉の燃焼装置の燃料とする。

本発明による竪型粉砕機の運転方法によれば、可燃物を原料として機内に投入する際において、意図的に無機物質をあわせて投入することにより、回転テーブル上の原料と粉砕ローラと間で滑りをコントロールして振動を抑制する。

特に、可燃物、無煙炭を、微細化する際においては、従来に比較して、運転中に発生する振動を効果的に小さくすることができ、その結果、運転の安定性が向上させることができる。

本発明による竪型粉砕機の運転方法は、従来に比較して、微粉砕時に振動が発生しにくいという特徴を有するので、燃焼装置の燃料用に可燃物を微細化する場合等に、特に適している。

また、運転中、何らかの理由により、振動が生じたとしても、回転テーブルの回転速度を任意に変更することにより、振動の抑制が可能である。

以下、図面等に基づき本発明の好ましい実施形態の１例について詳細に説明する。
図１は本実施形態に用いた粉砕システムの概略の構造を説明する説明図であり、図２は本実施形態に使用した竪型粉砕機の構造を説明するための断面図である。図３は本実施形態に使用した竪型粉砕機の粉砕ローラと原料層の関係を説明するための概念図であり、図４は石灰石混入割合と摩擦係数の関係を示す図である。

以下、本発明に用いる粉砕システムと竪型粉砕機１の好ましい構成について説明する。
図１に示した粉砕システムにおいては、原料ホッパ６５、副原料ホッパ６２、竪型粉砕機１、給炭機７５等を備えており、原料ホッパ６５には無煙炭、副原料ホッパ６２に石灰石が充填されている。
なお、原料ホッパ６５と副原料ホッパ６２の下部には図示しない定量排出装置が設置されており、所望する重量の無煙炭と石灰石を、それぞれのホッパから定量的に排出して、給炭機７５に供給することができる。
ここで、図１に示した給炭機７５は、ベルトコンベヤ形式となっており、原料ホッパ６５と副原料ホッパ６２から排出されて供給された無煙炭と石灰石を、あわせて一緒に搬送することにより、竪型粉砕機１の原料投入口３５に投入するよう構成されている。

以下、竪型粉砕機１の構造について、簡略に説明する。
本実施形態に用いた竪型粉砕機１は、図２に示すように竪型粉砕機１の外郭を形成するケーシング１Ｂ、１Ａと、竪型粉砕機１の下部に設置された減速機２Ｂを介して電動機２Ｍにより駆動される回転テーブル２と、コニカル型の粉砕ローラ３とを備えている。
なお、本実施形態に用いた竪型粉砕機１は、電動機２の駆動電源としてインバータ電源を備えて、運転中、回転テーブルの回転速度が任意の変更可能な可変速式の竪型粉砕機１である。

粉砕ローラ３は、回転テーブル２の上面（回転テーブル上面２Ａと称することもある）に複数個が配されて、回転テーブル２の方向に押圧されるよう構成されている。
なお、粉砕ローラ３は、回転テーブル２が回転することにより、回転テーブル２に対して、原料を介して従動して回転する。

回転テーブル２の上部には、セパレータ１４と、原料投入口３５が設けられており、さらに、セパレータ１４の中心軸を上下に貫通するようにして原料投入シュート１３が配されている。図２に示した竪型粉砕機１は、センターシュート方式と呼ばれる原料投入方式の竪型粉砕機１であり、原料投入シュート１３を介して原料投入口３５から回転テーブル２上に原料を投入することができるよう構成されている。

また、セパレータ１４は、セパレータ１４の回転軸を中心として上方に拡径する逆円錐台状に一定間隔の隙間をあけて並べられた複数枚の羽根１４Ａを備えて、図示しない駆動装置により自在に回転できる構成となっている。

さらに、図２に示す竪型粉砕機１においては、回転テーブル２の下方にガスを導入するためのガス導入口３３を設けており、さらに回転テーブル上方に該ガスを排出するため上部取出口３９を設けている。竪型粉砕機１は、運転中に、ガス導入口３３よりガス（本実施形態においては空気）を導入することによって、回転テーブル２下方からセパレータ１４を通過して上部取出口３９へと流れるガスの気流が生じる構成となっている。
そして、径の小さな原料は、前記ガスに吹き上げられて、回転セパレータ１４を通過して上部取出口３９より取り出される。一方、径の大きく重量の大きな原料は、再度粉砕ローラ３に噛み込まれて粉砕される。

なお、本実施形態に用いることのできる竪型粉砕機１の型式は、前述したものに限らないことは勿論であって、例えば、粉砕ローラ３の形状がスフェリカル形状のタイヤ型の竪型粉砕機１であっても良い。また、要求される製品の粒度に応じて、セパレータ１４は固定タイプのものであっても良い。

以下、本実施形態による竪型粉砕機１の運転方法について、その好ましい１例を説明する。本実施形態に用いた竪型粉砕機１は、粉砕ローラの個数が３個であって、テーブル回転数は７３ＲＰＭであり、粉砕ローラ中心直径Ｄは０．４ｍであり、テーブル直径Ｔは０．６４ｍであり、ダムリング１５の高さはテーブル上面２Ａより約２０ｍｍである。

図１に示した粉砕システムにおいて、前述した原料ホッパ６５と副原料ホッパ６２の下部に配した図示しない定量排出装置を作動させることにより、原料ホッパ６５から無煙炭を給炭機７５上に供給すると同時に、副原料ホッパ６２から石灰石を、給炭機７５上に供給することにより、無煙炭の中に石灰石を混入させる。なお、詳細は、後述するが、この際に無煙炭の量に対して石灰石の量は１０％以下程度である。

給炭機７５上に供給された無煙炭と石灰石は、給炭機７５のベルトコンベヤ上に混載された状態で、竪型粉砕機１の方向に搬送される。
そして、竪型粉砕機１へ搬送された無煙炭と石灰石は、竪型粉砕機１の原料投入口３５へ投入される。

竪型粉砕機１の原料投入口３５に、投入された無煙炭と石灰石（被粉砕物と称する）は、原料投入シュート１３を介して回転テーブルの中央付近に投入されて、混合された状態で、渦巻き状の軌跡を描きながら、回転テーブルの外周側に移動して、回転テーブル２と粉砕ローラ３に噛み込まれ粉砕される。
そして、回転テーブル２と粉砕ローラ３に噛み込まれて粉砕された被粉砕物は、回転テーブル２の外縁部に周設されたダムリング１５を乗り越えて、回転テーブル上面２の外周部とケーシングとの隙間である環状通路３０（環状空間部３０と称することもある）へと向かう。

環状通路３０に達した被粉砕物は、前記ガスにより吹き上げられてケーシング内を上昇し、回転セパレータ１４方向に流れようとするが、径が大きく重量の大きな原料はセパレータ１４まで到達することができずに落下する、或いはセパレータ１４を通過できずに落下することにより、再度粉砕ローラ３に噛み込まれて粉砕される。
一方、所定の粒径まで小さく粉砕された被粉砕物は、セパレータ１４に到達して通過することにより、上部取出口３９より粉砕品として取り出される。

ここで、従来技術のように無煙炭のみを粉砕する場合においては、前述したように、もともと、炭素の摩擦係数が小さいことに加えて、粒子径が微細化されることにより、さらに摩擦係数が小さい状態に陥り、頻繁に回転テーブル上の原料と粉砕ローラと間で滑りが生じてスリップして振動を発生させる。

それに対して、本発明の竪型粉砕機１の運転方法においては、前述したように石灰石を、少量であるが無煙炭と同時に、意図的に機内に投入して、粉砕することで、振動の発生を抑制できる。

ここで、図４に無煙炭に石灰石を混入させた際における摩擦係数比率を示す。
無煙炭のみの場合の摩擦係数を１とすると、石灰石を混入させる割合は１０％以下でも顕著な効果を示し、わずか重量比で３％（無煙炭１００Ｋｇに対して石灰石３Ｋｇ）程度の石灰石を加えることにより、摩擦係数が、１．５倍以上になり、スリップの回数が減少して振動の発生回数が抑制された。

また、振動を抑えるために混入させた石灰石が及ぼす影響について、例えば、石灰石焼成炉などにおいては、本実施形態による竪型粉砕機の運転方法を使用した場合は、微粉砕された無煙炭と、副原料として加えた石灰石は、燃焼バーナーから噴出され、燃焼炉の中で燃焼される。しかし、石灰石は燃焼に影響せずに、炉内に沈降して、その他の石灰石ともに焼成され、製品として取り出されるので、燃焼装置に何ら悪影響を与えない。

なお、本発明を理解する上において参考となる好ましい参考形態は、本実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、可燃物と無機物質を混合粉砕することにより摩擦係数を調整して、振動の発生を抑制するよう竪型粉砕機を運転すれば良く、また、燃焼装置に害を与えない無機物質を選定して、可燃物に混入させることが好ましい形態の１つである。

以上のように本願発明に係わる粉砕方法は、従来に比較して、微粉砕時に振動が発生しにくいという特徴を有するので、燃焼装置の燃料用に可燃物を微細化する場合等に、特に有用である。

本実施形態に用いた粉砕システムの概略の構造を説明する説明図である。本実施形態に使用した竪型粉砕機の構造を説明するための断面図である。本実施形態に使用した竪型粉砕機の粉砕ローラと原料層の関係を説明するための概念図である。本実施形態による竪型粉砕機の運転方法に関わり、無煙炭に対する石灰石混入割合と摩擦係数の関係を示す図である。

符号の説明

１竪型粉砕機
２回転テーブル
３粉砕ローラ
１３原料投入シュート
１４回転セパレータ
１５ダムリング
３０環状通路
３３ガス導入口
３５原料投入口
３９上部取出口
６２副原料ホッパ
６５原料ホッパ
７５給炭機

Claims

機内に投入した原料を、回転速度が可変速式の回転テーブルと粉砕ローラとの間で粉砕する竪型粉砕機の運転方法において、
可燃物を原料として機内に投入する際に無機物質をあわせて投入するものとして、
該可燃物を無煙炭とし、該無機物質を石灰石とし、
運転中において、該無煙炭に対する該石灰石の混入割合を重量比で３％以上かつ１０％以下とすることにより、回転テーブル上の原料と粉砕ローラが滑ることにより生じる振動を抑制し、
混合粉砕した可燃物を石灰石焼成炉の燃焼装置の燃料とする竪型粉砕機の運転方法。