JP6993795B2 - 粉砕システム - Google Patents

Description

本発明は、竪型ローラミルを含む粉砕システムに関する。

従来、セメント原料や炭酸カルシウム等の各種原料の乾燥及び粉砕を行う粉砕機の一種として、竪型ローラミルが知られている。特許文献１では、この種の竪型ローラミルを含む粉砕システムが開示されている。

特許文献１の粉砕システム（粉砕装置）では、セメントクリンカ等の原料が竪型ローラミルに供給されて粉砕される。竪型ローラミルは、ハウジングと、ハウジングに収容された回転テーブルと、回転テーブルに圧接されて従動回転する複数の粉砕ローラと、ハウジングの上部排気口近傍に設けられたセパレータとを備えており、回転テーブルの外周周囲には熱風の吹出口が設けられている。竪型ローラミルの粉砕物のうち粗粉は、回転テーブルから零れ落ちて竪型ローラミルから一旦排出され、原料と共に再び竪型ローラミルに供給されて粉砕される。一方、竪型ローラミルの粉砕物のうち粗粉より粒径の小さい微粉は、竪型ローラミル内を上昇するガスに同伴して分級機を通過して精粉とそれ以外に分級され、精粉はガスに同伴して竪型ローラミルから排出され、集塵機で捕集された後、二次粉砕されて製品として回収される。集塵機で精粉と分離されたガスは、集塵機の下流側に設けられた吸引ファンを出た後、竪型ローラミルへ熱風として再び供給される。

特開平９－１１７６８５号公報

竪型ローラミルでは、粉砕が行われる粉砕室へ回転テーブルの周囲から吹き出す熱風によって、原料が乾燥される。粉砕される原料が水分を多く含んでいる場合には、原料を粉砕に適切な水分量となるまで乾燥させるために、粉砕物の温度を例えば１２０℃程度の高温にすることが望ましい。一方で、竪型ローラミルから微粉を伴って排出されるガスは、製品として回収される精粉の温度を取り扱いやすい温度に抑えるために、より低い温度であることが望ましい。

しかし、上記特許文献１の粉砕システムでは、竪型ローラミルから微粉を伴って排出されるガスの温度は粉砕室の温度に依存する。従って、粉砕室の温度が高くなると、その分、粉砕室から排出されるガスの温度も高くなり、結果として、製品（精粉）の温度も高くなる。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、竪型ローラミルを含む閉回路型の粉砕システムにおいて、竪型ローラミルで粉砕される粉砕物の温度と、製品温度とを独立して調整可能な技術を提供することにある。

本発明の一態様に係る粉砕システムは、
回転テーブル、粉砕ローラ、及びハウジングを有し、前記ハウジング内に形成された粉砕室内で、原料を熱風で乾燥させながら前記回転テーブルと前記粉砕ローラで粉砕し、粉砕物を前記回転テーブルより下方の排出口から排出し、粉砕で生じた微粉を伴うガスを前記回転テーブルより上方の排気口から排出する、竪型ローラミルと、
前記竪型ローラミルの排出口から供給口へ前記竪型ローラミルから排出された前記粉砕物が移動する粉砕物循環路と、前記粉砕物循環路に設けられた前記粉砕物を分級するとともに前記粉砕物から精粉を分離する分級機とを有する粉砕物循環系統と、
前記竪型ローラミルの排気口から熱風入口へ前記竪型ローラミルから排出された前記ガスが流れるガス循環路と、前記ガス循環路に設けられた、前記ガスから前記微粉を分離する集塵機、及び前記ガス循環路に前記ガスを吸い込むファンとを有するガス循環系統と、
前記ガス循環路の前記集塵機より前記ガスの流れの下流側から、前記分級機へ前記ガスを送る通路とを、備え、
前記ガス循環系統が前記粉砕物循環系統から独立していることを特徴としている。

上記構成の粉砕システムでは、粉砕物循環系統によって、竪型ローラミルから排出された粉砕物から精粉が分離され、精粉が分離された粉砕物が竪型ローラミルへ戻される。また、上記粉砕システムでは、ガス循環系統によって、竪型ローラミルから排出されたガスから微粉が分離され、微粉が分離されたガスが熱風として竪型ローラミルへ戻される。このように、粉砕システムでは、竪型ローラミルの粉砕室へ熱風を供給するガス循環系統と、粉砕室で粉砕された粉砕物から製品となる精粉を分離する粉砕物循環系統とが独立している。従って、ガス循環系統のガスの温度に影響を与えることなく、粉砕物循環系統を移動する粉砕物又は粉砕物から分離した精粉（製品）を冷却することができる。つまり、竪型ローラミルの粉砕物の温度と、製品温度とを独立して調整することができる。ガス循環路の集塵機より前記ガスの流れの下流側から分級機へガスが送られるので、竪型ローラミルからガス循環路へ排出されたガスの流量と竪型ローラミルへ戻されるガスの流量とのバランスをとることができる。

上記粉砕システムにおいて、前記分級機に前記粉砕物から分離された前記精粉を捕集する捕集機が接続されていてよい。

これにより、分級機によって分級された精粉を捕集して回収することができる。

上記構成の粉砕システムにおいて、前記集塵機で捕集された前記微粉を前記粉砕物循環路へ送る搬送路を更に備えていてよい。

これにより、竪型ローラミルの排気中に含まれる微粉を、竪型ローラミルから排出された粉砕物と同様に処理することができる。

上記構成の粉砕システムにおいて、前記分級機が、当該分級機内に冷風を供給する冷却器を有していてよい。

これにより、分級機で分級される精粉を効果的に冷却することができる。

本発明によれば、竪型ローラミルを含む閉回路型の粉砕システムにおいて、竪型ローラミルの粉砕物の温度と、精粉（製品）の温度とを独立して調整可能な技術を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る粉砕システムの全体的な構成を示す図である。 図２は、変形例１に係る粉砕システムの全体的な構成を示す図である。

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る粉砕システム１の全体的な構成を示す図である。

図１に示す粉砕システム１は、竪型ローラミル２と、竪型ローラミル２に接続された粉砕物循環系統３と、竪型ローラミル２に接続されたガス循環系統４とを備えている。

〔竪型ローラミル２〕
竪型ローラミル２は、セパレータを内蔵していない。竪型ローラミル２は、ハウジング２１と、垂直な回転軸線まわりに回転する回転テーブル２２と、図示されない加圧手段によって回転テーブル２２に圧接されて従動回転する複数の粉砕ローラ２３と、回転テーブル２２の回転駆動源であるモータ２４と、モータ２４の回転動力を回転テーブル２２に伝達する減速機構２５とを備えている。

ハウジング２１内には、原料の粉砕が行われる粉砕室２０が形成されている。ハウジング２１の上部には、原料を回転テーブル２２の上面へ導入する供給口２６（供給シュート）が設けられている。また、回転テーブル２２より上方であって、ハウジング２１の上部には、原料の粉砕で発生した微粉をガスと伴って粉砕室２０から排出する排気口２７が設けられている。

回転テーブル２２の下方には、回転テーブル２２の外周縁から溢れ落ちた粉砕物を竪型ローラミル２の外部へ排出する排出口２８（排出シュート）が設けられている。また、回転テーブル２２の外周周囲には、粉砕室２０内へ上向きに熱風を吹き出す熱風吹出口２９が設けられている。

〔粉砕物循環系統３〕
粉砕物循環系統３は、竪型ローラミル２の排出口２８から排出された粉砕物から製品となる精粉を分離し、精粉が分離された粉砕物を竪型ローラミル２へ戻すように構成されている。粉砕物循環系統３で分離された精粉は、製品として回収される。

粉砕物循環系統３は、竪型ローラミル２の排出口２８から供給口２６へ、竪型ローラミル２から排出された粉砕物が移動する粉砕物循環路３０を有している。粉砕物循環路３０には、粉砕物を分級し、破砕物から精粉を分離する分級機７が設けられている。また、本実施形態では、竪型ローラミル２の排出口２８よりも分級機７の粉砕物入口７１が上方に位置するため、排出口２８から粉砕物入口７１へ粉砕物を搬送する搬送手段として、粉砕物循環路３０にバケットエレベータ３１が設けられている。

竪型ローラミル２の排出口２８は、通路３０ａを介してバケットエレベータ３１の第１入口３１ａと接続されている。バケットエレベータ３１は、図示されない複数のバケットを備えており、第１入口３１ａ及び後述する第２入口３１ｂを通じてバケットに投入された粉砕物を上方へ搬送して、出口３１ｃから排出する。バケットエレベータ３１の出口３１ｃは、通路３０ｂを介して分級機７の粉砕物入口７１と接続されている。

なお、バケットエレベータ３１と分級機７とを接続している通路３０ｂには、図示されない分配ダンパが設けられていてもよい。そして、この分配ダンパによって、粉砕物の一部が分級機７を介さずに直接に竪型ローラミル２の供給口２６へ搬送されてもよい。

分級機７は、供給された粉砕物を、粒径に従って精粉と粗粉とに分級するものであってよい。なお、「精粉」の粒径は、回収される製品の粒径に応じて定められる。「粗粉」は、ここでは、分級機７に供給された粉砕物のうち精粉より大きい粒径のものを意味する。本実施形態では、分級機７として気流式分級機が採用されている。但し、分級機７は、粉砕物を粒径に従って精粉とそれ以外とに分級できるものであれば足り、気流式分級機に限定されない。

また、分級機７は、製品温度を下げるために、冷却器７７を備えていてよい。冷却器７７は、例えば、分級機７の内部に直接に冷風を送り込む冷風供給手段である。分級機７の内部に送り込まれた冷風は、粉砕物を分級するための気流として利用される。このように分級機７の内部に供給された冷風によって粉砕物が直接に冷却されるので、分級機７で分級される精粉を効果的に冷却することができる。但し、冷却器７７は上記に限定されず、例えば、冷却器７７は分級機７の周りに設けられた冷却ジャケットであってもよい。

分級機７に供給された粉砕物のうち粗粉は、排出口７２から排出される。排出口７２は、通路３０ｃを介して竪型ローラミル２の供給口２６と接続されている。

分級機７に供給された粉砕物のうち精粉は、排気口７３から排出される。排気口７３は、通路６４を介して捕集機６の入口と接続されている。この捕集機６の排気路６５には、第１ファン６６が設けられている。

捕集機６は、分級機７から排出されたガスに同伴している精粉を捕集し、ガスから精粉を分離させるものである。本実施形態では、捕集機６としてバグフィルタが採用されている。但し、捕集機６は、ガスに同伴している精粉を捕集できるものであれば足り、バグフィルタに限定されない。

〔ガス循環系統４〕
ガス循環系統４は、竪型ローラミル２の排出ガスから微粉を分離し、微粉が分離されたガスを熱風として竪型ローラミル２へ戻すように構成されている。

ガス循環系統４は、竪型ローラミル２の排気口２７から熱風入口２９ａへ、竪型ローラミル２から排出されたガスが流れるガス循環路４０を有している。ガス循環路４０には、ガスから微粉を分離する集塵機４１と、ガス循環路４０にガスを吸引する第２ファン４２と、ガス循環路４０へ熱風を供給する熱風供給源４３とが設けられている。

竪型ローラミル２の排気口２７は、通路４０ａを介して集塵機４１の入口と接続されている。集塵機４１の出口は、通路４０ｂを介して竪型ローラミル２の熱風入口２９ａと接続されている。通路４０ｂには、熱風供給源４３が接続されている。

集塵機４１は、竪型ローラミル２から排出されたガス（以下、「ミル排気」と称することがある）から微粉を分離させるものである。本実施形態では、集塵機４１として、第２ファン４２の吸引作用を利用した、サイクロン式集塵機が採用されている。但し、集塵機４１は、ミル排気から微粉を分離できるものであれば足り、サイクロン式集塵機に限定されない。

集塵機４１の微粉出口は、微粉の搬送路８８を介してバケットエレベータ３１の第２入口３１ｂと接続されている。集塵機４１でミル排気から分離された微粉は、微粉の搬送路８８を通じて、バケットエレベータ３１へ送られる。

集塵機４１の出口と接続された通路４０ｂにおいて、第２ファン４２よりもミル排気の流れの下流側には、通路４０ｂのミル排気を分級機７へ送る通路８４が接続されている。この通路８４には、分級機７へ流れるミル排気の流量を調整する流量調整弁８５が設けられている。流量調整弁８５の開度を変化させることによって、分級機７へ流れるミル排気の流量を調整することができ、その結果、竪型ローラミル２へ戻すミル排気の流量を調整することができる。

熱風供給源４３は、例えば、所望の温度の熱風を発生させる熱風発生炉であってよい。熱風供給源４３からガス循環路４０へ供給された熱風は、ミル排気とともに通路４０ｂを通じて竪型ローラミル２の熱風入口２９ａへ送られる。但し、熱風供給源４３は、熱風発生炉に限定されず、例えば、竪型ローラミル２の周辺にキルン（セメント焼成炉）などの高温ガスの発生源が存在する場合には、その高温ガス発生源を熱風供給源４３として利用してもよい。

ここで、上記構成の粉砕システム１の動作の一例を説明する。

竪型ローラミル２では、熱風吹出口２９から吹き出す熱風によって、回転テーブル２２や粉砕ローラ２３を含む粉砕室２０内が予熱される。そして、回転テーブル２２がモータ２４によって回転駆動され、回転テーブル２２の粉砕面（上面）に周面が押し付けられている複数の粉砕ローラ２３が従動回転する。このように回転している回転テーブル２２の上に、供給口２６を通じて原料が供給される。原料は、回転テーブル２２上で粉砕ローラ２３によって押しつぶされ、粉砕される。粉砕された原料（即ち、粉砕物）は、回転テーブル２２の周縁から溢れ落ち、排出口２８を通じて機外へ排出される。また、粉砕された原料のうち熱風吹出口２９から吹き出す熱風によって舞い上がった微粉は、排気口２７から排出される。

上記のように、竪型ローラミル２では、粉砕物の搬送を気流だけに頼っておらず、また、粉砕室２０から排出される熱風の全量を分級機７へ送る必要がない。そのため、気流搬送方式の従来の竪型ローラミルと比較して、粉砕室２０に取り入れる熱風の流量及び／又は温度によって粉砕室２０の温度を自由に調整することができる。

－ガス循環系統４－
竪型ローラミル２の排気口２７から出たミル排気は、第２ファン４２の吸引作用により、集塵機４１に流入する。集塵機４１では、ミル排気に同伴している微粉がミル排気から分離される。分離された微粉は搬送路８８を通じてバケットエレベータ３１の第２入口３１ｂへ送られて、後述する粉砕物循環系統３の粉砕物の流れに合流する。これにより、集塵機４１で捕集された微粉の一部又は全部を、製品となる精粉として回収することができる。

一方、集塵機４１で微粉が分離されたミル排気は、集塵機４１から出て、第２ファン４２に吸い込まれ、ガス循環系統４の更に下流側の通路４０ｂへ送られる。ここで、第２ファン４２の吸引作用により通路４０ｂへ流入するミル排気の流量と、竪型ローラミル２へ戻されるミル排気の流量とをバランスするために、流量調整弁８５の開度が調整されてよい。熱風供給源４３から通路４０ｂへ供給された熱風は、ミル排気とともに竪型ローラミル２へ流入し、熱風吹出口２９からミル内に吹き出す。熱風供給源４３から供給される熱風の温度や流量は、竪型ローラミル２のミル内温度に応じて調整されてよい。

－粉砕物循環系統３－
竪型ローラミル２から排出された粉砕物は、バケットエレベータ３１によって上方へ搬送され、分級機７へ流入する。分級機７では、粉砕物が分級され、粉砕物から精粉が分離される。

分級機７で粉砕物から分離した精粉は、第１ファン６６の吸引作用によって、分級機７の排気口７３からガスに伴って排出され、通路６４を通じて捕集機６へ気流搬送される。捕集機６では、精粉が捕集される。この精粉は製品として回収され、例えば、袋詰めされる。一方、捕集機６で精粉と分離されたガスは、第１ファン６６の吸引作用により排気路６５へ流出して大気へ放出される。

一方、分級機７で精粉が分離された粉砕物は、分級機７の排出口７２から排出され、通路３０ｃを通じて竪型ローラミル２の供給口２６へ送られ、竪型ローラミル２で再び粉砕される。

以上に説明したように、本実施形態の粉砕システム１は、竪型ローラミル２と、粉砕物循環系統３と、ガス循環系統４とを備えている。ガス循環系統４は、粉砕物循環系統３から独立している。

竪型ローラミル２は、回転テーブル２２、粉砕ローラ２３、及びハウジング２１を有し、ハウジング２１内に形成された粉砕室２０内で、原料を熱風で乾燥させながら回転テーブル２２と粉砕ローラ２３で粉砕し、粉砕物を回転テーブル２２より下方の排出口２８から排出し、粉砕で生じた微粉を伴うガスを回転テーブル２２より上方の排気口２７から排出する。粉砕物循環系統３は、竪型ローラミル２の排出口２８から供給口２６へ竪型ローラミル２から排出された粉砕物が移動する粉砕物循環路３０と、粉砕物循環路３０に設けられた粉砕物を分級するとともに粉砕物から精粉を分離する分級機７とを有している。ガス循環系統４は、竪型ローラミル２の排気口２７から熱風入口２９ａへ竪型ローラミル２から排出されたガスが流れるガス循環路４０と、ガス循環路４０に設けられたガスから微粉を分離する集塵機４１、及びガス循環路４０にガスを吸い込むファン４２とを有している。

上記粉砕システム１では、粉砕物循環系統３は、竪型ローラミル２から排出された粉砕物から精粉を分離し、精粉が分離された粉砕物を竪型ローラミル２へ戻すように構成されている。また、ガス循環系統４は、竪型ローラミル２から排出されたガスから微粉を分離し、微粉が分離されたガスを熱風として竪型ローラミル２へ戻すように構成されている。つまり、粉砕システム１では、竪型ローラミル２の粉砕室２０に熱風を循環させるガス循環系統４と、粉砕室２０に粉砕物を循環させるとともに、粉砕物から製品となる精粉を分離する粉砕物循環系統３とが、別ルートとなっている。従って、粉砕物循環系統３を移動する粉砕物から分離した精粉の温度に影響を与えることなく、粉砕室２０の温度を調整する熱風の流量及び／又は温度を変化させることが可能である。同様に、ガス循環系統４を移動するガス（熱風）の流量及び／又は温度に影響を与えることなく、粉砕物循環系統３で粉砕物から分離した精粉の温度を調整することが可能である。つまり、竪型ローラミル２の粉砕室２０で粉砕される粉砕物の温度と、製品となる精粉の温度とを独立して調整することができる。

更に、上記実施形態に係る粉砕システム１では、分級機７に粉砕物から分離された精粉を捕集する捕集機６が接続されている。

これにより、分級機７で分離された精粉を捕集機６で捕集して回収することができる。

また、上記実施形態に係る粉砕システム１は、集塵機４１で捕集された微粉を粉砕物循環路３０へ送る微粉の搬送路８８を更に備えている。

これにより、集塵機４１で捕集された微粉を、竪型ローラミル２から排出された粉砕物と同様に処理することができる。

また、上記実施形態に係る粉砕システム１は、ガス循環路４０の集塵機４１よりガスの流れの下流側から、分級機７へガスを送る通路８４を更に備えている。

これにより、竪型ローラミル２からガス循環路４０へ排出されたガスの流量と竪型ローラミル２へ戻されるガスの流量とのバランスをとることができる。

また、上記実施形態に係る粉砕システム１は、分級機７が、当該分級機７内に冷風を供給する冷却器７７を有している。

これにより、分級機７で分級される精粉を効果的に冷却して、扱いやすい温度まで冷却された製品を得ることができる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明の精神を逸脱しない範囲で、上記実施形態の具体的な構造及び／又は機能の詳細を変更したものも本発明に含まれ得る。上記の構成は、例えば、以下のように変更することができる。

例えば、上記実施形態に係る粉砕システム１において、集塵機４１がサイクロン式集塵機であるが、図２の変形例１に係る粉砕システム１’に示すように、分級機７よりも小型の分級機４６及びバグフィルタなどの捕集機４７が、集塵機４１として採用されてもよい。この場合、竪型ローラミル２の排気口２７から排出されたガスは分級機４６で分級され、分級によってガスから分離された微粉は搬送路８８を通じて粉砕物循環系統３の粉砕物の流れへ送られる。また、分級機４６から排出されたガスに同伴する精粉は捕集機４７で捕集され、捕集機４７で精粉から分離されたガスは竪型ローラミル２へ戻される。ここで、捕集機４７で捕集された精粉は製品として回収されてもよい。

１ ：粉砕システム
２ ：竪型ローラミル
３ ：粉砕物循環系統
３０ ：粉砕物循環路
４ ：ガス循環系統
４０ ：ガス循環路
３０ａ～ｃ，４０ａ～ｂ ：通路
６ ：捕集機
７ ：分級機
２０ ：粉砕室
２１ ：ハウジング
２２ ：回転テーブル
２３ ：粉砕ローラ
２４ ：モータ
２５ ：減速機構
２６ ：供給口
２７ ：排気口
２８ ：排出口
２９ ：熱風吹出口
２９ａ ：熱風入口
３１ ：バケットエレベータ
３１ａ ：第１入口
３１ｂ ：第２入口
３１ｃ ：出口
４１ ：集塵機
４２ ：第２ファン
４３ ：熱風供給源
４６ ：分級機
４７ ：捕集機
６５ ：排気路
６６ ：第１ファン
７１ ：粉砕物入口
７２ ：排出口
７３ ：排気口
７７ ：冷却器
８５ ：流量調整弁
８８ ：搬送路

Claims (4)

1. 回転テーブル、粉砕ローラ、及びハウジングを有し、前記ハウジング内に形成された粉砕室内で、原料を熱風で乾燥させながら前記回転テーブルと前記粉砕ローラで粉砕し、粉砕物を前記回転テーブルより下方の排出口から排出し、粉砕で生じた微粉を伴うガスを前記回転テーブルより上方の排気口から排出する、竪型ローラミルと、
   前記竪型ローラミルの排出口から供給口へ前記竪型ローラミルから排出された前記粉砕物が移動する粉砕物循環路と、前記粉砕物循環路に設けられた前記粉砕物を分級するとともに前記粉砕物から精粉を分離する分級機とを有する粉砕物循環系統と、
   前記竪型ローラミルの排気口から熱風入口へ前記竪型ローラミルから排出された前記ガスが流れるガス循環路と、前記ガス循環路に設けられた、前記ガスから前記微粉を分離する集塵機、及び前記ガス循環路に前記ガスを吸い込むファンとを有するガス循環系統と、
   前記ガス循環路の前記集塵機より前記ガスの流れの下流側から、前記分級機へ前記ガスを送る通路とを、備え、
   前記ガス循環系統が前記粉砕物循環系統から独立している、
   粉砕システム。
2. 前記分級機に前記粉砕物から分離された前記精粉を捕集する捕集機が接続されている、請求項１に記載の粉砕システム。
3. 前記集塵機で捕集された前記微粉を前記粉砕物循環路へ送る搬送路を更に備える、
   請求項１又は２に記載の粉砕システム。
4. 前記分級機が、当該分級機内に冷風を供給する冷却器を有する、
   請求項１～３のいずれか一項に記載の粉砕システム。
   

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