JPH02115049A - 湿式竪型粉砕装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は被粉砕物を液体とともにケーシング内に導入し
て粉砕する湿式竪型粉砕装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、湿式粉砕機としてはボールミルやロッドミルが知
られている。また、摩砕型ミル（ポール攪拌ミル）など
も知られている。ところが、このような従来の湿式粉砕
機においては、粉砕効率が悪い、あるいは大型化が難し
いなどの問題があった。

一方、乾式粉砕機には、効率がよく大型可能な竪型粉砕
機が知られている。この竪型粉砕機は、回転テーブル上
にローラを押し付けてこの回転テーブルを回転すること
により粉砕を行ない、粉砕物を、テーブル外周から粉砕
機内に導入される熱ガスにより乾燥および搬送を行なう
ように構成したものである。

そして、通常粉砕機は、乾式、湿式を問わず粉砕機単体
で粉砕したのみでは粉砕後の製品粒度構成は粗いものが
多く、所望の微粉砕、あるいは超微粉砕を実現すること
は困難で、粉砕機とともに分級機を組合わせてクローズ
ドサーキット（閉回路）を形成し最終製品粒度の微細化
を図っていた。

［発明が解決しようとする課題］ 上述の如く、従来の湿式粉砕機においては、たとえば、
ボールミルやロッドミルでは遠心力または落下刃によっ
て複数個のポールで材料を衝撃または摩擦粉砕するが、
ポール１個１個の力は小さく、しかもポール全量が粉砕
に寄与しないため粉砕効率が悪い、また、ポールを粉砕
媒体としているため高濃度粉砕、すなわち、高粘度粉砕
に不適である。

また、従来の乾式の竪型粉砕機をそのまま湿式粉砕に使
用すると、材料のローラへの噛込率が悪く、原料サイズ
のものが大量にテーブルから排出され、この粒子を再度
ローラへ供給させる必要があるなど、粉砕効率が劣ると
ともに微粉砕には不適であった。

そして、このような性能の低い湿式粉砕機を機外の分級
機と組合わせ閉回路としても所望の粒度分布の狭い、し
かも超微細な製品を達成するのは困難であった。

［課題を解決するための手段］ 本発明の湿式竪型粉砕機は、ケーシング内に、回転テー
ブルと、この回転テーブル上に配置された複数個の粉砕
ローラと、この複数個の粉砕ローラを竪型粉砕機の中心
軸上を鉛直下方に垂下する円筒状のコラムに回転自在に
軸支させ該コラムの上端部より水平または略水平状に分
枝しケーシング外へ張出したブームを介して該粉砕ロー
ラを該回転テーブル上面に圧接させる油圧シリンダをケ
ーシング外に設け１回転テーブル外周上面部に立設しか
つ上端部に截頭円錐形状の分級コーンを具備した回転筒
を備え、前記ブームより該回転筒内部に垂下する整流内
筒を備え、前記コラムを貫通する被粉砕物および流体投
入用のシュートを設け、かつ、前記回転筒上端より溢流
するスラリをケーシング外へ排出する排出口を備えた湿
式竪型粉砕機と。

この湿式竪型粉砕機から排出する粉砕後の微粒子を含ん
だスラリを分級する湿式分級機と、該湿式分級機で分級
後の粗粉を含むスラリを該湿式竪型粉砕機のシュートへ
導通する輸送手段および搬送経路とから構成した。

第２には、第１の湿式竪型粉砕装置において、湿式分級
機と湿式竪型粉砕機とを連結した戻り管にニューフィー
ドの被粉砕物および液体の供給経路を合流させた。

第３には、第１の湿式竪型粉砕装置において、湿式分級
機を複数段とし、第１段の湿式分級機を３液分離型とし
、かつ、第１段の湿式分級機の粗粉含有スラリを湿式竪
型粉砕機に戻し第２段以降の湿式分級機の粗粉含有スラ
リを第１段湿式分級機に再供給する輸送経路を設け、各
段の湿式分級機の精粉含有スラリを製品タンクへ集合す
るよう構成した。

第４には、第１の湿式竪型粉砕装置において。

湿式分級機と湿式竪型粉砕機とを連結した戻り管に湿式
竪型粉砕機から排出されたスラリを貯溜した後に湿式分
級機へ供給するための循環タンクへ連結する分岐の輸送
経路を設けるとともに、分岐する各流量を制御する流ｌ
調整弁を各々の分岐経路に設けた。

［作用］ 本発明の湿式竪型粉砕装置においては、湿式竪型粉砕機
のコラムを貫通したシュートよりケーシング内に液体と
ともに投入された被粉砕物は、回転テーブルとこの回転
テーブル上に圧接され従動回転する粉砕ローラとの間に
噛み込まれ粉砕される。そして、液体とともに流動する
被粉砕物の微粒子は分級作用を受は微細なもののみ液体
とともにスラリ状となって回転テーブル外周部に立設し
た回転筒の上端面より溢流し、排出口より機外へ排出さ
れ、湿式分級機へ供給される。湿式分級機内で分級され
た後粗粉を含むスラリは再度湿式竪型粉砕機へ供給され
再粉砕されるが、分級後の精粉スラリは最終製品として
製品タンクなどへ輸送される。

［実施例］ 以下、図面を参照しつつ実施例について詳述する。第１
図〜第４図は本発明の実施例に係る湿式竪型粉砕装置を
示し、第１図は装置系統図、第２図（ａ）は本装置の中
核をなす湿式竪型粉砕機の全体縦断面図、第２図（ｂ）
は第２図（ａ）のＩＩ　−ＩＩ視の平面図、第３図は第
２図（ａ）の要部拡大断面図、第４図は流動モデル説明
図、第５図は本発明の装置の実施例と従来例との製品粘
度分布図である。

第１図において、１００は湿式竪型粉砕機、２００は循
環タンク、３００は湿式ポンプ、４００は第１吸湿式サ
イクロン、５００は第２吸湿式サイクロン、６００は製
品タンク、７００は原料ホッパ、８００，９００はとも
に流量制御弁を示す。また、ＦＩは流量計、ＰＧは圧力
計、ＬＩＣはレベル計、ＷＩは計量器を示す。また、各
機器を連結する直線は輸送経路、具体的には配管を示し
、Ｘｌ　　、Ｘ２　　、Ｘ３は分岐点を示し、ｙｌ、ｙ
２は合流点を示す。

つぎに、湿式竪型粉砕ｍ１００について、第２図、第３
図、第４図に基づいて構成および作用について説明する
。

ケーシング１の内部中央に回転テーブル２が可変減速機
４を介して図示しない電動機により竪軸回りに回転する
よう設置されている。一方、複数個（本実施例では３個
）の粉砕ローラ３が粉砕ローラ軸受３ａに回転自在に軸
承されている。この粉砕ローラ軸受３ａは鉛直上方に伸
びるコラム９およびコラム上端に連結し水平または略水
平状に分枝してケーシングｌを貫通するブーム１０を介
して３組の油圧シリンダ１２に連結された連接棒１１に
より上下方向往復動可能に連結される。

したがって、ブーム１０のケーシング貫通穴は長大とす
ることはいうまでもない、また１回転テーブル２のほぼ
外周端全周に亘って回転筒をボルトなどの締付手段によ
り回転テーブル２上に立設する。この回転筒５は直円筒
状のものとしても良いし、第２図、第３図に示すように
下方から上方に向かって′Ｄ、頭逆円錐部９円筒部、截
頭円錐部の３部分を継ぎ合わせて構成しても良い。また
、截頭逆円錐部と截頭円錐部の２部分から構成したもの
でも良い、しかし、いずれの形状であっても回転筒の上
端部には截頭円錐形状の分級コーン６を配設しておく、
一方、ブーム１０より回転筒５の上半分の高さまで回転
筒５の内部に入り込むように円筒状の整流円筒７を垂下
して設ける。そして、回転筒の下端部の截頭逆円錐部５
ａの内部円錐面上部にこれと同心円状の截頭逆円錐形状
のリターンコーン８を約１０ｍｍ程度離間してケーシン
グｌより屈曲垂下した複数本のサポート８ａにより固設
する。また、リターンコーン８の下端に複数枚の整流羽
根８ｂを放射状に突設して設ける。

なお、回転筒が直円筒型で下端部が截頭逆円錐形でなく
円筒形であるときにはリターンコーン８も約１０ｍｍ離
間（直径で約２０ｍｍ）した同心円状の円筒形とする。

ケーシングｌの内部で回転テーブル１の側部または側下
部付近には、回転筒５の上端の分級コーン６を溢流した
スラリを回収しケーシング外へ排出するための流路およ
び排出口１４を設ける。符号１５は被粉砕物と液体の供
給シュートであり、ケーシング１に支持固設される。

以上のように構成された本発明の湿式竪型粉砕機の作動
および機能について説明する。

まず、電動機を起動して可変減速機４を介して回転テー
ブル２を回転させ、同時に供給シュート１５より被粉砕
物と液体の混合物（以下原料と称する）を投入する。ま
た、ケーシング外の架台１３にピン支持された油圧シリ
ンダ１２に圧油を供給して連接棒１１．ブーム１０およ
びコラム９を介して粉砕ローラ３を所定の力で回転テー
ブル上面に圧接する。この圧接力は原料の粉砕性状。

処理量や粉砕後の製品粒度を考慮して任意に可変する。

以上のような定常の運転状態における原料の挙動につい
て次に説明する。

シュート１５により粉砕機中心付近に投入されたニュー
フィードの原料および分級機における分級後の戻りの原
料は、順次粉砕ローラ３と回転テーブル２との間で圧接
され、圧縮および摩砕作用を受け、回転テーブル２の回
転による遠心作用により粉砕機の中心より外周へとスパ
イラル状に流動する。

これを第４図に示す流動モデルの説明図について説明す
ると、ニューフィードＦ１および戻り粉Ｆ２は順次粉砕
作用を受け、その後１回転筒の下端部の逆円錐部５ａと
リターンコーン８との間に形成される通路を通過（矢印
Ａ）　Ｌ、比較的粒径の大きい粗粒は直ちに矢印Ｃで示
す径路により再度粉砕ローラと回転テーブルとの間へ導
かれ粉砕される。一方、これらの粗粒を除いた中粒子お
よび微粒子はそのまま回転筒内周面へ沿って上昇しやが
て分級コーン６の内周面に達する。ここで液体中に懸濁
する各粒子は一様に遠心力を受けるが、遠心力は質量、
すなわち１粒径（Ｄ）の３乗（Ｄ３）に比例するのに対
して、これを阻害する液体抵抗は粒子の断面積、すなわ
ち、粒径の２乗（Ｄ２）に比例するので、大径粒子はど
分級コーンの内周壁面に多く分布する。そして、第４図
に示すように、内周壁面に接触した中粒子には流体回転
による遠心力Ｈを水平に受け、一方そのうち内壁に垂直
な成分Ｒは内壁より反対向きの等しい力Ｒを受は相殺さ
れて結局図示の内壁面に沿った下降の力りを受は下降し
、矢印Ｃで示す径路で粗粒と同一の径路で再度粉砕ロー
ラへ向かう。

このようにして粗粒、中粒は粉砕機内循環による再度の
粉砕により次第に微粒子に変化していくが、もっとも細
かい微粒子は分級コーン付近で粗粒、中粒に比べて矢印
りに示す下降流動作用が弱く沈降することなく、順次投
入されるニューフィードの原料および戻り粉によって回
転筒５の容積が増加するに伴なって分級コーン６の上端
よりスラリとなって溢流していくので、もっとも細かい
微粒子のみケーシング外へ排出される。

以上の一連の粒子の挙動（流動および分級）における、
整流円筒７の機能を説明する０回転筒内の原料（被粉砕
物を含んだ液体）は、回転テーブルの回転により回転テ
ーブル回転方向、たとえば。

右回りの旋回流を伴ないながら前述した上下方向の流動
を合わせた挙動をしている。ところが、粉砕ローラの下
端円周面は回転テーブル方向（たとえば、右回りの方向
）の運動をするのに対して粉砕ローラの上端面はこの方
向とは反対の左回りの方向で回るので、原料の旋回流と
は反対方向となり液体を攪拌する作用をする。したがっ
て、第４図において説明した分級コーン６近傍の分級作
用を著しく阻害する。これを防止するため″！ｉＥ流円
筒７を粉砕ローラ３と分級コーン６との間に垂下し、こ
の逆回転、すなわち、攪拌作用の影響をシャー７トアウ
トしようとするものである。

また、リターンコーン８は、粉砕後の粒子を分級コーン
６へ導く通路を形成すると同時に、回転筒５の下端部の
截頭逆円錐部５ａの内面に粉砕後の被粉砕物がケーキ状
に付着するのを防止する役割を果す、すなわち、回転す
る截頭逆円錐部５ａに対してリターンコーン８を静止し
て設けることによって付着するケーキを削り落とすスク
レーパの役目を果す、またその内面傾斜面は前述したよ
うに粗粒の戻りの案内板の役目も兼ねている。リターン
コーン８の下部にリターンコーン８より張出して設ける
複数枚の一整流羽根８ｂは、スラリの旋回流の流動を抑
止して矢印Ｃで示す粗粒の戻りを促進するためのもので
ある。整流羽根８ｂの設置場所は、第２図（ｂ）で示す
ように隣り合う粉砕ローラの中間位置としたが、粉砕ロ
ーラと干渉しないかぎりどこでも設置可能である。なお
、本発明による粉砕機より排出した製品スラリを、さら
に粉砕機外に設置した分級機で２次分級しそのうち粗粒
子をリサイクルすることによってさらに超微粉粒子を得
るようにしたのが本発明の湿式竪型粉砕装置である。

これを第１図を参照しながら説明する。

原料ホッパ７００より液体（工業用水）とともにニュー
フィードの被粉砕物は湿式竪型粉砕機１００へ入り湿式
粉砕され、もっとも細かい微粒子を含有するスラリは循
環タンクに貯溜した後、湿式ポンプ、たとえばスラリポ
ンプ３００により第１段の湿式サイクロン４００へ入る
０本実施例における湿式サイクロン４００は３液分離サ
イクロンを採用する。ここで分級され、もっとも粗い粗
粉含有スラリは湿式竪型粉砕機へ再度供給され、一方、
もっとも細かい微粉含有スラリは製品タンク６００へ送
られる。そして、中間の粒径をもつ中粒スラリは第２吸
湿式サイクロン（本実施例では２液分離サイクロンとす
る）へ供給され、再度分級されて粗粉含有スラリは循環
タンク２００へ返送され、再度第１段の湿式サイクロン
４００へ入る。また、微粉含有スラリは製品タンク６０
０へ送られ、第１吸湿式サイクロン分級後の微粉含有ス
ラリと合流する。

以上のようにして、第１段通過後および第２段通過後の
微粉含有スラリのみ製品となるので、湿式竪型粉砕機の
みによる粉砕製品にくらべて大幅に微粉砕化でき、かつ
、粒径分布の幅の狭い、シャープな粒径分布を有する優
れた製品を得ることができる。

なお、本実施例では第１吸湿式分級機を３液分離サイク
ロンとしたが、第１吸湿式分級機を２液分離サイクロン
とする場合には分級後の精粉含有スラリはすべて第２吸
湿式分級機へ投入する。

また、ニューフィードの原料を分級機での分級後の粗粉
スラリとともにシュート１５により粉砕機１００の中心
軸線上直下に供給する意味は１Ｍ転中液体とともにスパ
イラル状に旋回し同時に分級作用を受けている粒子に攪
拌など分級に悪影響を与える外乱を出来るだけ少なくし
ようとするための配慮であり、かつ、出来るだけ各粉砕
ローラへの噛み込みを容易にし粉砕効率を向上させると
いう２つの優れた効果を有する。

湿式粉砕においては水分の少ない高粘度のスラリか低粘
度のスラリに比べて粉砕効率が良く、反対に湿式分級に
おいては粒子の液体中への分散が均一であることが望ま
しく比較的低粘度のスラリか分級効率が良いという観点
から、工業用水の供給に際して分岐点ｘ２での水量比は
、粉砕機への給水量：循環タンクへの給水量は約１０：
９０に選定する。

また、第１段分級＠４００から湿式竪型粉砕機１００へ
の戻り管１０００における分岐点ｘ宣で循環タンク２０
０への分岐管１１００を設けたのは、流量制御弁８００
で設定した戻り量以上に一時的に戻り量が増加した際、
粉砕機内の粘度を低下して粉砕効率を悪化させないため
余分のスラリを再循環させるためのものである。なお、
湿式ポンプ３００後から循頌タンクへ戻るラインはメン
テナンス用である。

本実施例による湿式竪型粉砕装置は以上説明したように
構成されているので、被粉砕物として石灰石（原料粒径
２０ｍｍアンダ）を粉砕したものを、同じく乾式竪型粉
砕装置によって粉砕したものと比較して示した粒度分布
は第５図のとおりであった。第５図かられかるように、
本発明の実施例は従来例に比べて平均粒子径ははるかに
小さく、かつ、粒径分布がシャープであり、超微粉砕で
あり粒のそろった粉砕が実現できた。

［発明の効果］ 本発明の湿式竪型粉砕装置によれば、湿式でしかもロー
ラによる粉砕を行なうので、高圧で主として摩砕による
粉砕が実施され、粉砕後に凝集による粒子の粗大化も少
なく、かつ、粉砕機内の液体中の粒子の分級作用が特に
優れており、超微粒で粒径分布の狭い粒ぞろいの優れた
製品を得ることができる。そのうえ、粉砕においては高
粘度、粉砕機外の分級機においては低粘度のスラリによ
って、粉砕または分級作用を処理するので、粉砕効率お
よび分級効率の優れた粉砕装置を提供できる。

また、閉回路のみの粉砕機に比べて著しく処理能力の向
上と粉砕機の動力原単位の軽減を図ることができる。

そして、従来の石灰石、セメント原料１右炭。

ドロマイトなどの窯業原料ばかりでなく、セラミックス
、顔料、薬品、トナー、インク材など従来困難とされて
いたサブミクロン以下の超微粉砕を達成可能である。

また、排煙脱硫、水処理などに使用する石灰乳や各種鉱
石の処理にも利用できる。さらに、高濃度高粘度の混合
粉砕においても付着などのトラブルが少な〈実施できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明に係る実施例を示し、第１図は
装置系統図、第２図（ａ）は湿式竪型粉砕機の全体縦断
面図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）のＩｆ　−Ｉｆ視の
平面図、第３図は第２図（ａ）の要部拡大断面図、第４
図は湿式竪型粉砕機内の流動モデル説明図、第５図は製
品粒度分布図である。 ｌ・・・・・・ケーシング、　　　２・・・・・・回転
テーブル、３・・・・・・粉砕ローラ、　　　５・・・
・・・回転筒、６・・・・・・分級コーン、　　　７・
・・・・・整流円筒、８・・・・・・リターンコーン、
９・・・・・・コラム、ｌＯ・・・・・・ブーム、　　
　　１２・・・・・・油圧シリンダ、１４・・・・・・
排出口、　　　　１５・・・・・・シュート、１００・
・・湿式竪型粉砕機、 ２００・・・循環タンク、　　３００・・・湿式ポンプ
、４００・・・第１吸湿式分級機、 ５００・・・第２吸湿式分級機、 ６００・・・製品タンク、　　７００・・・原料ホッパ
、８００．９００・・・流量制御弁。 １０００・・・戻り管、　　　１１００・・・分岐管。 ｘｌ　　、　Ｘ２　、　ｘ３−・・分岐点、Ｙ＋、Ｙ２
・・・合流点。 第１図 特許出願人　　宇部興産株式会社 Ｚりり 第 図 第 図 第 図 ＃Ｌ子花Ｄ（Ｐｍ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ケーシング内に、回転テーブルと、この回転テー
   ブル上に配置された複数個の粉砕ローラと、この複数個
   の粉砕ローラを竪型粉砕機の中心軸上を鉛直下方に垂下
   する円筒状のコラムに回転自在に軸支させ該コラムの上
   端部より水平または略水平状に分枝しケーシング外へ張
   出したブームを介して該粉砕ローラを該回転テーブル上
   面に圧接させる油圧シリンダをケーシング外に設け、回
   転テーブル外周上面部に立設しかつ上端部に截頭円錐形
   状の分級コーンを具備した回転筒を備え、前記ブームよ
   り該回転筒内部に垂下する整流内筒を備え、前記コラム
   を貫通する被粉砕物および流体投入用のシュートを設け
   、かつ、前記回転筒上端より溢流するスラリをケーシン
   グ外へ排出する排出口を備えた湿式竪型粉砕機と、 この湿式竪型粉砕機から排出する粉砕後の微粒子を含ん
   だスラリを分級する湿式分級機と、該湿式分級機で分級
   後の粗粉を含むスラリを該湿式竪型粉砕機のシュートへ
   導通する輸送手段および搬送経路とからなる湿式竪型粉
   砕装置。
2. （２）湿式分級機と湿式竪型粉砕機とを連結した戻り管
   にニューフィードの被粉砕物および液体の供給経路を合
   流させた請求項１の湿式竪型粉砕装置。
3. （３）湿式分級機を複数段とし、第１段の湿式分級機を
   ３液分離型とし、かつ、第１段の湿式分級機の粗粉含有
   スラリを湿式竪型粉砕機に戻し第２段以降の湿式分級機
   の粗粉含有スラリを第１段湿式分級機に再供給する輸送
   経路を設け、各段の湿式分級機の精粉含有スラリを製品
   タンクへ集合するよう構成した請求項１の湿式竪型粉砕
   装置。
4. （４）湿式分級機と湿式竪型粉砕機とを連結した戻り管
   に湿式竪型粉砕機から排出されたスラリを貯溜した後に
   湿式分級機へ供給するための循環タンクへ連結する分岐
   の輸送経路を設けるとともに、分岐する各流量を制御す
   る流量調整弁を各々の分岐経路に設けた請求項１の湿式
   竪型粉砕装置。