JPH02152538A - Device for pelletizing viscous material - Google Patents
Device for pelletizing viscous materialInfo
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Landscapes
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- Glanulating (AREA)
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Abstract
Description
本発明は、石油ピッチや石炭ピッチのような粘着性物質
をペレット化する装置に関する。
[従来の技術]
石油タール、コールタールなどの処理により副生する石
油ピッチや石炭ピッチは、たとえば炭素繊維を製造する
原料として利用する途が開けた。
ピッチから炭素繊維を製造する方法はいくつかあるが、
いったんペレットにして紡糸し、焼成して炭素化する方
法が一般的である。 従って、石油ピッチや石炭ピッチ
を、まず取り扱いやすいペレットに造粒する技術が必要
である。
ところが、ピッチは合成樹脂とちがって、ペレット化が
容易でない。 合成樹脂は水槽ストランド法、ホットカ
ット法、アンダーウォーター法など種々のペレット化技
術によって造粒できるが、ピッチはこのいずれによって
もペレットにできない。 ピッチを塑性加工できる温度
域が合成樹脂にくらべて狭く、溶融したものは粘度がご
く低いし、固化したものは脆くて砕けやすいからである
。
発明者らのひとりは、この困難を克服してピッチをペレ
ット化する技術を確立することを企て、゛種々研究の結
果、効果的な造粒装置を発明して、すでに開示した(特
開昭63−11839号)。
その装置は、溶融したピッチをストランド状に押し出し
、それを代表的には金属製の無端ベルトである冷却手段
で受けて冷却しつつ移送し、冷却されたストランドを放
射方向に多数の歯をそなえたカッターロールなどで切断
するものである。
ポイントは冷却条件を調節可能にしたことであって、そ
れにより、前記した塑性加工可能な狭い条件のところで
ストランドを切断することが容易になった。
上記の装置は有用なものであるが、実用してみて、とく
にサイズの大きいペレットを製造しようとする場合や、
生産速度を高めるためベルトの移送を速くし冷却を強力
にした場合に、ペレットがカッターロールの歯に付着し
て落下しにくいというトラブルを経験することがあった
。The present invention relates to an apparatus for pelletizing sticky substances such as petroleum pitch and coal pitch. [Prior Art] Petroleum pitch and coal pitch, which are by-products of processing petroleum tar, coal tar, etc., have opened up the possibility of being used as raw materials for producing carbon fibers, for example. There are several ways to produce carbon fiber from pitch.
A common method is to once form pellets, spin them, and then fire and carbonize them. Therefore, a technology is needed to first granulate petroleum pitch or coal pitch into pellets that are easy to handle. However, unlike synthetic resins, pitch is not easily pelletized. Synthetic resins can be pelletized by various pelletizing techniques such as the water tank strand method, hot cut method, and underwater method, but pitch cannot be pelletized by any of these methods. This is because the temperature range in which pitch can be plastically processed is narrower than that of synthetic resins, the viscosity of the molten material is extremely low, and the solidified material is brittle and crumbles easily. One of the inventors set out to overcome this difficulty and establish a technology for pelletizing pitch, and as a result of various researches, he invented an effective granulating device, which he has already disclosed (in Japanese Patent Application Laid-Open No. (Sho 63-11839). The device extrudes molten pitch in the form of a strand, receives it with a cooling means, typically an endless metal belt, and transports it while cooling it. It is cut with a cutter roll or the like. The key point is that the cooling conditions can be adjusted, which makes it easier to cut the strands under the narrow conditions that allow plastic processing. The above-mentioned equipment is useful, but it is difficult to put it into practical use, especially when trying to produce large pellets,
When the belt was moved faster and the cooling was made more powerful in order to increase production speed, there were times when the pellets adhered to the teeth of the cutter roll and were difficult to fall off.
本発明の目的は、このようなトラブルを解消し、ピッチ
のような粘着性物質から任意のサイズのペレットを、高
い生産速度をもって製造することのできる装置を提供す
ることにある。
[課題を解決するための手段]
本発明の粘着性物質をペレット化する装置は、第1図お
よび第2図に代表例の全体を示し、第3図および第4図
にその主要部の詳細を示すように、溶解した粘着性物質
をストランド状に押し出す手段たとえば押出機のストラ
ンドダイス(1)、押し出された粘着性物質のストラン
ド(S)を受けて冷却しつつ移送する手段、図示した例
では無端ベルト(2)、および移送されて来たストラン
ドを切断してペレットにするだの、放射方向に突出する
歯(31)を多数そなえたカッターロール(3)、から
なる粘着性物質をペレット化する装置において、カッタ
ーロールの歯と同調するピッチで平行な多数のピン(4
1)をケージ状に配列し、その内径を上記カッターロー
ルの歯溝の底(32)の外径より大にしたケージロール
(4)を、その軸をカッターロールの軸と平行であみが
わずかに上方に偏心させて設け、カッターロール(3)
の回転につれてケージロール(4)が回転させられるよ
うに両者を組み合わせ、カッターロールの歯(31)が
前記粘着性物質のストランド(S)を切断する位置にお
いてはケージロールの各ピン(41)がカッターロール
の歯溝の底にあって切断を妨げず、切断後に各ピンが歯
溝から浮き上って、切断により形成されたペレット(P
)をカッターロールの歯から引き離すように構成したこ
とを特徴とする。
第3図において、カッターロール(3)は両側のネック
部(33)をベアリング(6)で支持されていて、無端
ベルト(2)の駆動ロール(21a)と同じ速度で回転
するよう、歯車またはスプロケットのような伝達手段(
34)を通して駆動される。
一方、第4図にみるように、偏心ボス(5)がフレーム
(7)にとりつけてあり、ケージロール(4)は偏心ボ
スの偏心軸を中心に回転する。
粘着性物質のストランドを冷却しつつ移送する手段とし
て、図示した例では一組のロール(21a、21b)に
よって支持された金属製の無端ベルト(2)を使用し、
この無端ベルトに対して、冷却用の空気を吹きつける手
段または冷却水を噴霧する手段(8)、図示した例では
後者、を付加しており、冷却能力を広い範囲で変動させ
得る点で、好ましい態様である。
冷却移送手段としては、無端ベルトのほかに、ざきの発
明で採用した大径のロールを使用することもできや。
この場合、冷却はロール内部に冷却水の流路を設けて行
なうことも同様である。
ケージロールのピン(41)は、第5図の例では断面が
円形のものであるが、第6図に示すようなカマボコ形断
面のものにすると、カッターロールの歯溝に深くおさま
るとともに、ペレットのノックアウトを平面の接触で行
なうことになり好ましい。An object of the present invention is to provide an apparatus that can eliminate such troubles and produce pellets of any size from a sticky substance such as pitch at a high production rate. [Means for Solving the Problems] The apparatus for pelletizing a sticky substance of the present invention is shown in FIG. 1 and FIG. 2 as a whole, and in FIG. 3 and FIG. As shown in the figure, a means for extruding the melted adhesive substance in the form of a strand, such as a strand die (1) of an extruder, a means for receiving the extruded strand (S) of the adhesive substance and transferring it while cooling it; Then, the sticky substance is made into pellets by an endless belt (2) and a cutter roll (3) equipped with a large number of teeth (31) projecting in the radial direction, which cuts the transferred strands into pellets. In the machine for cutting, a large number of parallel pins (4
1) are arranged in a cage shape, and the cage roll (4) has an inner diameter larger than the outer diameter of the bottom (32) of the tooth groove of the cutter roll, and its axis is parallel to the axis of the cutter roll, and there is a slight slit. The cutter roll (3) is installed eccentrically above the
The two are assembled so that the cage roll (4) is rotated as the cutter roll rotates, and each pin (41) of the cage roll is in a position where the teeth (31) of the cutter roll cut the strand (S) of the sticky substance. It is located at the bottom of the tooth groove of the cutter roll and does not interfere with cutting, and after cutting, each pin rises from the tooth groove, resulting in a pellet (P) formed by cutting.
) is configured to be separated from the teeth of the cutter roll. In Figure 3, the cutter roll (3) has neck parts (33) on both sides supported by bearings (6), and is rotated by gears or Transmission means such as sprockets (
34). On the other hand, as shown in FIG. 4, an eccentric boss (5) is attached to the frame (7), and the cage roll (4) rotates around the eccentric axis of the eccentric boss. In the illustrated example, an endless metal belt (2) supported by a set of rolls (21a, 21b) is used as a means for cooling and transporting the strands of sticky material;
A means for blowing cooling air or a means for spraying cooling water (8), the latter in the illustrated example, is added to this endless belt, and the cooling capacity can be varied over a wide range. This is a preferred embodiment. In addition to the endless belt, the large diameter roll used in Zaki's invention can also be used as the cooling transfer means.
In this case, cooling can also be performed by providing a cooling water flow path inside the roll. The pin (41) of the cage roll has a circular cross section in the example shown in Fig. 5, but if it is made to have a semicylindrical cross section as shown in Fig. 6, it will fit deeply into the tooth groove of the cutter roll and will not displace the pellets. It is preferable that the knockout is performed by plane contact.
押出機のような溶融押出手段からピッチがストランド状
に押し出され、無端ベルト(2)に乗って冷却されつつ
移送されてくると、第5図にみるように、無端ベルトの
動きと同調して回転するカッターロール(3)の歯(3
1)がストランド(S)を切断して、側面からみてほぼ
台形のペレット(P)とする。 このとき、ピッチの粘
着力が強いと、ペレットがカッターロールの歯(31)
に付着したままとなる。
ピッチのストランドは、無端ベルト上で第6図に示すよ
うな断面形状をもって冷却される。 ベルトに接したと
ころは強く冷却されるから下部は凝固が進み、上部も表
面は周囲の空気で冷やされて凝固するが、内部は未凝固
のまま残り、第6図にみるように、斜線で示した凝固部
分に点を散在させてあられした未凝固部分が包まれた状
態である。
比較的大径のストランドを押し出した場合や、生産速度
を高めようとして押出量を増やすとともに無端ベルトの
移動速度を早めた場合には、冷却を強化したとしてもス
トランド断面中の未凝固部分が大きくなり、カッターロ
ールによる切断時に、ペレットが歯に付着する可能性が
高くなる。
しかし、歯に接触した未凝固部分も、直ちに歯によって
冷却されて凝固するから、ピン(41)が放射方向に移
動してペレットをノックアウトすると、容易にm脱して
落下し、ペレット収集箱(9)に集まる。 ピンが接触
するペレットの上部はすでに凝固していてペレットとピ
ンが付着する心配のないことは、以上の説明から容易に
理解されるであろう。
このようにして、ピッチのストランドを切断するに当っ
て冷却の度合を厳密にコントロールする必要がなくなり
、操業が容易になる。
[実施例]
第1図ないし第4図に示した構造のペレット化装置を製
作した。 ストランドダイス(1)はノズル径4.0履
のノズルを11個そなえており、無端ベルト(2)はス
テンレス鋼製で有効冷却幅1m、有効冷却長2mである
。 カッターロール(3)は、歯溝の深さ6.0M、歯
間隔5.23M、直径(歯溝の底の外径>48.0mで
あって、これに直径2.5712111の鋼線からなる
ピン36本をケージ形に一体にし、それらの中心の直径
を52゜0間としたケージロール(4)を、軸の偏心度
1゜5Mで組み合わせた。
融点230℃、比重1.2の石油系ピッチを、供給圧1
0に’j/crA、供給温度300℃で上記ノズルから
無端ベルト上に吐出し、ベルト移動速度2〜37F1/
minの範囲の種々の速度で駆動し、カッターロールお
よびケージロールをベルトに同調する速度で回転させた
。 無端ベルトは、裏面から冷却水を噴霧して冷却した
。
ペレット化は、上記ベルト移動速度の範囲内でいずれも
支障な〈実施でき、幅約5#X高さ約2゜5MX長さ約
5mの整った形状のペレットが、最高約3ONy/時の
速度で生産できた。 ピッチの粉末の発生は、はとんど
認められなかった。
[発明の効果]
本発明の装置を使用すれば、石油ピッチや石炭ピッチの
ような粘着性の強い物質を、トラブルなくペレット化す
ることができる。 ピッチの溶融−凝固の状態を厳密に
コントロールする必要がないから、ピッチの物性が変動
しても、あるいはペレットサイズを変更しても、容易に
好適な操業条件を見出すことができ、高い生産性をもっ
て、形状、寸法の整ったペレットが1qられる。 粉末
の発生は実質上避けられるから、原料歩留りを高くする
とともに、作業環境を良好に保つことができる。When the pitch is extruded in the form of a strand from a melt extrusion means such as an extruder and is transported while being cooled on the endless belt (2), as shown in Fig. 5, it moves in sync with the movement of the endless belt. The teeth (3) of the rotating cutter roll (3)
1) cuts the strand (S) into pellets (P) that are approximately trapezoidal when viewed from the side. At this time, if the adhesive force of the pitch is strong, the pellet will fall into the cutter roll teeth (31).
remains attached to. The pitch strand is cooled on an endless belt with a cross-sectional shape as shown in FIG. The area in contact with the belt is strongly cooled, so the lower part solidifies, and the upper surface is cooled by the surrounding air and solidifies, but the inside remains unsolidified, as shown by diagonal lines in Figure 6. The unsolidified area, which is scattered with dots, is wrapped around the solidified area shown. When extruding a strand with a relatively large diameter, or when increasing the extrusion amount and increasing the moving speed of the endless belt in order to increase the production rate, the unsolidified portion in the strand cross section may become large even if cooling is strengthened. This increases the possibility that the pellets will stick to the teeth when cutting with the cutter roll. However, since the unsolidified portion in contact with the teeth is immediately cooled and solidified by the teeth, when the pins (41) move in the radial direction and knock out the pellets, they easily fall off and fall into the pellet collection box (9). ). It will be easily understood from the above explanation that the upper part of the pellet that the pin comes into contact with has already solidified and there is no fear that the pellet and pin will stick together. In this way, there is no need to closely control the degree of cooling in cutting the pitch strands, making the operation easier. [Example] A pelletizing device having the structure shown in FIGS. 1 to 4 was manufactured. The strand die (1) has 11 nozzles with a nozzle diameter of 4.0 mm, and the endless belt (2) is made of stainless steel and has an effective cooling width of 1 m and an effective cooling length of 2 m. The cutter roll (3) has a tooth groove depth of 6.0 m, a tooth interval of 5.23 m, a diameter (outer diameter of the bottom of the tooth groove > 48.0 m), and is made of steel wire with a diameter of 2.5712111 mm. A cage roll (4) with 36 pins integrated into a cage shape and a diameter of 52° at the center was assembled with an eccentricity of the axis of 1°5M. Petroleum with a melting point of 230°C and a specific gravity of 1.2. system pitch, supply pressure 1
Discharged from the above nozzle onto the endless belt at a supply temperature of 300°C and a belt movement speed of 2 to 37F1/crA.
The cutter roll and cage roll were rotated at a speed synchronous with the belt. The endless belt was cooled by spraying cooling water from the back side. Pelletization can be carried out within the range of belt movement speeds mentioned above without any problems, and pellets with a regular shape of about 5 m in width x about 2 m in height x about 5 m in length can be formed at a speed of up to about 3 ONy/hour. It was possible to produce it. The generation of pitch powder was hardly observed. [Effects of the Invention] By using the apparatus of the present invention, highly sticky substances such as petroleum pitch and coal pitch can be pelletized without any trouble. Since there is no need to strictly control the state of pitch melting and solidification, it is possible to easily find suitable operating conditions even if the physical properties of pitch change or the pellet size is changed, resulting in high productivity. With this, 1q of pellets with a uniform shape and size are obtained. Since the generation of powder is substantially avoided, it is possible to increase the raw material yield and maintain a good working environment.
第1図および第2図は本発明のピッチをペレット化する
装置の一例を示すものであって、第1図は平面図、第2
図は側面図である。
第3図および第4図は上記の装置の主要部の構造を示す
ものであって、第3図はカッターロールとケージロール
の縦断面図、第4図は第3図の1−I位置の横断面図で
ある。
第5図はこの装置の作用を説明するためのちのであって
、第3図の■−■位置の横断面図に相当する。
第6図はケージロールのピンの断面形状について別の態
様を示す、第5図と同様な横断面図でおる。
第7図は粘着性物質を溶融して押し出したス1ヘランド
の、凝固の状況を説明する模式的な断面図である。
1・・・ストランドダイス 5・・・偏心ボス2・・
・無端ベルト 6・・・ベアリンク3・・・カ
ッターロール 7・・・フレーム31・・・歯
8・・・冷却水噴霧手段32・・・歯溝の
底 S・・・ストランド4・・・ケージロール
P・・・ペレット41・・・ピン
特許出願人 株式会社笠松化工研究所1 and 2 show an example of an apparatus for pelletizing pitch according to the present invention, and FIG. 1 is a plan view, and FIG.
The figure is a side view. Figures 3 and 4 show the structure of the main parts of the above-mentioned device, with Figure 3 being a longitudinal cross-sectional view of the cutter roll and cage roll, and Figure 4 being at the 1-I position in Figure 3. FIG. FIG. 5 is for explaining the operation of this device, and corresponds to a cross-sectional view taken along the line 1--2 in FIG. 3. FIG. 6 is a cross-sectional view similar to FIG. 5, showing another aspect of the cross-sectional shape of the pin of the cage roll. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating the solidification state of a selland produced by melting and extruding a sticky substance. 1... Strand die 5... Eccentric boss 2...
・Endless belt 6... Bear link 3... Cutter roll 7... Frame 31... Teeth
8... Cooling water spraying means 32... Bottom of tooth groove S... Strand 4... Cage roll P... Pellet 41... Pin Patent applicant Kasamatsu Chemical Research Institute Co., Ltd.
Claims (2)
段、押し出された粘着性物質のストランドを受けて冷却
しつつ移送する手段、および移送されて来たストランド
を切断してペレットにするための、放射方向に突出する
歯を多数そなえたカッターロール、からなる粘着性物質
をペレット化する装置において、カッターロールの歯と
同調するピッチで平行な多数のピンをケージ状に配列し
、その内径を上記カッターロールの歯溝の底の外径より
大にしたケージロールを、その軸をカッターロールの軸
と平行であるがわずかに上方に偏心させて設け、カッタ
ーロールの回転につれてケージロールが回転させられる
ように両者を組み合わせ、カッターロールの歯が前記粘
着性物質のストランドを切断する位置においてはケージ
ロールの各ピンがカッターロールの歯溝の底にあつて切
断を妨げず、切断後に各ピンが歯溝から浮き上つて、切
断により形成されたペレットをカッターロールの歯から
引き離すように構成したことを特徴とする装置。(1) A means for extruding a molten sticky substance in the form of a strand, a means for receiving and transferring the extruded strand of the sticky substance while cooling it, and a means for cutting the transferred strand into pellets. In a device for pelletizing a sticky substance, which consists of a cutter roll with a large number of teeth protruding in the radial direction, a large number of parallel pins are arranged in a cage shape with a pitch synchronized with the teeth of the cutter roll. A cage roll with an outer diameter larger than the bottom of the tooth groove of the cutter roll is provided with its axis parallel to the axis of the cutter roll but slightly eccentrically upward, and the cage roll is rotated as the cutter roll rotates. When the teeth of the cutter roll cut the strand of the sticky substance, each pin of the cage roll is at the bottom of the tooth groove of the cutter roll and does not interfere with cutting, and after cutting, each pin of the cage roll A device characterized in that the device is configured to float up from the groove and separate the pellet formed by cutting from the teeth of the cutter roll.
段が、一組のロールによって支持された金属製の無端ベ
ルトであつて、この無端ベルトに対して冷却用の空気を
吹きつける手段または冷却水を噴霧する手段を付加した
請求項1の装置。(2) The means for transporting the strands of the sticky substance while cooling it is a metal endless belt supported by a set of rolls, and the means for blowing cooling air onto the endless belt or cooling it. 2. Apparatus according to claim 1, further comprising means for spraying water.
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1988
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