JPH04131144A - ロールプレス - 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、高炉スラグ、セメントクリンカ、石灰石、セ
メント原料ならびに各種化学品を粉砕するロールプレス
に関し、特に粉砕運転中異物を噛み込んだ際の機器の保
護に留意したロールプレスに関するものである。

［従来の技術］ 高炉スラブやセメントクリンカおよびその他の粉砕原料
を粉砕し、あるいは最終製品としての粉末を得る場合の
予備粉砕として、水平回転軸回りに互いに逆方向に回転
する一対の円柱形状のロール間で粉砕するロールプレス
が広く用いられている。

このロールプレスにあっては、粉砕原料を貯溜したホッ
パの直下に配設されホッパ排出口を充満して落下する粉
砕原料はこの両ロール間の中心直上に供給され、両ロー
ル間の境界では下側に向けて互いに逆方向に回転し、か
つ、所要の押圧力によって近接される両ロール間で挟圧
粉砕されて、運転中はぼ一定の値を生じる両ロール間の
周面間隙（以下ロールギャップという）を通過して、所
望の製品粒径となって落下排出される。この場合、製品
粒径は粉砕原料の性状（被粉砕性）、原料粒度分布、両
ロール間押圧力により定まるロールギャップ、原料供給
量（能カニ重量／時間）等の因子によって蜆制される。

ところで、運転中に原料中に鉄片、木材等の異物が混在
して、これが両ロール間の隙間に入り通過するときには
、粉砕できないので異物のサイズまで両ロール間の隙間
は瞬間的に拡張され、可動側ロールを固定側ロールへ向
けて付勢する油圧シリンダの加圧ラインにロール後退に
よる背圧が加わり、急激な圧力上昇を伴なうことによる
ロール周面に衝撃荷重が負荷される。したがって、これ
を防止するために加圧ラインにＮ２ガスを封入したアキ
ュムレータを配設して衝撃荷重を吸収するようにしてい
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、−４ｔに異物のサイズが運転中に保持さ
れる両ロール間の隙間に比べて、はるかに大きな値、た
とえば２〜３倍という値であったときには、これらの値
にまで後退するために瞬時に生じる加圧ライン中の背圧
は非常に大きく、したがってアキュムレータの容量を相
当に大きくしないとこれに対応することができない。ま
た、アキュムレータに封入するガス圧は通常運転時の加
圧ラインの圧力の約７０％の圧力に設定しているので、
異物混入に伴なって通常運転時の加圧ライン圧力の数倍
の圧力がアキュムレータに加わった場合には、アキュム
レータ内の封入ガス圧は一挙に数倍〜１０倍にまで上昇
し、衝撃吸収効果が低下するとともに、アキュムレータ
の破損につながる恐れがあった。

［課題を解決するための手段］ 以上の課題を解決するため、本発明では、ホッパ排出口
より自由落下する粉砕原料を供給され、水平軸回りに回
転する一対のロールを備え、一方のロール回転軸を軸承
する左右一対の軸受を固設し、他方のロール回転軸を軸
承する左右一対の軸受を軸直角方向に摺動可能に配設し
、かつ、該軸受の各々に粉砕原料への異物混入時の安全
装置を介在させたうえ油圧シリンダを連結して該両ロー
ルの近接周面で前記粉砕原料を圧縮粉砕するロールプレ
スであって、該安全装置は異物混入時に引張りコイルば
ねまたは圧縮コイルばねの付勢力に打ち克って前記油圧
シリンダのピストンロッドと前記軸受との距離が縮小す
るよう構成してなるロールプレスとした。

［作用］ 本発明のロールプレスにおいては、運転中異物を噛み込
んだ際には、引張りコイルばねまたは圧縮コイルばねの
付勢力に打ち克って安全装置の内部で油圧シリンダのピ
ストンロッド先端とロールの軸受との距離が瞬時に縮ま
る結果、固定側ロールと可動側ロールとの間隙が異物の
大きさまで拡張して異物が通過する。したがって、異物
介在によるロール表面や動力伝達機構をなす各機器が損
傷することなく保護される。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に説
明する。

第１図〜第６図は本発明の実施例を示し、第１図はロー
ルプレスの平面図、第２図はロールプレスの斜視図、第
３図はロールプレスの両ロール間に生じるロールギャッ
プの説明図で、第３図（ａ、　）は正常状態、第３図（
ｂ）は非正常状態を示す。第４図は可動側ロール押圧用
の油圧シリンダの概略油圧回路図、第５図は安全装置の
１実施例を示す縦断面図、第６図は安全装置の他の実施
例を示す縦断面図である。

図において、１はロールプレス、２はケーシング、２ａ
は原料投入口、３は固定側ロール、３ａは軸受、３ｂは
減速機、３Ｃはモータ、４は可動用ロール、４ａは軸受
、４ｂは減速機、４Ｃはモータ、５は油圧シリンダ、２
０は安全装置である。

すなわち、固定側ロール３と可動側ロール４とはともに
水平軸回りに回転する回転軸を軸承する一対の軸受３ａ
、３ａおよび４ａ、４ａによりケーシング２内に平行に
配列され、各々モータ３ｃ、Ｖベルト、減速機３ｂおよ
びモータ４ｃ。

■ベルト、減速機４ｂを介して駆動される。そして可動
側ロール４の軸受４ａには可動側より見て左側に上下２
本の油圧シリンダ５Ｌ、５Ｌが連結され、他端はケーシ
ング２のフレーム２Ｃに固設される。同様に右側には同
じく上下２本の油圧シリンダ５Ｒ，５Ｒが右側の軸受４
ａに連結され、他端はケーシング２のフレーム２Ｃに固
設される。そして、可動側ロール４の軸受４ａはともに
その底板がケーシング２のフレーム２ｄ上をスライドで
きるよう構成される。

ロール３．４はほぼ同一の径９幅を有し、材質は５Ｆ５
５など鍛鋼品であり、外周面には硬化肉盛を施工して耐
摩耗性を向上させる。そして、互いに逆回転に駆動し近
接する周面では噛込まれた原料が下方へ移動するよう下
向きに回転するよう設定する。可動用ロール４はその軸
受４ａ、４ａが軸直角方向へスライド可能に配設されて
おり、左右２本ずつの油圧シリンダ５Ｌ、５Ｌおよび５
Ｒ，５Ｒのピストンロッドの進退動により噛込まれる原
料に押圧力を与えるとともに、両ロール間のロールギャ
ップδを調整可能になっている。

なお、両ロールは油圧シリンダ５Ｌ、５Ｌおよび５Ｒ，
５Ｒの押圧力により近接してもロール周面に損傷しない
ように、すなわち、メタルタッチしないように機械的ス
トッパが設けられており、たとえば最低７ｍｍのクリア
ランスを保持するよう構成されている。この最小のクリ
アランスは使用中の周面の摩耗により拡大するので、別
にこのクリアランスを調整可能な調整装置を備えている
。

ロールの軸受４ａと油圧シリンダ５との間には、異物が
ロール間に噛込んだときの過負荷の安全装置２０が介装
され、第５図の実施例では、円筒形のケーシング２１に
軸受４ａと連結されたロッド４ｄの先端に固設した円板
４ｅが摺動自在に内装され、ケーシング２１の側面に穿
孔された長穴２２より内部に嵌入し、ビン支点２３ａの
回りに回動し、他端をドーナツ板２４との間に強い引張
りコイルばね２５で連結されたフック２３が円板４ｅの
縁端に当接する。フック２３は円周等分に２〜４個設け
る。一方、ケーシング２１の内部には油圧シリンダのピ
ストンロッド５ａが貫入固結され、ピストンロッド５ａ
と円板４ｅとの間には弱い圧縮コイルばね２６が装着さ
れる。

異物が両ロール間に噛込んだとき円板４ｅは急激に左方
向へ移動し、引張りコイルばね２５の付勢力に打ち克っ
てフック２３を回動し円板４ｅはフック２３の拘束から
離脱して瞬時に左方向に移動し、異物は拡張された両ロ
ールの間隙より下方へ落下する。

第６図は、安全装置の他の実施例を示し、ケーシング２
１内には第５図と同様に、ロッド４ｄの先端の円板４ｅ
が摺動自在に内装され、ケーシング２１内に左右方向移
動可能な摺動管３０を介して弱い圧縮コイルばね２６で
右方向へ付勢される。一方、摺動管３０の外側には外周
等分に２〜４個の突起がケーシング２１の側面に穿孔さ
れた同数の長穴２２より突出しており、その外側にはド
ーナツ板３１ａが連結されている。そして、ケーシング
２１の外周側面に固設されたもうひとつのドーナツ板３
２との間に強力な圧縮コイルばね３３が介装されている
。

第６図の安全装置では、異物噛込時、圧縮コイルばね３
３の付勢力に打ち克って摺動管３０および円板４ｅが左
方向に瞬間的に移動してロール間が開き異物を排除する
。本実施例ではケーシング２１のドーナツ板３２はケー
シング２１に固結したが、圧縮コイルばね３３の付勢力
を調節可能なようにするためケーシング外面に螺設して
、左右方向へ調節可能としてもよい。なお、弱いスプリ
ング２６は、強い圧縮コイルばね３３がバッファの役目
も受持つのでなくても良い（万一、圧縮コイルばね３３
が破損して使用に耐えないときの保護的な役目がある）
。

以上説明した安全装置２０の実施例は、いずれも異物が
ロール間に進入し破砕されたためによる異常に大きなく
さび力、すなわち、岡ロールをりき離そうとする大きな
力が急激に瞬間的に働いたときばね力に抗して可動側ロ
ールの軸受が速やかに左側に移動することによってこの
力を緩和することを企図したものであり、後述する油圧
ユニットによる異物混入時の対策に比べて、動特性に優
れており、油圧ユニットの圧油の急激な移動に伴なう動
特性の遅れを補償するものである。しかし、通常の場合
の比較的遅い力伝達の場合には油圧ユニットの安全対策
でも充分対応できる。

けれども、異物混入時の挙動は両ロールが高速で回って
いるため、急激、かつ、瞬間的に力伝達が起こるので、
本発明のメカニカルな安全装置を油圧シリンダと軸受と
の間に介在させておくと一層安全性が向上する。

以上のように構成された本発明のロールプレスの作動に
ついて説明する。

両ロール３，４を第２図に矢印に示すように回転した後
、油圧シリンダ５Ｌ、５Ｌの緊張圧力を設定値、たとえ
ば８０Ｋｇ／ｃｒｎ’にしたうえで、ロールプレス直上
のホッパに充満された粉砕原料を自由落下させると、落
下した粉砕原料は両ロール間の直上へ逆三角形状に分布
しながら、下向きに回転し、かつ、油圧シリンダにより
両ロールが近接する方向に負荷された押圧力により粉砕
され、下方に生じたロールギャップδより通過落下する
。この場合、ロール回転数は一定で、原料の被粉砕性、
原料の粒径分布、原料の含有水分や両ロール上部に滞留
する原料の略三角形の頂角に相当する噛込角や両ロール
間に働く押圧力の相関関係によって、はぼロールギャッ
プδの値と製品排出量（すなわち能カニ　ｔ／ｈ）と製
品粒径分布が定まる。

そして、上述した粉砕条件（原料性状、押圧力、原料粒
径、噛込角等）が不変であればロールギャップδもほぼ
一定で、かつ、周面間の軸方向に亘って同一のロールギ
ャップを保持された正常な運転が継続される（第３図（
ａ）の状態）。

ところが、何らかの外乱、たとえば、ホッパ中の原料の
セグリゲーションによってロールの幅方向で落下する原
料粒径が異なったり（たとえば、左端は粗（右端では細
かい原料が流れる場合）、あるいは第１図に示すように
可動側ロール４の、可動側から固定側を見て左側にかな
りの重量物であるモータ、■ブー１ハ減速機が偏在して
いる左右不対称要因などにより運転開始時に同一仕様の
油圧シリンダ５Ｌと５Ｒで同一の油圧を負荷しても右側
にくらべて左側は前進しにくく押圧力も減殺されるなど
の要因により左右のロールギャップδ２とδ、とは異な
る値を示すようになる（第３図（ｂ）の状態）。この△
δ＝δ、−δ真の偏差がある限度内、たとえば３ｍｍ以
内であれば運転上許容されるけれども、この限界値を超
過するにしたがって、製品粒度は左右端で異なり、製品
は全体として拡がりのある粒径分布となり所要のものと
は異なるものが生成される。

以下、第４図に基づいて油圧操作回路の機能を説明する
。

図において、１０４はリリーフ弁であり、油タンク１０
１よりの圧油はポンプ１０２により逆止弁１０３を通過
して電磁切替弁１０６へ至り、油圧シリンダ５Ｌ、５Ｒ
を前進させたいときや運転中は電磁切替弁１０６の５Ｑ
Ｌ−１が励磁されて同一の圧力、たとえば８０ｋｇ／ｃ
ｒｎ”に設定された左右２つの減圧弁１０７をｆＩ通し
て左右の油圧シリンダ５Ｌ、５Ｌと５Ｒ，５Ｒのヘッド
側へ同一油圧が供給される。ここで１１０は流量調整弁
である。油圧シリンダ５Ｌ、５Ｒを後退させたいときに
は電磁切替弁１０６の５ＱＬ−２を励磁する。１０５は
圧力計である。

一方、運転中に何らかの原因によってロールギャップδ
１．δ８の偏差△δが設定値を越えた場合には、以下の
制御により偏差を減少し正常な状態に戻す。以下、この
場合の制御について説明する。

たとえば第３図（ｂ）に示すようにδ、〉δ８のときに
は、アンプ（増幅器）１０９Ｌより比例式リリーフ弁１
０８Ｌには任意のステップ値、たとえば２ｋｇ／ｃｒｎ
”だけ増圧する指令が与えられ、その結果、左側油圧シ
リンダ５ＬへのラインＡには、たとえば８０＋２ｋｇ／
ｃｍ”の増圧された圧油８２ｋｇ／ｃｒｎ”が供給され
、逆にアンプ１０９Ｒにより比例式リリーフ弁１０８Ｒ
へは２ｋｇ／ｃｒｒｌ″減圧の指令が与えられ、ライン
Ｂには７８ｋｇ／ｃｒｎ”の圧油が供給される。その後
ギャップセンサによる偏差値と設定値とが比較され、偏
差値が設定値より大きいときには設定値内に入るまで以
上の動作が繰り返される。このようにして、外乱により
ロールギャップの偏差が設定値を越えても自動制御によ
り矯正復元される。なお、図中１１１はアキュムレータ
、１１２はサクションフィルタ、１１３はオイルクーラ
である。

ギャップセンサ１０は、たとえば渦電流を利用した非接
触式センサが利用でき、これはドライバ、センサ、ター
ゲットから構成され、可動部に直結されたターゲットが
、高周波磁界を持つ円環状センサ内へ貫入する位置によ
り円環状センサのインピーダンスが変化し、センサのイ
ンピーダンスを測定することにより可動部の相対位置を
測定できるという原理に基づくものである。ドライバは
セレサヘ約ＩＭＨｚの高周波電流を発振器、検波器、増
幅器を経由して与える働きをもっている。

次に、両ロール間にサイズの大きな異物が噛み込んだと
きの対策について説明する。

本発明の実施例では、第４図に示すように、油圧シリン
ダの前進加圧ラインのラインＡとラインＢとが接続され
、逆止弁１０３，１０３を挾んでリリーフ弁１２０およ
び比例式リリーフ弁１３０が配設され、比例式リリーフ
弁１３０には増幅器１４、０からの電気信号が与えられ
るよう構成される。そして、リリーフ弁１２０の設定圧
は、加圧ラインの圧力、すなわち、減圧弁１０７Ｌまた
は減圧弁１０７Ｒのうち高い方の圧力に数ｋｇ／ｃｍ”
（たとえば、５ｋｇ／ｃば）加算した圧力に設定される
。そして、ロールギャップの偏差△δが設定値を越えた
ときに作動される増幅器１０９Ｌまたは１０９Ｒの信号
と連動して、増幅器１４０に与えられる信号により比例
式リリーフ弁１３０により段階的に昇圧または降圧され
、常時加圧ラインＡ、Ｈの高い方の圧力より、たとえば
５　ｋ　ｇ／ａｍ”はど高く設定される。したがって、
たとえば加圧ラインＡまたはＢが８０　ｋ　ｇ／ｃｒｎ
”のときにはリリーフ弁１２０は８５　ｋ　ｇ／ｃｒｎ
’に設定され、加圧ラインＡが８２ｋｇ／ｃｒｎ”、加
圧ラインＢが７８ｋｇ／ｃｍ″のときにはリリーフ弁１
２０は８７ｋｇ／ｃｒｎ”の設定圧となる。運転開始時
に加圧ラインの圧力がＯから８０ｋｇ／ｃｒｎ’に上昇
する途中でもこの加圧ラインの圧力より５ｋｇ／ｃｒｎ
’はど高く設定される。

このようにして、リリーフ弁１２０が常用圧力より数ｋ
ｇ／ｃｒ１１″（上記の例では５ｋｇ／ｃｍ’）高く設
定されているので、仮に異物がロール間に混入して噛込
んでも、ロールはこの異物を通過させるときに後退して
も常用圧力より数ｋｇ／ｃｒｔｆ高い圧力となって油タ
ンクへ圧油が逃げる。したがって、ロールと異物との接
触面に異常に大きな力が働くことはなくロール周面は保
護され、ロールプレスの各構造部分を損傷することを防
止することができる。

したがって、これら油圧装置による安全装置とともに前
記したメカニカルな安全装置を併用すると二重の安全装
置となり、−層安全性が向上する。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明のロールプレスにおいては、
ばねの弾性力に抗して軸受と油圧シリンダ間が縮小する
メカニカルな安全装置を設けたので、瞬間的に加わる異
物混入時の大きな力に十分に対応して、両ロール間の距
離が拡張されるため、ロール周面やロールプレスの構造
部分に無理な力を与えることが少ないので、機器の損傷
を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明の実施例を示し、第１図はロー
ルプレスの平面図、第２図はロールプレスの斜視図、第
３図はロールプレスの両ロール間に生じるロールギャッ
プの説明図で、第３図（ａ）は正常状態、第３図（ｂ）
は非正常状態を示す。第４図は可動側ロール押圧用の油
圧シリンダの概略油圧回路図、第５図は安全装置の１実
施例を示す縦断面図、第６図は安全装置の他の実施例を
示す縦断面図である。 １・・・・・・ロールプレス、２・・・・・・ケーシン
グ、３・・・・・・固定側ロール、３ａ・・・軸受、４
・・・・・・可動側ロール、４ａ・・・軸受、４ｂ・・
・減速機、　　　４Ｃ・・・モータ、４ｄ・・・ロッド
、　　　　４ｅ・・・円板、５．５Ｌ、５Ｒ・・・油圧
シリンダ、 １０・・・・・・ギャップセンサ、 ２ｏ・・・・・・安全装置、　２１・・・・・・ケーシ
ング、２３・・・・・・フック、　　　２５・・・・・
・引張りコイルばね、３０・・・・・・摺動管、　　３
１・・・・・・突起、３１ａ・・・ドーナツ板、３２・
・・・・・ドーナツ板、３３・・・・・・圧縮コイルば
ね、 １００・・・油圧ユニット（油圧操作回路）、１０２・
・・油圧ポンプ、１０３・・・逆止弁、１０４・・・リ
リーフ弁、１０６・・・電磁切替弁、１０７Ｌ、１０７
Ｒ・・・減圧弁、 １０８Ｌ、１０８Ｒ・・・比例式リリーフ弁、１１０・
・・流量調整弁、１２０・・・リリーフ弁、１３０・・
・比例式リリーフ弁、 １４０・・・増幅器。 第 図 第２図 第３図 （ａ） （ｂ） 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ホッパ排出口より自由落下する粉砕原料を供給さ
   れ、水平軸回りに回転する一対のロールを備え、一方の
   ロール回転軸を軸承する左右一対の軸受を固設し、他方
   のロール回転軸を軸承する左右一対の軸受を軸直角方向
   に摺動可能に配設し、かつ、該軸受の各々に粉砕原料へ
   の異物混入時の安全装置を介在させたうえ油圧シリンダ
   を連結して該両ロールの近接周面で前記粉砕原料を圧縮
   粉砕するロールプレスであって、該安全装置は異物混入
   時に引張りコイルばねまたは圧縮コイルばねの付勢力に
   打ち克って前記油圧シリンダのピストンロッドと前記軸
   受との距離が縮小するよう構成してなるロールプレス。