JPH04131145A

JPH04131145A - ロールプレス

Info

Publication number: JPH04131145A
Application number: JP25009890A
Authority: JP
Inventors: Kunio Takeya; 武谷　国男
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1990-09-21
Filing date: 1990-09-21
Publication date: 1992-05-01

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］高炉スラグ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）等の因子によって規制される。

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、こね
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、−Ｍ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ｉｉ！ｌ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１端が前記油圧シリンダのピストンロッド
に固結され他端には前記可動側軸受から水平に突設され
たロッドの先端に固設された円板を嵌入する円筒状のケ
ーシングと、該円板に当接しケーシング内を軸方向に摺
動可能な摺動管と、該摺動管に固結されケーシング外周
側面に設けた長穴より該ケーシング外に突出する突起と
、該突起にサポートを介して固設され該ケーシング外周
側面に設けられた円錐状のノツチに嵌装された鋼球を該
ノツチに押圧する圧縮コイルばねを収納したばね収納管
、および、該ケーシング内に収納され前記摺動管側壁を
該軸受方向に付勢する圧縮コイルばねを具備する構成と
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、ばね収納管内の圧縮コイルばねの付勢力に
打ち克って鋼球がケーシング外周面のノツチから離脱し
、ケーシング内の摺動管と円板が油圧シリンダ側に移動
する。この結果、時的に可動側ロールの軸受が同方向に
スライドし、両ロール間の間隙が異物の大きさまで拡が
り異物を排除する。

異物が排除された後は、ケーシング内の圧縮コイルばね
の付勢力（拡張力）により鋼球は再びノツチに収まって
異物混入以前の状態に自動的に復帰する。

［実施例コ以下、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７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図は第５図の安全装置の部分
拡大縦断面図である。また、第７図（ａ）〜（ｄ、　）
は安全装置のストッパ機構の各種の実施例を示す。

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。

Ｖ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１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
。

第５図および第６図は安全装置２０の詳細を示す。

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、さらに内部にはこの円板４
ｅに当接し軸方向に摺動自在な摺動管２２が配設され、
ケーシング２１の１端とこの摺動管２２との間に介装さ
れる圧縮コイルばね２８によって軸受４ａ方向へ付勢さ
れている。一方、摺動管２２の外周面より円周方向等分
に配列された複数個の突起２３がケーシング２１の外周
面に穿設された長大２１ｂより突出し、さらに突起２３
の先端近傍より油圧シリンダ方向に延在するサポート２
４を介して、ケーシング２１の外周側壁に設けた円錐形
状のノツチ２１ａにはまり込む鋼球２７をノツチ２１ａ
へ押圧する圧縮コイルばね２６を収納したばね収納管２
５が配設される。ばね収納管２５の外端は螺設され、同
じく螺設された外蓋（キャップ）２５ａが螺着され、圧
縮コイルばね２６の付勢力を調整できる構造とされる。

ケーシング２１の油圧シリンダ５側の端板はピストンロ
ッド５ａと固着もしくは螺着される。

異物が両ロール間に噛込んで異常に大きな力が働き、両
ロール間の間隙を瞬時に拡大しようとしたときには、円
板４ｅは急激に左方向へ移動し、異物は拡張された両ロ
ール間の間隙より下方へ落下する。

異物が排除された後は、圧縮コイルばね２８の付勢力に
より鋼球は右側Ｃ軸受側）へ移動し、ノツチ２１ａへ収
まって停止する。

圧縮コイルばね２８は、異物噛込時に鋼球２７がノツチ
２１ａから離脱し、右側へ移動するときの急激な運動の
際、摺動管２２がケーシング２１の端板に激突するとき
のバッファ（緩衝材）も兼ねている。

第７図（ａ）〜（ｄ）に■ノツチと鋼球によるストッパ
機構の各種の代替案を示す。第７図（ｂ）は鋼球の代り
に砲弾形を使用したもの、第７図（Ｃ）は鋼球の代りに
先端を円錐台加工したもの、第７図（ｄ）は片流れの棒
材のものを示す。

以上説明した安全装置２０の実施例は、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、両ロールを引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。

また、鋼球または棒材をＶノツチにはまり込む方式とし
たので、異物浪人時以外の通常時は、ピストンロッドと
軸受との距離を一定に保持することができ、ばね力のみ
による安全装置に比べて通常時に両者の距離の脈動変化
を防止できる利点が有る。

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／ｃｍ″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、抑圧力、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、左端は粗く右端では細
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、Ｖプーリ、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δ８と６５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、−δ１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”に設定さねた左右２つの減圧弁１０７を通過して
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、〉δ６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／ｃｍ’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／ｃｍ″減圧の指令が与えられ、ラインＢには
７８　ｋ、　ｇ　／　ｃ　ｒｒ？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（ものである。ドライバは
センサへ約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１４０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／ｃｒｎ”
（たとえば、５ｋｇ／ｃｒｎ”）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１．３０により段階的に昇圧または降
圧され、常時加圧ラインＡ、Ｂの高い方の圧力より、た
とえば５ｋｇ／ｃｒｒ？はと高く設定される。したがっ
て、たとえば加圧ラインＡまたはＢが８０ｋｇ／ｃｍ’
のときにはリリーフ弁１２０は８５　ｋ　ｇ／ｃｍ’に
設定され、加圧ラインＡが８２ｋｇ／ｃｒｎ’、加圧ラ
インＢが７８ｋｇ／ｃｒｎ’のときにはリリーフ弁１２
０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５　ｋ　ｇ／ｃｒ
Ｉ′１″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／ｃｒｎ’（上記の例では５ｋｇ／ｃｒｎ’）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／ｃｒｎ”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ば保
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。

［発明の効果コ以上述べたように、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
離が自動的に拡張されるため、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。また、本発明の安全装置は異物
混入時以外はピストンロッドと軸受間距離を一定に保つ
ことができる。さらに、異物噛込時の作動と異物排除後
の復帰が自動的に行なわれるためメインテナンス性に優
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７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図は可動側ロール抑圧用の油
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図は第５図の安全装置の部分
拡大縦断面図、第７図（ａ）〜（ｄ）は安全装置のスト
ッパ機構の各種の実施例を示す縦断面図である。ｌ・・・・・・ロールプレス、３・・・・・・固定側ロール、４・・・・・・可動側ロール、４ｂ・・・減速機、４ｄ・・・ロッド、２・・・・・・ケーシング、３ａ・・・軸受、４ａ・・・軸受、４ｃ・・・モータ、４ｅ・・・円板、５．５Ｌ、５Ｒ・・・油圧シリンダ、１０・・・・・・ギャップセンサ、２０・・・・・・安全装置、　　２１・・・・・・ケー
シング、２１ａ・・・ノツチ、　　　２１ｂ・・・長穴
、２２・・・・・・摺動管、　　　２３・・・・・・突
起、２４・・・・・・サポート、　　　２５・・・・・
・ばね収納管、２５ａ・・・外蓋、　　　　　２６・・
・・・・圧縮コイルばね、２７・・・・・・鋼球、　　
　　　２８・・・・・・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、１０７Ｒ・
・・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。特許出願人　　宇部興産株式会社第１図第２図第４図第５図第７図（ａ）（ｂ）（Ｃ）（ｄ）

Claims

【特許請求の範囲】

（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１端が前記油圧シリンダのピストンロッド
に固結され他端には前記可動側軸受から水平に突設され
たロッドの先端に固設された円板を嵌入する円筒状のケ
ーシングと、該円板に当接しケーシング内を軸方向に摺
動可能な摺動管と、該摺動管に固結されケーシング外周
側面に設けた長穴より該ケーシング外に突出する突起と
、該突起にサポートを介して固設され該ケーシング外周
側面に設けられた円錐状のノッチに嵌装された鋼球を該
ノッチに押圧する圧縮コイルばねを収納したばね収納管
、および、該ケーシング内に収納され前記摺動管側壁を
該軸受方向に付勢する圧縮コイルばねを具備するロールプレス。