JPH04702B2 - - Google Patents

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JPH04702B2
JPH04702B2 JP60235044A JP23504485A JPH04702B2 JP H04702 B2 JPH04702 B2 JP H04702B2 JP 60235044 A JP60235044 A JP 60235044A JP 23504485 A JP23504485 A JP 23504485A JP H04702 B2 JPH04702 B2 JP H04702B2
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JP
Japan
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mill
grinding
particle size
media
chamber
Prior art date
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JP60235044A
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JPS6295150A (en
Inventor
Tatsuo Hagiwara
Shunkai Fujimoto
Kyoichi Yahagi
Ken Yamaguchi
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Publication of JPS6295150A publication Critical patent/JPS6295150A/en
Publication of JPH04702B2 publication Critical patent/JPH04702B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔産業上の利用分野〕 本発明はスラリー製造用ミルに関する。 〔従来の技術〕 従来、この種のスラリー製造用ミルは、ミルの
長手方向に備えた仕切壁によつてミルを複数の粉
砕室に区分し、ミルの入口から出口に向う各粉砕
室には粒度分布をもち平均粒度が順次縮小してい
る粉砕媒体をそれぞれ充てんし、ミル入口から供
給された固体材料および液体は、ミルの回転によ
る粉砕作用を受けて粒度が細かくなり、ある濃度
をもつてミル出口から排出され、スラリーが製造
される。第4図は従来のスラリー製造用ミルを示
している。1はミルをしめし、2はミルの胴体で
あり、3は胴体の内壁面に設けたライナである。
4はミルの入口で、5はミルの出口である。ミル
の内部には仕切壁10,6をそれぞれ設け、ミル
入口側の粉砕室11とミル出口側の粉砕室12と
に区画している。これらの粉砕室11,12には
粒度分布の異なる粉砕媒体をそれぞれ充てんして
おり、軸心mを中心として回転するようになつて
いる。 ミルの入口4からは固体材料および液体がそれ
ぞれ所定供給速度をもつて供給されると、固体材
料は粉砕作用を受けて細かくなり、前記の所定供
給速度に対応した濃度をもつて、仕切壁10,6
に設けた間〓(図示省略)を通過してミル出口5
から排出されてスラリーが製造される。また、仕
切壁の他の構成として、仕切壁内部に掻上げ板を
備え、粉砕室におけるスラリーを次の粉砕室へ移
動させることがある。 なお、このさい固体材料および液体とともに、
界面活性剤などよりなる分散剤を添加し、粉砕を
改善させている。 前記のごとく粉砕室11,12には粒度分布の
異なる粉砕媒体をそれぞれ充てんされているが、
この媒体は粉砕効率を高めるために固体材料の粒
度に応じ、ミルの入口から出口に向かつて大径の
ものから順次小径のものになるように充てんされ
ており、かつ微粉砕のために小径の粉砕媒体をも
ちいることが望ましい。しかし、実際にはミル内
における固体材料および流体の流れの影響によつ
て、逆方向に配列させることがある。これは粉砕
効率を低下させることとなるので、上記粉砕媒体
を適性状態に配列充てんさせるために部分的な配
列充てんとなつてしまうが前記のごとく仕切壁1
0,6を設けて粉砕室を区画し、ミルの入口側の
粉砕室11には平均粒度が大となる粒度分布をも
つ粉砕媒体を充てんさせ、ミルの出口側の粉砕室
12には平均粒度が小となる粒度分布をもつ粉砕
媒体を充てんさせて、大径の粉砕媒体がミル出口
側へ移動することを防止している。 ところで、上記従来のスラリー製造用ミルで
は、固体材料と液体との混合系のもとでの粉砕の
進行と濃度に対応して混合系であるスラリーの粘
度が変化し、高粘度状態のもとでは、粉砕室内の
粉砕媒体の移動も不規則となり、粉砕効率や粉砕
性能に悪影響を及ぼしている。また、微粉砕のた
めに比較的小径の粉砕媒体をもちいているが、ミ
ルの回転に伴い粉砕媒体がミルのライナに沿つて
上昇して一定高さに達した後落下を行う運動にさ
いして、ミルの回転数によつても差異があるが粉
砕媒体と固体材料との間における衝撃作用、磨砕
作用が充分でない。ことに高粘度状態のスラリー
のもとで、単体重量の少い粉砕媒体による粉砕で
は良好な粉砕効率や粉砕性能が得られず、場合に
よつては粗大粒子が充分な粉砕作用を受けること
なくミル内を移動してしまい、粗大粒子を含む微
粉砕されたスラリーがミルから排出されてしま
う。とくに、ミル有効直径が比較的大きく、か
つ、小径の粉砕媒体をもちいて微粉砕する場合に
は、著しい。 〔発明が解決しようとする課題〕 そこで本発明は、ミルの粉砕室における粉砕媒
体の運動が著しくなるように促進させ、高粘度状
態のもとで高い粉砕効率や粉砕性能を得ることが
できる優れたスラリー製造用ミルを提供しようと
するものである。 〔課題を解決するための手段〕 上記課題を解決するための本発明のスラリー製
造用ミルは、ミルの長手方向に備えた仕切壁によ
つてミルを複数の粉砕室に区画し、ミルの入口か
ら出口に向う各粉砕室には粒度分布をもち平均粒
度が順次縮小している粉砕媒体をそれぞれ充てん
したスラリー製造用ミルにおいて、ミル有効直径
がミルの長手方向で一定で、かつ、各粉砕室の少
くとも1室には平均粒度が20〜25mmの範囲である
粉砕媒体が充てんされるとともに、各粉砕室の仕
切壁が次式 li≦di/(a√+b) li:仕切壁の間隔(mm) di:各粉砕室における粉砕媒体の平均粒度
(mm)、重量基準算術平均径、 D:ミル有効直径(mm) a:定数、−1.092×10-4 b:定数、0.01241 に従う間隔に配設されたものである。 本発明のスラリー製造用ミルに於いて、複数に
区画された粉砕室の仕切壁の間隔を定める前記式 li≦di/(a√+b) をいかように導いたかについて説明する。 本発明者らは高粘度スラリー製造用ミルについ
て研究し、特にそのスケールアツプについて、大
型化するにつれ、従来の設計方法により製作する
と性能が低下する傾向があることを見出した。 実験したミル有効径、およびミル長さは以下の
とおりである。 ミルNo.=ミル有効径〔mm〕×ミル長さ〔mm〕 A=300×(600〜1500) B=478×1500 C=1200×2400 D=2044×6330 E=3850×500 F=3850×11550 また、A〜Fのミルに用いた粉砕媒体は径d=
15mm〜50mmの種々の媒体をある比率をもつて組合
せ使用した。スラリーとしては、石炭濃度約50%
のCOMについてテストを実施した。テスト結果
で特に、注目されたのは、前記EミルとFミルの
性能の差異であり、その差異は、粉砕室の長さが
主要因であると考えられた。 本発明のスラリー製造用ミルと同様の粉砕を小
規模ではあるが近似するミルとして、媒体径1〜
5mmの粉砕媒体を用いる、いわゆる媒体撹拌ミル
がある。例として、アトライターミル、デイスク
を回転させる横軸ダイノミル等がある。媒体撹拌
ミルでは、媒体と胴径または回転デイスク径の比
は、100倍以上のものまであり、この点でも、粉
砕現象を解明するに参考になるものである。媒体
撹拌ミルの粉砕に及ぼす影響因子の中で、本発明
者らが研究しているスラリー製造用ミルの設計因
子に、欠落している項を検討すると、粉砕室を区
画する回転デイスク間の寸法と、粉砕媒体径の関
係であり、これは、まさに、研究しているスラリ
ー製造用ミルの粉砕室を区画する仕切壁および粉
砕媒体径との関係に相当するものであろうと推察
した。しかも、媒体撹拌ミルの性能を評価する粉
砕室内の媒体間せん断応力等に対する回転デイス
ク間の寸法と粉砕媒体径の各項は、次数の低い比
例項として表現されていた。しかしながら、理論
的には、いまだ解明されてはいなかつた。 そこで本発明者らもこれらの考えを参考に以下
の様に実験式を作成した。 第3図cに示すように仕切壁により区画された
粉砕室の長さをlとすると、粉砕室l内の投入さ
れている粉砕媒体(平均径di)の運動を活発にす
ればするほど、粉砕媒体間のせん断応力が増大
し、粉砕効率が上昇する。仕切壁が粉砕室の長さ
方向すなわち、ミル軸方向にそのせん断力を与え
る影響因子を考えると、仕切壁が早く回転すれば
するほどより軸方向にせん断力を伝えることがで
きる。伝えられる距離を仕切壁よりl′とすると、
仕切壁の回転速度をUとして、 l′∝U ……(1) と考えられる。 また、粉砕媒体平均径diが大きいほど仕切壁の
影響を軸方向に伝え易いことより、 l′∝di ……(2) と考えられる。 仕切壁の回転速度Uについて ミル有効内径をDとすると、仕切壁の回転速度
Uはミル軸心上にてOであり、ミル胴壁上のミル
有効内径Dの点にて、最高のUnaxとなつている。
仕切壁の速度UをUnaxにて示すとすると、 U=Unax=πD・N/60 ……(3) ここでN:ミル回転数(rpm) ミル有効内径Dにおける臨界回転数をNcとす
れば、 Nc=42.3/√ ……(4) であり、 N=αNc =α・42.3/√ ……(5) ここでα:定数 にて、回転数Nが決定されている。 (5)を(3)に代入すると、 U=k1√ ……(6) ここでk1=42.3πα/60(定数) であり、(6)を(1)に代入すると、 l′∝√ ……(7) となる。 粉砕媒体平均径diとミル胴径について ボールミルの設計においては、ミル径が小さい
ミルからスケールアツプを行い、大きなミル径と
した場合でも、被粉砕物の原料粒子径が大きく変
わらないため、粉砕媒体平均径diも大きく変えて
は設計していないのが実状である。 この点は、スケールアツプ比率を一定とするハ
ードのスケールアツプ側からはずれている。ここ
に着目し、(2)式を、無次限化した次式とした。 l′∝di/D ……(8) ここで(7)、(8)式をとりまとめると、 l′∝√di/D l′∝di/√ ……(9) が得られる。 ミルの設計諸元のなかでミル有効内径D、ミル
回転数Nおよび粉砕媒体径diが決定されると、仕
切壁の与えるせん断力の軸方向に伝えられる距離
l′が、決定されるものと考えた。 これにより第3図aに示すように仕切壁Pi
Pi+1の間隔をlIとしたミルと、第3図bに示すよ
うに仕切壁Pi、Pi+1の間隔をl〓としたミルを比較
すれば仕切壁Pi、Pi+1の間隔が狭い第3図aのミ
ルの方が粉砕媒体の運動が活発であり、粉砕媒体
間のせん断応力が大きく、粉砕効率が高いものと
なる。この点を詳しく説明すると、第3図a,b
において、水平軸はミルの胴板に相当し、hは仕
切壁Pi、Pi+1の高さをしめしている。 第3図aにおいて仕切壁piにおける粉砕媒体に
作用するせん断力曲線はSiのごとくしめされ、仕
切壁Pi+1における粉砕媒体に作用するせん断力曲
線はSi+1のごとくしめされる。またせん断力曲線
Sssはそれぞれのせん断力曲線Si、Si+1の合成曲線
である。 せん断力の値は粉砕媒体が仕切壁Pi、Pi+1に接
触して近接した位置において最大値をしめし、仕
切壁Pi、Pi+1から離れた位置において低下してい
る。同様に第3図bにおいてはそれぞれのせん断
力曲線はSi、Si+1を合成曲線はSslにてしめして
いる。 第3図aおよび第3図bにおける合成せん断力
曲線SssおよびSslにより粉砕媒体に作用するせ
ん断力をみると、第3図bの場合には仕切壁Pi
Pi+1の間隔l〓はlIに比して広くなつており、仕切
壁Pi、Pi+1から離れた位置における合成せん断力
Sslは著しく低下し、殆んど作用が行われていな
い。従つて、仕切壁Pi、Pi+1の間隔が狭い第3図
aのミルの方が粉砕効率が高いことが判る。これ
により高効率のミルであるためには仕切壁の間隔
をliとすると、 li∝l′ ……(10) すなわち、(9)より li∝di/√ ……(11) となる。 実験データより、li、di、√の各項目につい
て、整理し、粉砕性の良否を消費動力にてしめす
粉砕効率およびスラリー製品の粒度分布をしめす
Rosin−Rammler式のn値より判定し、liがいか
なる寸法以下が望ましいか、検討した。これに
は、(11)式よりdiおよび√を個別に、評価できる
下式と仮定して行つた。 li≦di/a√D+b ……(12) ここでli:仕切壁の間隔(mm) di:各粉砕室における粉砕媒体の平均粒度
(mm) (重量基準算術平均径) D:ミル有効径(mm) a,b:定数 前述の実験したA〜Fの各ミルにおいて、Eミ
ルは第3図aのごとくミル有効径に比して壁面間
距離が小さく、合成せん断力が有効に作用してい
るものと想定され、粉砕性は非常に良好であつ
た。 なお、Eミルの場合、ミル入口壁が第3図aの
Pi、ミル出口壁がPi+1に相当するものである。ま
た、Fミルにおいて、仕切壁1枚設け、2室ミル
として実験した場合は、2室目の仕切壁間の距離
は8085(mm)であり、第3図bのごとく合成せん
断力が0となり、せん断力が作用していないもの
と考えられ、粉砕性も悪いものであつた。 合成せん断力が有効に作用する限界値は、Cミ
ルおよびFミルの仕切壁を2枚設けた3室ミルの
以下の条件の時であつた。
[Industrial Field of Application] The present invention relates to a mill for producing slurry. [Prior Art] Conventionally, in this type of slurry manufacturing mill, the mill is divided into a plurality of grinding chambers by a partition wall provided in the longitudinal direction of the mill, and each grinding chamber from the inlet to the outlet of the mill is divided into a plurality of grinding chambers. The solid material and liquid supplied from the mill inlet are each filled with a grinding medium that has a particle size distribution and the average particle size is gradually reduced. It is discharged from the mill outlet and a slurry is produced. FIG. 4 shows a conventional slurry manufacturing mill. 1 indicates a mill, 2 a body of the mill, and 3 a liner provided on the inner wall surface of the body.
4 is the inlet of the mill, and 5 is the outlet of the mill. Partition walls 10 and 6 are provided inside the mill to divide the mill into a grinding chamber 11 on the mill inlet side and a grinding chamber 12 on the mill outlet side. These grinding chambers 11 and 12 are filled with grinding media having different particle size distributions, respectively, and rotate about an axis m. When a solid material and a liquid are supplied from the inlet 4 of the mill at a predetermined supply rate, the solid material is pulverized and becomes fine, and the solid material is pulverized into pieces at a concentration corresponding to the predetermined supply rate. ,6
Pass through the gap (not shown) provided at the mill outlet 5.
A slurry is produced by discharging the slurry. In addition, as another configuration of the partition wall, a scraping plate may be provided inside the partition wall to move the slurry in the grinding chamber to the next grinding chamber. In addition, at this time, along with solid materials and liquids,
A dispersant such as a surfactant is added to improve pulverization. As mentioned above, the grinding chambers 11 and 12 are filled with grinding media having different particle size distributions, respectively.
In order to increase the pulverization efficiency, this medium is filled from large to small diameter from the inlet to the exit of the mill according to the particle size of the solid material. It is preferable to use grinding media. However, in reality, the effects of solid material and fluid flow within the mill may cause them to align in the opposite direction. This will reduce the grinding efficiency, so in order to arrange and fill the grinding media in an appropriate state, it is necessary to partially arrange and fill the partition wall 1 as described above.
The grinding chamber 11 on the inlet side of the mill is filled with grinding media having a particle size distribution with a large average particle size, and the grinding chamber 12 on the outlet side of the mill is filled with a grinding medium having a particle size distribution with a large average particle size. The mill is filled with a grinding medium having a particle size distribution with a small diameter to prevent large-diameter grinding media from moving toward the mill outlet side. By the way, in the above-mentioned conventional slurry manufacturing mill, the viscosity of the slurry, which is a mixed system, changes in response to the progress and concentration of pulverization in a mixed system of solid materials and liquid, and the viscosity of the slurry changes under a high viscosity state. In this case, the movement of the grinding media within the grinding chamber is also irregular, which has a negative effect on grinding efficiency and grinding performance. In addition, a relatively small-diameter grinding medium is used for fine grinding, but as the mill rotates, the grinding medium rises along the liner of the mill, reaches a certain height, and then falls. Although there is a difference depending on the rotation speed of the mill, the impact action and grinding action between the grinding media and the solid material are insufficient. Especially in highly viscous slurry, grinding with a grinding medium with a small unit weight does not provide good grinding efficiency or grinding performance, and in some cases, coarse particles may not receive sufficient grinding action. It moves through the mill, and the finely ground slurry containing coarse particles is discharged from the mill. This is particularly noticeable when the effective diameter of the mill is relatively large and when a small-diameter grinding medium is used for fine grinding. [Problems to be Solved by the Invention] Therefore, the present invention provides an excellent method that can significantly accelerate the movement of the grinding media in the grinding chamber of a mill and obtain high grinding efficiency and grinding performance under high viscosity conditions. The purpose of this invention is to provide a mill for producing slurry. [Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the slurry manufacturing mill of the present invention divides the mill into a plurality of grinding chambers by partition walls provided in the longitudinal direction of the mill, and In a mill for slurry production in which each grinding chamber toward the outlet is filled with grinding media that has a particle size distribution and the average particle size decreases sequentially, the mill effective diameter is constant in the longitudinal direction of the mill, and each grinding chamber is At least one chamber is filled with a grinding medium having an average particle size in the range of 20 to 25 mm, and the partition wall of each grinding chamber is defined by the following formula l i ≦d i / (a√+b) l i : partition wall spacing (mm) d i : Average particle size of grinding media in each grinding chamber (mm), weight-based arithmetic mean diameter, D: Mill effective diameter (mm) a: constant, -1.092×10 -4 b: constant, 0.01241 They are arranged at intervals according to the following. In the slurry production mill of the present invention, how the above-mentioned formula l i ≦d i /(a√+b), which defines the interval between the partition walls of the plurality of divided crushing chambers, was derived will be explained. The present inventors have studied mills for producing high viscosity slurries, and have found that as the mill increases in size, its performance tends to decrease when manufactured using conventional design methods. The experimental mill effective diameter and mill length are as follows. Mill No. = Mill effective diameter [mm] x Mill length [mm] A = 300 x (600 to 1500) B = 478 x 1500 C = 1200 x 2400 D = 2044 x 6330 E = 3850 x 500 F = 3850 x 11550 Also, the diameter of the grinding media used in mills A to F is d=
Various media ranging from 15 mm to 50 mm were used in combination in certain proportions. As a slurry, coal concentration is approximately 50%
Tests were conducted on COM. Particularly noteworthy in the test results was the difference in performance between the E-mill and F-mill, and it was thought that the main factor behind this difference was the length of the grinding chamber. As a mill that approximates the same grinding as the mill for slurry production of the present invention, albeit on a smaller scale,
There are so-called media stirred mills that use 5 mm grinding media. Examples include attritor mills, horizontal axis dyno mills that rotate disks, etc. In a media agitation mill, the ratio of the media to the diameter of the barrel or rotating disk can be more than 100 times, and from this point of view, it is also useful for elucidating the pulverization phenomenon. Among the factors that influence the grinding of a media agitation mill, we consider the missing item in the design factors of the slurry production mill that the present inventors are researching. This is the relationship between the diameter of the grinding medium and the diameter of the grinding medium, and we surmised that this corresponds to the relationship between the diameter of the grinding medium and the partition wall that partitions the grinding chamber of the slurry production mill being studied. Moreover, each term of the dimension between rotating disks and the diameter of the grinding medium with respect to the shear stress between the media in the grinding chamber, which evaluates the performance of the media agitation mill, has been expressed as a low-order proportional term. However, theoretically, it has not yet been clarified. Therefore, the present inventors also created the following experimental formula with reference to these ideas. As shown in Fig. 3c, if the length of the grinding chamber partitioned by partition walls is l, then the more active the movement of the grinding medium (average diameter d i ) placed in the grinding chamber l is, the more , the shear stress between the grinding media increases and the grinding efficiency increases. Considering the influencing factors of the partition wall imparting its shear force in the length direction of the grinding chamber, that is, in the mill axial direction, the faster the partition wall rotates, the more the shear force can be transmitted in the axial direction. If the distance that can be transmitted is l′ from the partition wall, then
Letting the rotational speed of the partition wall be U, it can be considered that l'∝U...(1). Furthermore, since the larger the average diameter d i of the grinding media, the easier it is to transmit the influence of the partition wall in the axial direction, it is thought that l′∝d i ...(2). About the rotational speed U of the partition wall If the mill effective inner diameter is D, the rotational speed U of the partition wall is O on the mill axis, and at the point of the mill effective inner diameter D on the mill body wall, the maximum U nax It is becoming.
If the speed U of the partition wall is expressed by U nax , then U = U nax = πD・N/60... (3) where N: Mill rotation speed (rpm) The critical rotation speed at the mill effective inner diameter D is N c Then, N c =42.3/√...(4), N=αN c =α·42.3/√...(5) where α: constant, and the rotation speed N is determined. Substituting (5) into (3), U=k 1 √ ...(6) Here, k 1 =42.3πα/60 (constant), and substituting (6) into (1), we get l′∝ √ ……(7) becomes. Regarding the average diameter of the grinding media d i and the mill barrel diameter When designing a ball mill, even if you scale up the mill from a small mill diameter to a larger mill diameter, the raw material particle size of the material to be ground will not change significantly, so the grinding The reality is that the design is not designed with a large change in the medium average diameter d i . This point deviates from the hardware scale-up side, where the scale-up ratio is constant. Focusing on this, we changed equation (2) to the following equation, which is dimensionless. l'∝d i /D...(8) Here, by combining equations (7) and (8), l'∝√d i /D l'∝d i /√...(9) is obtained. When the mill effective inner diameter D, mill rotation speed N, and grinding media diameter d i are determined in the design specifications of the mill, the distance over which the shear force exerted by the partition wall is transmitted in the axial direction
It was assumed that l' was determined. As a result, as shown in FIG. 3a, the partition wall P i ,
Comparing a mill in which the interval between P i +1 is l I and a mill in which the interval between partition walls P i and P i +1 is l〓 as shown in Fig. 3b, the partition walls P i and P i In the mill shown in FIG. 3a in which the +1 interval is narrower, the movement of the grinding media is more active, the shear stress between the grinding media is greater, and the grinding efficiency is higher. To explain this point in detail, Figure 3 a, b
, the horizontal axis corresponds to the shell plate of the mill, and h indicates the height of the partition walls P i and P i+1 . In Figure 3a, the shear force curve acting on the grinding medium at partition wall p i is shown as S i , and the shear force curve acting on the grinding medium at partition wall P i+1 is shown as S i+1. Ru. Also the shear force curve
S ss is a composite curve of the respective shear force curves S i and S i+1 . The value of the shearing force shows a maximum value at a position where the grinding medium contacts and is close to the partition walls P i , P i+1 , and decreases at a position away from the partition walls P i , P i+1 . Similarly, in FIG. 3b, the respective shear force curves are shown as S i and S i+1, and the composite curve is shown as S s l. Looking at the shear forces acting on the grinding media using the composite shear force curves S ss and S s l in Figures 3a and 3b, in the case of Figure 3b, the partition wall P i ,
The interval l〓 of P i+1 is wider than l I , and the resultant shear force at a position away from the partition walls P i and P i+1 is
S s I is significantly reduced and very little action is taking place. Therefore, it can be seen that the mill shown in FIG. 3a, in which the distance between the partition walls P i and P i+1 is narrow, has higher grinding efficiency. As a result, in order to have a highly efficient mill, if the interval between partition walls is l i , then l i ∝l′ ……(10) In other words, from (9), l i ∝d i /√ ……(11) Become. Based on the experimental data, the items of l i , d i , and √ are organized to show the grinding efficiency and particle size distribution of the slurry product, which shows the quality of grindability in terms of power consumption.
It was determined based on the n value of Rosin-Rammler equation, and the desirable size or lower value of l i was examined. This was done on the assumption that d i and √ can be evaluated individually from equation (11) using the following equation. l i ≦d i /a√D+b ...(12) where l i : Spacing between partition walls (mm) d i : Average particle size of grinding media in each grinding chamber (mm) (weight-based arithmetic mean diameter) D: Mill effective diameter (mm) a, b: constant In each of the mills A to F tested above, E mill has a smaller distance between walls than the mill effective diameter as shown in Figure 3 a, and the combined shear force is effective. It is assumed that the pulverization properties were very good. In addition, in the case of E mill, the mill inlet wall is as shown in Fig. 3a.
P i , the mill outlet wall corresponds to P i+1 . In addition, when experimenting with F mill as a two-chamber mill with one partition wall, the distance between the partition walls in the second chamber is 8085 (mm), and the resultant shear force becomes 0 as shown in Figure 3b. It is thought that no shearing force was applied to the powder, and the crushability was also poor. The limit value at which the combined shear force acts effectively was found under the following conditions for a three-chamber mill with two partition walls: C mill and F mill.

〔作用〕[Effect]

本発明は上記のような構成により次のような作
用を有する。 すなわち、ミルにおいては固体材料の粉砕の進
行にともなう粒度に応じた粒度分布による平均粒
度をもつ粉砕媒体によつて、各粉砕室では大径の
ものから小径のものになつていてその平均粒度が
順次縮小している充てん状態のもとで、上記ミル
の回転にともないライナに沿つて粉砕媒体は上部
に持ち上げられてから瀑布状の落下状態をしめ
し、粉砕媒体と固体材料との間には衝撃作用をは
じめとする粉砕作用が行われ、さらに、各粉砕室
の仕切壁が上記の関係式に従う間隔に配設されて
いることにより、仕切壁に接触して近接した位置
から離れた位置にいたるまで粉砕媒体には合成せ
ん断力が作用して、粉砕媒体の持ち上げおよび落
下の運動により一層活発になされるので、高粘度
状態を呈するスラリーの製造に当たり小径の粉砕
媒体をもちいても上記高粘度状態に打勝つて粉砕
作用を促進させることとなり、粉砕効率や粉砕性
能を著しく改善することができる。 〔実施例〕 第1図、第2図は本発明の一実施例をしめすも
のである。 第1図、第2図において、1はミルをしめし、
2はミルの胴体であり、3は胴体の内壁面に設け
たライナである。 4はミルの入口で、5はミルの出口5をしめ
す。ミルの内部には、ミルの長手方向に複数の仕
切壁P1,P2,P3,P4,6をそれぞれ設け、ミル
の内部を複数の粉砕室C1,C2,C3,C4,C5に区
画している。粉砕室の長さすなわち粉砕室の仕切
壁の間隔はその中心線間隔をもつて表わすものと
してl1,l2,l3,l4,l5にてしめされ、ミルの入口
から出口に向う各粉砕室においてその間隔は順次
縮小している。なお、l1はミルの入口端面の入口
壁の外周縁より仕切壁P1までの距離を示したも
のである。 各粉砕室には粉砕媒体がそれぞれ充てんされて
いるが、いるれも粉砕媒体の粒度分布、平均粒度
が異つており、粉砕室C1,C2,C3,C4,C5とミ
ルの入口から出口に向かうにしたがつて、粉砕媒
体の粒度分布、平均粒度を順次縮小させている。 すなわち、ミルの入口側の粉砕室C1には平均
粒度が大となる粒度分布をもつ粉砕媒体を充てん
させ、ミルの出口側の粉砕室C5には平均粒度が
小となる粒度分布をもつ粉砕媒体を充てんさせて
おり、同様に粉砕室C2,C3,C4には平均粒度が
順次小となる粒度分布をもつ粉砕媒体を充てんさ
せることにより、大径の粉砕媒体がミル出口側へ
移動することを防止させている。 ミル1はその軸心mを中心として回転するよう
になつており、ミルの入口4からは固体材料、液
体および添加剤がそれぞれ所定供給速度をもつて
供給されると固体材料は粉砕作用を受けて、順次
粉砕室C1,C2,C3,C4,C5を通過するにともな
い細かくなり、前記の所定供給速度に対応した濃
度をもつてミル出口から排出される。 第3図は第1図にしめしたI−I線における断
面図であつて、ミル1は矢印Aの方向に回転して
いる。 8は粉砕媒体であつて、ミル1の回転にともな
いライナ3に沿つて粉砕媒体8は上部に持ち上げ
られて上昇し、一定高さに達した後、重力作用に
よつて落下する。落下の状態としては激しい瀑布
状などを呈し、粉砕媒体と固体材料との間には衝
撃作用、磨砕作用が行われて粉砕される。7はそ
れぞれの仕切壁に設けたスリツトであり、スリツ
トの幅は粉砕媒体8の直径よりも狭いために、粉
砕媒体が隣接する粉砕室へ移動することが防止さ
れ、スラリーのみが仕切壁のスリツト7を通過し
てミル出口5から排出される。なお、Dはミル1
の有効直径をしめす。 そしてミルの有効直径はミル長手方向に一定に
なされ、かつ各粉砕室C1,C2,C3,C4,C5の少
くとも1室には平均粒度が20〜25mmの範囲である
粉砕媒体を充填させ、各粉砕室C1,C2,C3,C4
C5の仕切壁P1,P2,P3,P4,6は次式 li≦di/(a√+b) ここに、li:仕切壁の間隔(mm) di:各粉砕室における粉砕媒体の平均粒度
(mm)、 重量基準算術平均径、 D:ミル有効直径(mm) a:定数、−1.092×10-4 b:定数、0.01241 に従う間隔に配設してある。 上記の本発明によるミルの具体的な実施例と従
来技術によるミルを用いてスラリー製造を行つた
データの比較表を次にしめす。スラリーの種類と
してはCOMをもちいた。
The present invention has the following effects due to the above configuration. In other words, in a mill, the average particle size changes from large to small in each grinding chamber, using a grinding medium with an average particle size according to the particle size distribution according to the particle size as the grinding of the solid material progresses. Under the gradually decreasing filling state, as the mill rotates, the grinding media is lifted upward along the liner and then falls like a waterfall, and there is an impact between the grinding media and the solid material. Furthermore, since the partition walls of each grinding chamber are arranged at intervals according to the above relational expression, the pulverizing action including the grinding action is carried out, and as a result of the fact that the partition walls of each grinding chamber are arranged at intervals according to the above relational expression, Synthetic shear force acts on the grinding media up to the point where the grinding medium is lifted up and dropped, making it even more active. Therefore, even if a small-diameter grinding medium is used to produce a slurry that exhibits a high viscosity state, the high viscosity state described above can be maintained. By overcoming this, the crushing action is promoted, and the crushing efficiency and performance can be significantly improved. [Embodiment] FIGS. 1 and 2 show an embodiment of the present invention. In Figures 1 and 2, 1 indicates a mill;
2 is the body of the mill, and 3 is a liner provided on the inner wall surface of the body. 4 indicates the inlet of the mill, and 5 indicates the outlet 5 of the mill. Inside the mill, a plurality of partition walls P 1 , P 2 , P 3 , P 4 , 6 are provided in the longitudinal direction of the mill, and the inside of the mill is divided into a plurality of grinding chambers C 1 , C 2 , C 3 , C. It is divided into sections 4 and C5 . The length of the grinding chamber, that is, the spacing between the partition walls of the grinding chamber, is expressed by the distance between their center lines, and is expressed as l 1 , l 2 , l 3 , l 4 , and l 5 from the inlet to the outlet of the mill. In each grinding chamber, the spacing is gradually reduced. Note that l 1 indicates the distance from the outer peripheral edge of the inlet wall at the inlet end face of the mill to the partition wall P 1 . Each grinding chamber is filled with grinding media, but the particle size distribution and average particle size of the grinding media are different, and the grinding chambers C 1 , C 2 , C 3 , C 4 , C 5 and the mill The particle size distribution and average particle size of the grinding media are gradually reduced from the inlet to the outlet. That is, the grinding chamber C1 on the inlet side of the mill is filled with a grinding medium having a particle size distribution with a large average particle size, and the grinding chamber C5 on the outlet side of the mill has a particle size distribution with a small average particle size. Similarly, the grinding chambers C 2 , C 3 , and C 4 are filled with grinding media having a particle size distribution in which the average particle size becomes smaller in order, so that the large-diameter grinding media is placed on the mill outlet side. It prevents you from moving to. The mill 1 rotates around its axis m, and when solid materials, liquids, and additives are supplied from the mill inlet 4 at predetermined supply rates, the solid materials are subjected to a crushing action. As it passes through the grinding chambers C 1 , C 2 , C 3 , C 4 , and C 5 in order, it becomes finer and is discharged from the mill outlet with a concentration corresponding to the above-mentioned predetermined supply rate. FIG. 3 is a sectional view taken along the line I--I shown in FIG. 1, and the mill 1 is rotating in the direction of arrow A. Reference numeral 8 denotes a grinding medium. As the mill 1 rotates, the grinding medium 8 is lifted upward along the liner 3 and rises. After reaching a certain height, it falls under the action of gravity. The falling state is like a violent waterfall, and impact action and grinding action occur between the grinding medium and the solid material, causing the solid material to be crushed. 7 is a slit provided in each partition wall, and since the width of the slit is narrower than the diameter of the grinding medium 8, the grinding medium is prevented from moving to the adjacent grinding chamber, and only the slurry is passed through the slit in the partition wall. 7 and is discharged from the mill outlet 5. In addition, D is mil 1
indicates the effective diameter of The effective diameter of the mill is made constant in the longitudinal direction of the mill, and at least one of each of the milling chambers C 1 , C 2 , C 3 , C 4 , C 5 contains a pulverizer with an average particle size in the range of 20 to 25 mm. Each grinding chamber C 1 , C 2 , C 3 , C 4 ,
The partition walls P 1 , P 2 , P 3 , P 4 , and 6 of C 5 are calculated by the following formula l i ≦d i /(a√+b) where, l i : Interval between partition walls (mm) d i : Each crushing They are arranged at intervals according to the following: average particle size (mm) of the grinding media in the chamber, weight-based arithmetic mean diameter, D: mill effective diameter (mm) a: constant, -1.092×10 -4 b: constant, 0.01241. A comparison table of data for slurry production using a specific example of the mill according to the present invention described above and a mill according to the prior art is shown below. COM was used as the type of slurry.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の通り本発明のスラリー製造用ミルは、各
粉砕室で固体材料の粉砕の進行にともなう粒度に
応じた粒度分布による平均粒度をもつ粉砕媒体に
よつて、粉砕が行われ、さらに各粉砕室の両側に
おける仕切壁に接触して近接した位置から離れた
位置まで粉砕媒体に合成せん断力が作用し、粉砕
媒体の運動をより一層活発にさせるので、ミルの
回動にともなうライナに沿つた粉砕媒体の持ち上
げおよび落下の運動をさらに付加させることがで
きる。従つて粉砕媒体と固体材料との間における
衝撃作用をはじめとする粉砕作用が激しくなるよ
うに促進させることにより、高粘度状態を呈する
スラリーの製造にあたり、小径の粉砕媒体をもち
いていても粉砕効率や粉砕性能の著しい改善をは
かることができる。 さらに、分散剤と混合系との均一な混合ならび
に表面吸着による分散作用が促進されるため、混
合系の粘度状態を改善させ、同様に粉砕効率や粉
砕性能の改善に寄与させることが可能であるなど
その効果は多大である。
As described above, in the mill for slurry production of the present invention, pulverization is performed in each pulverizing chamber by a pulverizing medium having an average particle size according to a particle size distribution according to the particle size as the pulverization of the solid material progresses, and further, in each pulverizing chamber. A synthetic shear force is applied to the grinding media from a close position to a remote position in contact with the partition walls on both sides of the mill, making the movement of the grinding medium even more active, so that the grinding along the liner as the mill rotates. Further motions of lifting and dropping the media can be added. Therefore, by intensifying the crushing action, including the impact action between the crushing media and the solid material, it is possible to produce a slurry with a high viscosity, thereby improving the crushing efficiency even when using a small-diameter crushing media. It is possible to significantly improve the grinding performance and grinding performance. Furthermore, since the uniform mixing of the dispersant and the mixed system and the dispersion effect due to surface adsorption are promoted, the viscosity state of the mixed system can be improved, which can also contribute to improvements in grinding efficiency and grinding performance. The effects are enormous.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例に係るスラリー製造
用ミルの断面図、第2図は第1図I−I線に沿つ
た断面図、第3図はミルの粉砕室の仕切壁の間隔
と仕切壁によつて粉砕媒体に作用するせん断力と
の関係をしめす図、第4図は従来のスラリー製造
用ミルの断面図である。 1……ミル、8……粉砕媒体、C1,C2,C3
C4,C5……粉砕室、l1,l2,l3,l4,l5……仕切壁
の間隔。
FIG. 1 is a sectional view of a mill for slurry production according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line I-I in FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional slurry manufacturing mill. 1... Mill, 8... Grinding media, C 1 , C 2 , C 3 ,
C 4 , C 5 ... Grinding chamber, l 1 , l 2 , l 3 , l 4 , l 5 ... Spacing between partition walls.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ミルの長手方向に備えた仕切壁によつてミル
を複数の粉砕室に区画し、ミルの入口から出口に
向う各粉砕室には粒度分布をもち平均粒度が順次
縮小している粉砕媒体をそれぞれ充てんしたスラ
リー製造用ミルにおいて、ミル有効直径がミルの
長手方向で一定で、かつ、各粉砕室の少くとも1
室には平均粒度が20〜25mmの範囲である粉砕媒体
が充てんされるとともに、各粉砕室の仕切壁が次
式 li≦di/(a√+b) li:仕切壁の間隔(mm) di:各粉砕室における粉砕媒体の平均粒度
(mm)、重量基準算術平均径、 D:ミル有効直径(mm) a:定数、−1.092×10-4 b:定数、0.01241 に従う間隔に配設されたことを特徴とするスラリ
ー製造用ミル。
[Claims] 1. The mill is divided into a plurality of grinding chambers by partition walls provided in the longitudinal direction of the mill, and each grinding chamber from the inlet to the outlet of the mill has a particle size distribution, and the average particle size is gradually reduced. In a mill for slurry production filled with grinding media of
The chamber is filled with grinding media with an average particle size in the range of 20 to 25 mm, and the partition walls of each grinding chamber are defined by the following formula: l i ≦d i / (a√+b) l i : Spacing between partition walls (mm ) d i : Average particle size of the grinding media in each grinding chamber (mm), weight-based arithmetic mean diameter, D: Mill effective diameter (mm) a: constant, -1.092×10 -4 b: constant, arranged at intervals according to 0.01241 A slurry manufacturing mill characterized by the following:
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56118746A (en) * 1980-02-21 1981-09-17 Nippon Kokan Kk Ball mill for manufacturing com
JPS59206056A (en) * 1983-05-11 1984-11-21 株式会社日立製作所 Method and apparatus for adjusting particle size of solid

Patent Citations (2)

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