JPH05104012A - 竪型粉砕機の異常振動防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 運転中何らかの原因により振幅が大きく，か
つ，継続する異常振動が発生しても運転不能に陥ること
なく，その前兆を予知して回転テーブル上の原料層厚を
改善して回避する竪型粉砕機の振動対策を提供する。 【構成】 可変速電動機によって駆動され，回転テーブ
ルと粉砕ローラ間の原料層厚を測定する層厚計を備えた
竪型粉砕機において，運転中原料層厚の時間的変化を監
視し，予め設定した時間幅で原料層厚が単調減少したと
き，その下降量に見合って回転テーブルを低下させるこ
とによって異常振動を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は回転テーブルと粉砕ロー
ラとの協働により，石灰石，スラグ，クリンカ，セメン
ト原料や化学品などの原料を粉砕する竪型粉砕機の異常
振動防止方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】石灰石やスラグ，セメント原料などの原
料を細かく粉砕し粉体とする粉砕機の一種として，図７
に示すように，回転テーブルと粉砕ローラとを備えた竪
型粉砕機１が広く用いられている。この種の粉砕機は，
円筒状ケーシング１５の下部において定速モータ２Ｋに
より減速機２で駆動されて低速回転する円盤状の回転テ
ーブル３Ａと，その上面外周部を円周方向へ等分する箇
所に油圧などで圧接されて従動回転する複数個の粉砕ロ
ーラ４とを備えている。

【０００３】粉砕ローラ４はケーシング１５に回転軸６
によって揺動自在に軸支されたアーム５とアーム７を介
して油圧シリンダ９のピストンロッド１０に連結されて
おり，油圧シリンダ９を作動させることにより，粉砕ロ
ーラ４を回転テーブル３Ａ上に押圧して原料への粉砕圧
力を与えている。３Ｂは回転テーブル３Ａの外周縁に設
けられ原料層厚を調整するダムリング，１４は回転テー
ブル３Ａ周囲のガス吹上用環状空間通路，１４Ａはガス
供給路，１３は羽根１３Ａにより粉砕された原料を分級
する回転セパレータ，１６はガスと共に製品を取出す排
出口，１７は原料投入シュートである。

【０００４】このような竪型粉砕機において，回転テー
ブルの中央部へ原料投入シュート１７で供給された原料
は，回転テーブル３Ａの回転によりテーブル半径方向の
遠心力を受けて回転テーブル３Ａ上を滑るときに回転テ
ーブル３Ａにより回転方向の力を受け，回転テーブル３
Ａとの間で滑って回転テーブル３Ａの回転数よりいくら
か遅い回転を行なう。以上２つの力，すなわち，半径方
向と回転方向の力とが合成され，原料は回転テーブル３
Ａ上を渦巻状の軌跡を描いて回転テーブル３Ａの外周部
へ移動する。この外周部には，ローラが圧接されて回転
しているので，渦巻線を描いた原料は粉砕ローラ４と回
転テーブル３Ａとの間へローラ軸方向とある角度をなす
方向から進入して噛込まれて粉砕される。

【０００５】一方，ケーシング１５の基部にはダクトに
よって空気，あるいは熱風などのガスが導かれており，
このガスが回転テーブル３Ａの外周面とケーシングの内
周面との間の環状空間部１４から吹き上がることによ
り，粉砕された微粉体はガスに同伴されてケーシング１
５内を上昇し，上部に位置するセパレータ１３の羽根１
３Ａにより分級作用を受け，所定粒度の製品はガスと共
に排出口１６から排出され次の工程へ送られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のごとき従来の竪
型粉砕機においては，粉砕機の回転テーブル３Ａ上に落
下した原料が首尾よく粉砕ローラ４へ当接して噛込まれ
るためには，原料に適度の摩擦係数が必要であり，表面
がつるつるした滑らかな性状を有する摩擦係数の小さな
原料の場合には粉砕ローラ４を回転テーブル３Ａに向け
て強く押し付けても両者の間に介在する原料は脇へ逃げ
て有効な粉砕力を原料に与えることができない。こうし
た摩擦係数の小さな原料は概ね含有水分が少ないので，
予め原料含有水分を適正な値に調整することによって摩
擦係数を上昇させねばならない。こうした原料含有水分
が少なく摩擦係数の小さい原料のうち，特に比較的被粉
砕性の悪い物性を有する原料を超微粉砕する場合には，
ミル振動が頻発することが多く，振動値（振幅）が特に
大きい場合には機器の損傷や運転不能に陥って止むなく
運転休止に追い込まれることがあった。

【０００７】このように運転中ミル振動値が通常の値で
ある片振幅５０μｍよりもはるかに大きな値となる，い
わゆる，異常振動が起こり，しかもこの状態が継続する
ときには，早急にミル振動値を低下させるための何らか
の措置を講じなければならない。その手段としては，た
とえば，粉砕機へ供給する原料を一時的に減少させると
か，ミル通風量を増加させる，あるいは，原料に水分を
加える，ミル運転を停止する等の対応策がとられてい
た。しかしながら，原料の供給量減少やミル運転休止は
処理能力の低下を招き，ミル通風量の増加は製品の粒度
が粗大化して製品品質が低下し，水分添加による摩擦係
数の改善は製品水分が増加して製品品質の悪化を招くな
どいずれも２次的な悪影響を与えることになっていた。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するために，本発明の竪型粉砕機の異常振動を防止する
方法においては，可変速電動機によって駆動される回転
テーブル外周部上面に複数個の回転自在な粉砕ローラを
配置し，運転中における回転テーブルと粉砕ローラ間の
原料層厚を測定する層厚計を備え，該回転テーブル中央
部に供給した原料を回転テーブル上面と粉砕ローラ周面
との間で粉砕する竪型粉砕機において，運転中前記層厚
計で得られる原料層厚の時間的変化を監視し，予め設定
した時間幅で原料層厚が単調減少したとき，該原料層厚
の下降量に比例して回転テーブルの回転数を低下させる
こととした。

【０００９】

【作用】本発明の竪型粉砕機の異常振動防止方法におい
ては，運転中回転テーブルと粉砕ローラ間の原料層厚を
測定する層厚計の計測値の時間的変化の状態を監視し，
予め設定した時間幅（たとえば１０秒間〜２０秒間）の
中で原料層厚が単調減少した場合には，これを異常振動
の起こる前ぶれと判断して直ちに原料層厚を回復するた
めに回転テーブルの回転数を低下する。この場合回転数
の低下の割合は時間幅内における原料層厚の変化量（下
降量）に比例して操作する。このようにして，未然に異
常振動を回避し安定した運転状態に戻った時点で回転テ
ーブルの回転数を増加してもとの状態にする。

【００１０】

【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。図１〜図６は本発明の実施例に係る竪
型粉砕機を示し，図１は竪型粉砕機のフローシート，図
２は制御装置の制御ブロック線図，図３は制御系統図，
図４は層厚計の概略説明図，図５は運転中の原料層厚の
状態図，図６は運転中の測定振動の状態図である。図に
おいて，１は竪型粉砕機，２Ａは回転テーブル駆動用の
可変速電動機，６０は原料コンベヤ，７０は原料ホッ
パ，８０はコンスタントフィード・ウェア，８０ａは同
用可変速電動機，８０ｂはコンスタントフィード・ウェ
ア８０の秤量機，９０は集塵装置，１００は吸引ファ
ン，１３０は層厚計，１４０は差圧計，１４０ａ，１４
０ｂは圧力計，１５０は制御装置であり，制御装置１５
０は，図２に示すように，内部に設定器，制御器（調節
器と操作器），増幅器が収納されている。竪型粉砕機１
本体の各機器は従来技術で説明したとおりのものであり
その説明を省略する。

【００１１】次に層厚計１３０について説明すると，図
４に示すように，運転中刻々変動する原料層厚の変化に
対応して上下動する粉砕ローラ４の動きを回転軸６回り
に回動するアーム５の動きとして把握し，その変位は変
位変換器として，たとえば，差動変圧器を応用した層厚
計１３０で測定する。すなわち，図に示すように１次コ
イルＥと２次コイルＡ，Ｂとの間に磁性体で作られたコ
アＣを入れ，１次コイルＡに一定の交流電圧Ｅ_Ｐ，を励
磁しておき，アーム５とロッドＲを介して連結して前後
進させると，コアＣの移動によって２次コイルＡと２次
コイルＢに対するリアクタンスが変化し，両者の誘起電
圧Ｅ_ＡとＥ_Ｂに差を生じて出力電位差Ｅ。が得られ，こ
れよりコアＣの変位が測定できる。

【００１２】次に，制御装置１５０の作動について説明
する。図２に示すように，タイマで設定された時間間隔
毎に刻々測定される差圧計１４０および層厚計１３０な
らびに秤量機８０ｂの測定結果が電気信号に変換されて
制御装置１５０へ入力される。この３つの情報（ミル差
圧と原料層厚と原料供給量）と予め設定器に入力されて
いる設定値とを比較器で比較し，設定値の範囲を逸脱し
ている場合には制御器を介して可変速電動機２Ａの回転
数を制御して回転テーブル３Ａの回転数を増減する。設
定値には指定ミル差圧，指定時間幅，指定時間幅内の許
容層厚降下量ならびに定格回転数Ｎ（回転テーブル駆動
用可変速電動機）を入れておく。制御器は調節器と操作
器とから構成され，調節器は原料層厚変化量や原料層厚
時間的変化率と設定値との差異に応じて回転テーブル駆
動用可変速電動機の回転数の増減の幅を指示するもの
で，その制御動作には比例動作（Ｐ動作）を使用する
が，そのほかにも積分動作（Ｉ動作），微分動作（Ｄ動
作），比例積分動作（ＰＩ動作），比例微分動作（ＰＤ
動作）等，原料性状の変化の状況に応じて使い分けるこ
とができる。

【００１３】操作器はこの調節器からの指示に基づいて
可変速電動機２Ａへ動作指令を伝達したり，指定ミル差
圧になるよう原料供給量を増減するため可変速電動機８
０ａへ動作指令を発信する。図中の矢印のついた線は信
号の流れを示す。

【００１４】これらの制御装置１５０の制御系統の流れ
は，図３に示すとおりである。すなわち，運転中タイマ
によって指示された時間間隔で，ミル差圧と原料層厚が
測定され，指定ミル差圧となるよう可変速電動機８０ａ
の回転数を制御するとともに，指定時間幅△ｔ内で層厚
変化が単調減少で，かつ，この間の層厚変化量（降下
量）が指定の許容降下量よりも大きいとき，回転テーブ
ル駆動用の可変速電動機２Ａの回転数をこの降下量に比
例して低下させる。その理由を以下に説明する。図５と
図６は時間的に対応しており，図６の振動状況を観察す
ると，比較的振幅の小さい一過性振動ＶＡに対して，こ
れよりも振幅がはるかに大きく，かつ，その継続時間の
長い自励性振動ＶＢとがあり，その時間に対応する原料
層厚の時間的変化を調べると図５に示すように，原料層
厚は自励性振動を起こす直前にある時間幅で単調に減少
する現象が観測された。したがって，自励性振動など異
常振動を防止するためにはその原因と思われる層厚低下
の状態を除去することが必要であり，その方法として
は，原料供給量を増加して層厚を増加させるか，または
回転テーブルの回転数を小さくして層厚を増加させる方
法がある。しかし，前者の原料供給量を増加する方法は
原料供給量を制御するコンスタントフィード・ウェアの
操作と回転テーブルの原料層厚の増加にタイマラグがあ
り，有効でないうえに，本来異常振動発生時には竪型粉
砕機内の原料と粉砕仕事量との間にアンバランスがあり
十分な粉砕仕事が行なわれていないときであるから，原
料を増やすことはさらにアンバランスを助長することと
なり振動の抑制には逆効果である。したがって，本発明
の異常振動防止方法では低下した層厚を回復するために
回転テーブル回転数を減少させる。具体的には，たとえ
ば１０〜２０秒間に設定された指定の時間幅△ｔ内の層
厚単調減少の状況をキャッチし，この間の層厚降下量△
Ｈが許容値を越えたとき回転テーブル回転数を△Ｈに比
例して減少させる。これら一連の操作手順は図３に示す
とおりである。

【００１５】すなわち，指定時間幅△ｔ内で単調減少現
象があり，かつ，その層厚変化量（降下量）△Ｈが設定
した値を越えたときのみ，可変速電動機２Ａの回転数を
減少する。この２つの条件が満足されないときには，現
行の回転数が定格回転数Ｎより低いときに回転数を増加
する。この間の原料供給量は圧力計１４０ａ，１４０ｂ
より得られた差圧計１４０のミル差圧測定値が指定ミル
差圧に一致するようコンスタントフィード・ウェア８０
の可変速電動機８０ａの回転数をコントロールする。

【００１６】以上のような操作を運転者のマニュアル操
作によるか，または，フィードバック機構を有する自動
制御を実施することにより，比較的長時間継続し，か
つ，振幅の大きい異常振動を原料層厚を改善することに
より未然に回避する。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように，本発明の方法で
は，振動値（振幅）が大きく長い時間継続する自励性振
動など異常振動を未然にキャッチして事前に回転テーブ
ル上の原料層厚低下を改善して，もとの安定した運転状
態に戻すことができるので，機器の損傷を防止し，生産
効率を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す竪型粉砕機のフローシー
トである。

【図２】本発明の実施例に係る竪型粉砕機の制御装置の
制御ブロック線図である。

【図３】本発明の実施例に係る竪型粉砕機の制御系統図
である。

【図４】本発明の実施例に係る層厚計の概略説明図であ
る。

【図５】運転中の原料層厚の状態図である。

【図６】運転中の測定振動の状態図である。

【図７】従来の竪型粉砕機の全体縦断面図である。

【符号の説明】

１ 竪型粉砕機 ２ 減速機 ２Ａ 可変速電動機 ２Ｂ コントローラ ２Ｋ 定速モータ ３Ａ 回転テーブル ４ 粉砕ローラ ５ アーム ６ 回転軸 １５ ケーシング ６０ 原料コンベヤ ７０ 原料ホッパ ８０ コンスタントフィード・ウェア ８０ａ 可変速電動機 ８０ｂ 秤量機 ９０ 集塵装置 １００ 吸引ファン １３０ 層厚計 １４０ 差圧計 １４０ａ 圧力計 １４０ｂ 圧力計 １５０ 制御装置 Ａ ２次コイル Ｂ ２次コイル Ｃ コア Ｅ １次コイル Ｒ ロッド △Ｈ 原料層厚変化量（降下量） △ｔ 指定の時間幅 ＶＡ 一過性振動 ＶＢ 自励性振動

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可変速電動機によって駆動される回転テ
   ーブル外周部上面に複数個の回転自在な粉砕ローラを配
   置し，運転中における回転テーブルと粉砕ローラ間の原
   料層厚を測定する層厚計を備え，該回転テーブル中央部
   に供給した原料を回転テーブル上面と粉砕ローラ周面と
   の間で粉砕する竪型粉砕機において，運転中前記層厚計
   で得られる原料層厚の時間的変化を監視し，予め設定し
   た時間幅で原料層厚が単調減少したとき，該原料層厚の
   下降量に比例して回転テーブルの回転数を低下させる竪
   型粉砕機の異常振動防止方法。