JPH05329392A - 竪型粉砕機の運転方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 粉砕効率が高く，かつ，安定連続運転を継続
できる竪型粉砕機の運転方法を提供する。 【構成】 回転テーブル駆動用の可変速電動機の電力値
と原料層厚を運転中刻々測定し，予め設定した電力値の
設定範囲ならびに原料層厚の設定範囲とを比較して，と
もに設定範囲内にあるときにはそのままの運転を継続
し，電力値が設定範囲を逸脱したときには原料供給量と
回転テーブル回転数を変更し，原料層厚が設定範囲を逸
脱したときには，設定範囲に収まるように粉砕ローラの
緊張油圧を変更したり，回転テーブル回転数を変更す
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運転
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６
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の基部にはグクトに
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，粉砕機内へ投入する原料の供給量
は竪型粉砕機へ導入されるガスの入口側圧力と出口側圧
力との差圧が一定となるように制御されており，運転中
の回転テーブル上の原料層厚とは無関係であった。とこ
ろが，竪型粉砕機においては，粉砕される原料の種類と
原料供給量と粉砕ローラの緊張油圧と回転テーブル上の
原料層厚には密接な関係があり，粉砕産物の粉末度を所
望の粉末度に維持しつつ，かつ，竪型粉砕機の処理能力
をその型番で可能なかぎり向上し，その結果極めて低い
電力原単位を達成するという粉砕効率の高い運転を実施
するためには，竪型粉砕機の主動力機である回転テーブ
ル駆動用の電動機を，許容する定格出力で常時使用する
ことが必須である。そのうえさらに安定連続運転を継続
するためには，粉砕中の原料の種類に適合した原料層厚
で粉砕を持続することが重要である。しかしながら，電
力値と原料層厚という刻々の実測値を監視しながらこれ
らを望ましい設定範囲に維持するために竪型粉砕機の各
粉砕条件を変更し制御するという運転方法はこれまで十
分に確立されていなかった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに，本発明においては，原料輸送用の可変速コンスタ
ントフィード・ウェアを備え，可変速の回転テーブルを
有し，かつ，原料層厚を測定するレーザ変位計とプログ
ラマブル操作器を備えた竪型粉砕機において，運転中の
回転テーブル駆動用の可変速電動機の出力電力値ならび
に原料層厚の実測値を予め設定した設定範囲と比較し，
電力値が設定範囲に達しないときにはその不足量に比例
して原料供給量を増加するとともに原料供給増加比率に
見合う回転テーブル回転数の増加を行ない，電力値が設
定範囲を超過するときには，その超過量に逆比例して原
料供給量を減少するとともに原料供給減少比率に見合う
回転テーブル回転数の減少を行ない，電力値が設定範囲
内で，かつ，原料層厚が設定範囲より低いとき粉砕ロー
ラの緊張油圧を低減するか，および／または回転テーブ
ル回転数を減少し，電力値が設定範囲内で，かつ，原料
層厚が設定範囲より高いとき粉砕ローラの緊張油圧を増
加するか，および／または回転テーブル回転数を増加
し，電力値および原料層厚がともに設定範囲内にあると
きにはこれまでの運転状態を維持するという運転方法を
採用した。

【０００８】

【作用】本発明の竪型粉砕機の運転方法においては，刻
々測定される運転中の回転テーブル駆動用（ミル用）の
可変速電動機の電力値と原料層厚の実測値がプログラマ
ブル操作器へ入力され，粉砕原料の種類および使用して
いる竪型粉砕機の型番を考慮して設定された所望の電力
値と原料層厚を維持するように，緊張油圧や原料供給量
やミル用電動機の回転数（すなわち，回転テーブルの回
転数）を制御する。

【０００９】

【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５は本発明の実施例に係り，
図１は竪型粉砕機のフローシート，図２は竪型粉砕機の
制御ブロック線図，図３は竪型粉砕機の制御系統図，図
４は竪型粉砕機の要部縦断面図，図５はレーザ変位計の
原理図である。

【００１０】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，２Ｂは可変速電動機２
Ａ用のコントローラ，９Ａは粉砕ローラ４緊張用の油圧
シリンダ９の油圧ユニット，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はレーザ変位計，１５０はプログラ
マブル操作器であり，プログラマブル操作器１５０に
は，図２に示すように，内部に比較器，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】次にレーザ変位計１３０について説明する
と，図４，図５に示すように，粉砕ローラ４に接続され
る油圧シリンダ９のピストンロッド９ａにはサポートを
介して測定板９０が固設され，この測定板９０に対向し
てレーザ変位計１３０が油圧シリンダ９０の側面に取付
けられ，刻々変化する原料層厚Ｂに対応する距離Ａが測
定される。図５はレーザ変位計１３０の原理を示したも
ので，センサ部の光源からのレーザ光が測定板９０へ斜
めに入射し，測定板９０の表面で反射した後集光レンズ
を通過してイメージセンサへ結像する。測定範囲Ｗを移
動する測定板の位置に応じてイメージセンサ上の結像も
移動し，これをイメージセンサドライバでキャッチして
電気信号の形で表示部へ送られディジタルまたはアナロ
グの出力信号がプログラマブル操作器１５０へ伝送され
る。

【００１２】次に，プログラマブル操作器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ミル用可変速電動機電
力計２Ｃおよびレーザ変位計１３０の測定結果が電気信
号に変換されてプログラマブル操作器１５０へ入力され
る。この２つの情報（電力値と原料層厚）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，制御器を介して粉砕ロー
ラに負荷する油圧力を変更して電力値と原料層厚の改善
を図り，次いで可変速電動機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。設定値には基準電
力値，基準原料層厚を入れておく。制御器は調節器と操
作器とから構成され，調節器は電力値や原料層厚の測定
値と設定値との差異に応じて緊張油圧やコンスタントフ
ィード・ウェア駆動用可変速電動機の回転数や回転テー
ブル駆動用（ミル用）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），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，
原料水分の変化の状況に応じて使い分けることができ
る。なお，原料供給量はコンスタントフィード・ウェア
８０の秤量機８０ｂの測定値を時間単位に積算すること
により得られる。上記の基準電力値や基準原料層厚は１
点でなく，ある幅を持たせたもので，電力値の場合は定
格の上下１０％までとし，原料層厚は原料の種類，型
番，粉末度を考慮し決定する。

【００１３】操作器はこの調節器からの指示に基づいて
油圧ユニット９Ａまたは可変速電動機２Ａや可変速電動
機８０ａへ動作指令を伝達する。図中の矢印のついた線
は信号の流れを示す。

【００１４】これらのプログラマブル操作器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，ミル用可
変速電動機２Ａの電力値と原料層厚が測定され，電力値
が設定範囲以下のときにはその不足量に比例して予め設
定器に入力した比率で原料供給量を増加するとともにこ
れに見合って原料層厚が増加しないようミル用可変速電
動機２Ａの回転数を追従増加し原料層厚をもとの高さに
維持する。一方，電力値が設定範囲以上となり過負荷の
状態になったとき安定運転が危惧されるので，その超過
量に逆比例して予め定められた比率にしたがって原料供
給量を低減し，ミル用可変速電動機２Ａの回転数を追従
減少し原料層厚を維持する。このようにして，電力値が
設定範囲内にあり原料層厚が設定範囲より低いときには
緊張油圧を予め定めた比率にしたがって低減し，タイマ
で設定した時間後に再び原料層厚の実測値と設定範囲を
比較し，それでもなお低いときには回転テーブルの回転
数を減少する。逆に原料層厚が設定範囲より高いときに
は緊張油圧を増加したあと，タイマ設定時間後に同様に
実測値と設定範囲を比較して，なお高いときには回転テ
ーブルの回転数を増加する。電力値も原料層厚もともに
設定範囲内のときにはそのまま運転を続行する。

【００１５】このようにして，動作変更したあとタイマ
による一定時間経過後，再び電力値やレーザ変位計１３
０による原料層厚測定値と設定値とを比較し，設定値を
越えたときには上に述べた操作を繰返す。電力値の設定
値は前述のように定格値のプラスマイナス１０％程度と
し，原料層厚の設定値は原料の種類や粉砕機の型番，製
品粒度によって異なり一概に決められないが，軟い原料
や型番の大きな粉砕機，製品粒度の粗いときほど設定層
厚は大きくなる。運転実績やテストランによって状況を
把握し適正な値を選定するとよい。

【００１６】以上のような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，電力値が急に増大した
り，運転中に供給原料の含有水分が急に低下（または増
大）して粉砕効率が低下したり，噛込みが悪くなってミ
ル振動が増大した状態になっても，上記の操作によって
原料供給量や原料層厚が改善され，原料の噛込みが再び
良くなってもとの安定した運転状態にもどすことができ
る。

【００１７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように，本発明
の竪型粉砕機の運転方法では，運転中のミル用可変速電
動機（回転テーブル駆動用）の電力値と原料層厚の実測
値を刻々監視し，各々設定した範囲に収まるように緊張
油圧や原料供給量や回転テーブル回転数を適正に制御す
ることにより，十分な処理能力を得ながら安定連続運転
を実施できる。したがって，運転操作性や生産効率が著
しく向上する。

【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竪型粉砕機の要部縦断面
図である。

【図５】本発明の実施例に係るレーザ変位計の原理図で
ある。

【図６】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 ２Ｃ 電力計 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 ９ 油圧シリンダ ９Ａ 油圧ユニット 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 レーザ変位計 １５０ プログラマブル操作器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原料輸送用の可変速コンスタントフィー
   ド・ウェアを備え，可変速の回転テーブルの外周部上面
   に複数個の回転自在な粉砕ローラを配置し，該粉砕ロー
   ラを該回転テーブル上面へ緊張する油圧シリンダを備
   え，回転テーブル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であって，
   かつ，回転テーブル上の原料層厚を測定するレーザ変位
   計およびプログラマブル操作器を備えた竪型粉砕機にお
   いて，運転中の回転テーブル駆動用の可変速電動機の出
   力電力値ならびに原料層厚の実測値を予め設定した設定
   範囲と比較し，電力値が設定範囲に達しないときにはそ
   の不足量に比例して原料供給量を増加するとともに原料
   供給増加比率に見合う回転テーブル回転数の増加を行な
   い，電力値が設定範囲を超過するときには，その超過量
   に逆比例して原料供給量を減少するとともに原料供給減
   少比率に見合う回転テーブル回転数の減少を行ない，電
   力値が設定範囲内で，かつ，原料層厚が設定範囲より低
   いとき粉砕ローラの緊張油圧を低減するか，および／ま
   たは回転テーブル回転数を減少し，電力値が設定範囲内
   で，かつ，原料層厚が設定範囲より高いとき粉砕ローラ
   の緊張油圧を増加するか，および／または回転テーブル
   回転数を増加し，電力値および原料層厚がともに設定範
   囲内にあるときにはこれまでの運転状態を維持する竪型
   粉砕機の運転方法。