JPH06320030A - 竪型粉砕機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 粉砕ローラに噛み込まれる原料層厚の凹凸に
起因する異常振動を防止して，連続安定運転の可能な竪
型粉砕機を提供する。 【構成】 各々の粉砕ローラ４の上流側に排出口３０ａ
を有するサブシュート３０を配設するとともに，粉砕ロ
ーラ４の上下変動量ならびにその持続時間が予め設定し
た閾値を越えたときにサブシュート３０へ原料を供給す
る指令を発信する制御装置４０を備えたものである。

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，セメント原料，スラグ，クリンカ
やセラミック，化学品等の原料を粉砕する竪型粉砕機に
係り，特に竪型粉砕機に発生する異常振動を低減または
防止する竪型粉砕機に関する。

【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５
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の下部においてモータ２Ａ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り出す排
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み込まれて粉砕される。

【０００５】一方，ケーシング１５の基部には熱風ダク
ト２０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１５内を上昇し，上部に位置するセパレータ１３の
羽根１３Ａ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】一方，竪型粉砕機の操業中には原料の塊を
粉粒体に砕くために絶えず竪型粉砕機には振動が発生し
ているが，これらの振動の振幅は約５０μ程度であり運
転の継続には何の支障もない。しかし，こうしたいわば
正常な振動の他に振幅が１００μを超える大きな振幅を
伴った異常な振動が発生することが起こる。このような
竪型粉砕機に発生する異常振動の原因のひとつとして，
回転テーブルと粉砕ローラとの間に形成される原料層厚
の値とその変動が挙げられる。異常振動は，図６に示す
ように，原料層厚があるレベルからあるレベルの範囲で
発生することが確認されており，特に振動発生の直前に
その予兆として，図７に示すように，回転テーブル１回
転毎に１回の周期で原料層厚の急激な落ち込みが観測さ
れた。図８は小型のテスト機による実測データであり，
図９は中型の実機における観測データを示し，原料層厚
が６ｍｍ以下のときに異常振動が発生し，その予兆とし
て粉砕ローラの急激な落ち込みが観測されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように，従来の竪
型粉砕機では一旦異常振動が何らかの原因で発生しても
この現象を瞬時に解消して正常な運転状態に復帰する有
効な手段がなく，この異常現象が持続すると機器損傷の
恐れが大きく止むなく運転を停止するなどの緊急措置を
講じる必要があり，運転操作上の不都合を生じるばかり
でなく生産性を低下させるという問題があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
し，異常振動を未然に防止するために，本発明において
は，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，回転テーブル中心部上方に垂下した
原料投入シュートを介して供給した原料を粉砕ローラに
所定の粉砕圧力を与えて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，該複数個の
各々の粉砕ローラの上流側に排出口を有する原料供給用
のサブシュートを配設するとともに，粉砕ローラの上下
変動量ならびにその持続時間が予め設定した閾値を越え
たときにサブシュートへ原料を供給する指令を発信する
制御装置を備えた。

【０００９】

【作用】本発明においては，回転テーブル上の原料層厚
が不均一で凹凸が生じ，このため粉砕ローラが上下に激
しく変動し，かつ，その持続時間が長くなり，予め制御
装置に入力してある閾値（設定値）を越えると直ちにサ
ブシュートに原料が供給されて粉砕ローラの激しい落ち
込みを防止する。したがって，粉砕ローラの落ち込みに
起因する異常振動が防止される。

【００１０】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例に係る竪
型粉砕機の詳細について説明する。図１〜図４は本発明
の実施例に係り，図１は竪型粉砕機の要部平面図，図２
は竪型粉砕機の要部縦断面図，図３は竪型粉砕機運転に
おける異常時の原料層厚変化を示す状態図，図４は竪型
粉砕機運転における異常時の原料補給量を算出する説明
図である。図１，図２に示すように，本発明の竪型粉砕
機１に各々の粉砕ローラ４の上流側には原料投入シュー
ト１７とは別個に原料補給用のサブシュート３０が配設
され，サブシュート３０の排出口３０ａより回転テーブ
ル３Ａへ落下した原料が下流側にある各々の粉砕ローラ
４へ当接するように配置される。各ローラ４にはローラ
４の上下方向の変位を時々刻々測定できる変位計４Ａが
取り付けられ，ここで得られた測定値と回転テーブル３
Ａの回転計３Ｃで得られた回転数が常時制御装置４０へ
入力されるように構成される。制御装置４０は設定器と
比較器と制御器などが内蔵され，表示画面により，粉砕
ローラの変位や振動状態が刻々表示される。

【００１１】このように構成された本発明の竪型粉砕機
１においては，図７に示す異常振動の予兆である回転テ
ーブル回転数１回毎に発生する粉砕ローラ４の急激な落
ち込みが発生したとき，予め制御装置４０の設定器に入
力している粉砕ローラの変位量や変動時間などの設定値
と運転値とを比較器により比較し，これを越えたときに
はサブシュート３０の原料供給系統に指令を発信して原
料を回転テーブル４上に供給する。粉砕ローラ４の急激
な落ち込みが頻発し放置すれば異常振動に移行する恐れ
がある場合，たとえば図３に示す状態が起こったときの
対応について説明すると，図４に示すように，正常な原
料層厚ｈ₀ が急激に低下して，面積Ｓ₁に相当する原料
が粉砕ローラ４の直下で不足する。したがってこの量に
相当する原料をサブシュート３０によって補給する。補
給量の算出方法は図４に説明したとおりで，補給量Ｗｂ
（重量）は図３の原料層厚特性曲線で得られる層厚ｈを
時間軸で積分して得られる。ここで，ｔ₁ ，ｔ₂ は急激
落ち込みの始点，終点を示し，Ｂは粉砕ローラ幅，Ｒは
平均半径，Ｎは回転テーブル４の回転数（ｒｐｍ）を示
す。

【００１２】さらに図１に基づいて具体的に説明する
と，図１の右側の粉砕ローラ４Ｘで急激な落ち込みが実
測されたとき，この原料の凹みに原料を補給するため粉
砕ローラ４Ｘの下流側にあるサブシュート３０Ｘに対し
て，演算された原料の補給量とその供給タイミングに基
づいて供給指令を発信し，原料の凹みをなくし所望の原
料層厚の均一化を図るようにする。同様に粉砕ローラ４
Ｙについてもその下流のサブシュート３０Ｙによって対
応する。

【００１３】次に，制御装置４０の作動について説明す
る。図１に示すように，タイマで設定された時間間隔毎
に各粉砕ローラの上下変位および回転テーブルの回転数
が変位計４Ａと回転計３Ｃから制御装置４０へ入力され
る。これらの情報（粉砕ローラ変位および回転数）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，
設定値として採用される粉砕ローラ１回転毎に起こる急
激なローラの落ち込み量の許容値を逸脱した場合には，
制御器を介してサブシュート３０の原料供給系統に対し
て指令を発信し制御装置４０の演算器で算出した上述の
補給量Ｗb ｋｇを回転テーブル３Ａ上へ即座に供給す
る。サブシュート３０の原料供給系統にはコンスタント
・フィード・ウェアやあるいはカットオフ・ゲートなど
が採用し得る。このような操作を行なった後，図７に示
す波形の原料層厚の急激な落ち込みが解消すればそのま
まの状態で運転を継続する。制御装置４０の制御器は調
節器と操作器とから構成され，調節器は測定値と設定値
との差異に応じてコンスタント・フィード・ウェア等の
原料供給の排出速度の程度を指示するもので，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，原料の被粉砕性や粉砕ローラ変
位波形，振動波形を考慮して使い分けることができる。
操作器はこの調節器からの指示に基づいてコンスタント
・フィード・ウェアなど原料供給系統への動作指令を伝
達する。図中の矢印のついた線は信号の流れを示す。な
お，サブシュート３０より供給された原料は図１の軌跡
Ｐを描いて粉砕ローラ４へ当接する。Ｓは回転テーブル
３Ａが回転することによって生じる粉砕ローラ４の掃過
面である。

【００１４】以上のようなサブシュート３０を設け，か
つ，制御装置４０を介してサブシュート３０への原料供
給を自動制御することにより，異常振動の予兆である粉
砕ローラの急激落ち込みの初期に該当粉砕ローラ直下の
原料不足を補って原料層厚を一定水準に保持するので，
異常振動の発生を回避できる。

【００１５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように，本発明
の竪型粉砕機においては，運転中振動が大きくなってや
がて運転不能に陥る前に，その予兆である粉砕ローラの
急激落ち込みを観測してサブシュートを介して原料を補
給し原料層厚を改善し一定レベルに保持するので異常振
動を防止できる。したがって，連続安定運転が継続でき
運転操作性とメインテナンス性が改善されるとともに，
生産性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る竪型粉砕機の要部平面図
である。

【図２】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３】竪型粉砕機運転における異常時の原料層厚変化
を示す状態図である。

【図４】本発明に係る竪型粉砕機運転における異常時の
原料補給量を算出する説明図である。

【図５】従来の竪型粉砕機の全体縦断面図である。

【図６】従来の竪型粉砕機の運転時の原料層厚と振動と
の相関を示す説明図である。

【図７】従来の竪型粉砕機の運転時の原料層厚ならびに
振動の実測データを示す特性曲線図である。

【図８】従来の竪型粉砕機の運転時の原料層厚と振動と
の相関を示す特性曲線図である。

【図９】従来の竪型粉砕機の運転時の異常振動発生直前
の粉砕ローラ変位を示す特性曲線図である。

【符号の説明】

１ 竪型粉砕機 ３Ａ 回転テーブル ３Ｂ ダムリング ３Ｃ 回転計 ４ 粉砕ローラ ４Ａ 変位計 １４ 環状空間通路 １５ ケーシング １６ 排出口 １７ 原料投入シュート ２０ 熱ガスダクト ３０ サブシュート ３０ａ 排出口 ４０ 制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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，回転テーブル中心部上方
   に垂下した原料投入シュートを介して供給した原料を粉
   砕ローラに所定の粉砕圧力を与えて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，
   該複数個の各々の粉砕ローラの上流側に排出口を有する
   原料供給用のサブシュートを配設するとともに，粉砕ロ
   ーラの上下変動量ならびにその持続時間が予め設定した
   閾値を越えたときにサブシュートへ原料を供給する指令
   を発信する制御装置を備えた竪型粉砕機。