JPH0645012B2 - ボ−ルミル用自動ボ−ル補給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 イ．発明の目的 産業上の利用分野 この発明は、ボールミル用自動ボール補給装置に関する
ものであり、特に石炭・水混合物（ＣＷＭ）又は石炭・
油混合物（ＣＯＭ）を製造のために石炭を微粉砕するボ
ールミルにボールを自動的に補給するのに適した装置に
関するものである。

従来の技術 ミル内のボールは運転時間の経過とともに摩耗し、一定
粒度の産物を得るためには、その摩耗分だけミル内へボ
ールを補給しなけばならない。

鉱山関係では、その粉砕物の種類やボールミルの能力に
も関係するが、例えば週に１〜２回クレーンを使用して
ボールをミル内へ投入しているけれども、このような方
法ではボールの補給前後で産物粒度が変化するので、安
定した産物を得るには定常的にボールを補給することが
望ましい。

ことに安定な石炭・水混合物（ＣＷＭ）又は石炭・油混
合物（ＣＯＭ）を製造するためには、石炭は単に一定粒
度以下に微粉砕されていればよいというものではなく、
その粒度分布もできるだけ目標粒度分布に合わせること
が望ましく、その為にはミルにボールを定常的に補給す
る手段が不可欠である。

またファインセラミックスを製造する場合も、その原料
の粒度分布は厳密に管理されなければならない。

発明が解決しようとする問題点 ボールミルの負荷状態を判断する一つの指標としてボー
ルミルの駆動用電動機の消費電力値があるが、ボールミ
ルの稼動時においては被粉砕物の大きさや補給状態、粉
砕物の排出状態、ボール及び被粉砕物の転動状態などが
必ずしも常時一定ではなく、このような偶発的変動要因
によりボールミルの駆動用電動機の消費電力値は常時変
動しており、消費電力の瞬間値を指標としてボールを補
給すると、補給量が時には過剰、時には不足となる結果
を生じ、ミル内のボールが常に一定量になるように調節
するのが困難である。

そこで第１の課題としては、ミル内のボールが常に一定
量になるよう定常的にボールを補給するための指標の設
定及び補給手段が問題となる。

次に、既述の如く安定な石炭・水混合物（ＣＷＭ）を製
造するためには微粉砕された石炭の粒度分布を炭種ごと
に実験的に定められる適正値とする必要があるが、その
ような石炭の適正粒度分布を得るためには、ミル内のボ
ールもまた炭種に応じて実験的に定められる特定のボー
ル径分布とするのが効果的である。

ミルにそのミルで使用する最大径のボールのみを補給し
た場合、長時間運転後のミル内には新しく補給された最
大径のボールから次第に摩耗して非常に小さな径になっ
た排出寸前のボールまで、大小さまざまな径のボールが
存在していることになるが、その自然発生的なボール径
分布が石炭の適正粒度分布を得るに最適なボール径分布
であるとは限らず、場合によっては最大径のボールに加
えて中間径のボールをも新規に補給する方が好ましい場
合もある。ファインセラミックス原料についても同様で
ある。

そこで第２の課題としては、石炭やファインセラミック
ス原料の適正粒度分布を得るために最適なボール径分布
が得られるように、定常的に中間径のボールを補給する
ための指標の設定及び補給手段が問題となる。

本発明はかかる課題を解決するボールミル用自動ボール
補給装置を提供することを目的とする。

ロ．発明の構成 問題点を解決するための手段 本発明のボールミル用自動ボール補給装置は、電気的指
令に基づいてボールをミル内へ任意の頻度で補給するこ
とのできる機械的手段及びボールミルの駆動用電動機の
消費電力値を単位時間ごとに積算し、最新の消費電力積
算値を先行する単位時間ごとのボールミルの駆動用電動
機の消費電力積算値の分布と比較して、最新積算値が所
定偏差範囲内にとどまるように前記機械的手段によるボ
ール補給頻度を調節する電気的指令を与える演算・指令
手段を備えているものである。

これを詳細に説明すると、第１図に示す如くボールミル
１に対して、電気的指令に基づいてボールをミル内へ任
意の頻度で補給することのできる機械的手段の一例とし
てホッパー２１Ａ、ロータリーフィーダー２２Ａ及びシ
ュート２３Ａが設けられている。ホッパー２１Ａに新し
いボールを充填しておき、ロータリーフィーダー２２Ａ
を、例えばステップモーター２４Ａで一単位づつ回転す
るようにしておけば、ステップモーター２４Ａに与える
電気的指令の頻度に応じてボールはロータリーフィーダ
ー２２Ａから排出され、シュート２３Ａを通ってボール
ミル１へ補給される。

またボールミルの駆動用電動機３１には、消費電力値を
単位時間ごとに積算し、最新の消費電力積算値を先行す
る単位時間ごとのボールミルの駆動用電動機の消費電力
積算値の分布と比較して、最新積算値が所定偏差範囲内
にとどまるように前記機械的手段によるボール補給頻度
を調節する電気的指令を与える演算・指令手段３２が接
続してあり、ここからの電気的指令に基づいて前記機械
的手段を作動させる。

ボールミルの駆動用電動機の消費電力値を積算する単位
時間の長さは、先に述べたよな消費電力の偶発的変動要
因、即ちボールミルの稼動時における被粉砕物の補給状
態、粉砕物の排出状態ならびにボール及び被粉砕物の転
動状態などの変動が平均化される程度の時間であり、ボ
ールミルの大きさ、被粉砕物の種類により異なるが、概
むね１〜１０分の範囲で実験的に定めればよい。

このようにして偶発的変動要因の影響が消去された単位
時間ごとの消費電力積算値を計測し、最新の積算値を先
行する単位時間におけるボールミルの駆動用電動機の消
費電力積算値の分布と比較して、最新積算値が所定偏差
範囲内にとどまるように前記機械的手段によるボール補
給頻度を調節する電気的指令を与える演算・指令手段と
してはマイクロコンピューターを用いればよい。

ボールをミル内へ任意の頻度で補給することのできる機
械的手段を一系列だけ設けた場合には、補給するボール
の大きさはそのミルで使用する最大径のボールとする必
要があり、かかる装置を用いることにより、ミル内のボ
ール量は常に一定水準に維持されるが、その径の分布は
ボールの摩耗に伴なう自然発生的なものになる。

既述の如く自然発生的なボール径分布が石炭の適正粒度
分布を得るに最適なボール径分布であるとは限らないの
で、更にきめの細かいボール径分布に調節する必要があ
る場合は、第１図に示した装置に加えて、第２図に示す
ように、第２の電気的指令に基づいてボールミルで使用
する最大径のボールよりも小さい径のボールをミル内へ
任意の頻度で補給することのできる第２の機械的手段と
してホッパー２１Ｂ、ロータリーフィーダー２２Ｂ及び
シュート２３Ｂを設け、最大径のボールよりも小さい径
のボールを、第１の機械的手段（ホッパー２１Ａ、ロー
タリーフィーダー２２Ａ及びシュート２３Ａ）から送ら
れてくる最大径のボールと共に集合シュート６を経てミ
ル内へ補給できるようにする。

さらにボールミルで粉砕された粉砕物の粒度分布を測定
するオンライン自動粒度分布測定装置４１、及びオンラ
イン自動粒度分布測定装置で測定されたボールミル粉砕
物の粒度分布を目標粒度分布と比較して目標粒度分布か
らの偏差に応じて第２の機械的手段によるボール補給頻
度を調節する第２の電気的指令を与える第２の演算・指
令手段４２を設け、ここからの第２の電気的指令に基づ
いて第２の機械的手段を作動させる。

第２の演算・指令手段４２を更に具体的に延べると、マ
イクロコンピューターを使用し、それにボール径分布と
被粉砕物の粒度分布との関係を予め実験的に求めておい
たデータを記憶させておいて、オンラインの自動粒度分
布測定装置で測定されたボールミル粉砕物の粒度分布か
らミル内のボール径分布の現状を推定し、それと目標と
する粉砕物の適正粒度分布を与えるのに最適のボール径
分布との偏差を算定し、その偏差値に応じて第２の機械
的手段により最大径のボールよりも小さい径のボールの
補給頻度を調節する第２の電気的指令を与えるようにす
る。

必要に応じて、さらに異なる径のボールをミル内へ任意
の頻度で補給することのできる第３、第４等の機械的手
段を設け、それを第２の演算・指令手段からの電気的指
令に応じて作動するようにしてもよい。

大きさの異なるボールを供給するために、第２図にはホ
ッパー２１Ａ、ロータリーフィーダ２２Ａ及びシュート
２３Ａよりなる第１の機械的手段並びにホッパー２１
Ｂ、ロータリーフィーダー２２Ｂ及びシュート２３Ｂよ
りなる第２の機械的手段の２系列を別個に設けた場合を
示したが、これらを一系列にまとめ、大きさの異なる２
種類以上のボールをそれぞれ任意の頻度で補給できるよ
うな構造にすることもできる。

その構造の一例を上方から見た第３図及びそのＸ−Ｘ線
における断面図である第４図により説明すると、同一円
周上にボールが入り込む大きさの凹部（ボールの大きさ
に応じて７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃとする）を多数設けた
列を軸方向に複数列設けた回転ドラム７（即ち通常のロ
ータリーフィーダーのロータリー部分を積み重ねた構
造）に、それぞれの大きさのボール用のホッパー８Ａ、
８Ｂ、８Ｃを付設し、また下方に共通シュート９を設け
てある。

それぞれのホッパーに貯えられたボール５は、ドラムの
回転に伴ない対応する凹部に１ケづつ係止され、さらに
ドラムが回転するとボールミルに連結されている共通シ
ュート９に落下し、ボールミル内に補給される。

異なる大きさのボールをミル内へそれぞれ任意の頻度で
補給するには、各ホッパーの出口部分にストッパー８１
Ａ（８１Ｂ、８１Ｃ）を設けておき、電気的指令に基づ
いてそれぞれのストッパーを開閉すればよい。

また回転ドラムに設けた凹部の大きさを最大径の大きさ
のボールに合せておき、ホッパー８Ａ、８Ｂ、８Ｃ間の
仕切板８２Ａ、８２Ｂの位置を移動させて各サイズのボ
ールの補給比を変え、さらにドラムの回転速度を制御し
て合計補給量を変えるようにしてもよい。

作用 本発明装置の作用は、前項の具体的構成の説明により既
に明らかであると思うが、ボールミルの駆動用電動機の
消費電力値を単位時間ごとに積算し、最新の消費電力積
算値を先行する単位時間ごとのボールミルの駆動用電動
機の消費電力積算値の分布と比較して、最新積算値が所
定偏差範囲内にとどまるようにボール補給頻度を調節す
ることにより、ミルにおける偶発的な負荷変動の影響に
惑わされることなく、ミル内のボールの存在量を一定水
準に保持するようにボールを補給することができる。

さらに、ボールミルで粉砕された粉砕物の粒度分布を測
定し、それを目標粒度分布と比較して、目標粒度分布か
らの偏差に応じてボールミルで使用する最大径のボール
よりも小さい径のボールをミル内へ補給することによ
り、ミル内のボール径分布を目標とするボール径分布に
合せて、粉砕物の粒度分布を目標とする適正値になるよ
うにすることができる。

ハ．発明の効果 （１）ミル内のボールの存在量を一定水準に保持するこ
とができる。

（２）さらに、ミル内のボールの径分布を目標とする径
分布に合せることにより、粉砕物の粒度分布を目標とす
る適正粒度分布にすることができる。

（３）石炭・水混合物（ＣＷＭ）又は石炭・油混合物
（ＣＯＭ）製造用の石炭の微粉砕やファインセラミック
ス原料の微粉砕に特に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の具体的実施態様を説明するための図、
第２図は他の実施態様を説明するための図、第３図及び
第４図は大きさの異なる２種類以上のボールをそれぞれ
任意の頻度で補給できる機械的手段の一例の説明図であ
る。 １：ボールミル、２１Ａ，２１Ｂ：ホッパー、 ２２Ａ，２２Ｂ：ロータリーフィーダー ２３Ａ，２３Ｂ：シュート ２４Ａ，２４Ｂ：ステップモーター ３１：ボールミル駆動用電動機 ３２：演算・指令手段 ４１：自動粒度分布測定装置 ４２：演算・指令手段 ５：ボール、６：集合シュート、 ７：回転ドラム ７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ：凹部 ８Ａ，８Ｂ，８Ｃ：ホッパー ８１Ａ（８１Ｂ、８１Ｃ）：ストッパー ８２Ａ，８２Ｂ：仕切板、９：共通シュート

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電気的指令に基づいてボールをミル内へ任
   意の頻度で補給することのできる機械的手段及びボール
   ミルの駆動用電動機の消費電力値を単位時間ごとに積算
   し、最新の消費電力積算値を先行する単位時間ごとのボ
   ールミルの駆動用電動機の消費電力積算値の分布と比較
   して、最新積算値が所定偏差範囲内にとどまるように前
   記機械的手段によるボール補給頻度を調節する電気的指
   令を与える演算・指令手段を備えているボールミル用自
   動ボール補給装置。
2. 【請求項２】補給されるボールが、そのボールミルで使
   用する最大径のボールである特許請求の範囲第１項記載
   のボールミル用自動ボール補給装置。
3. 【請求項３】第２の電気的指令に基づいてボールミルで
   使用する最大径のボールよりも小さい径のボールをミル
   内へ任意の頻度で補給することのできる第２の機械的手
   段、ボールミルで粉砕された粉砕物の粒度分布を測定す
   るオンライン自動粒度分布測定装置、及びオンライン自
   動粒度分布測定装置で測定されたボールミル粉砕物の粒
   度分布を目標粒度分布と比較して目標粒度分布からの偏
   差に応じて第２の機械的手段によるボール補給頻度を調
   節する第２の電気的指令を与える第２の演算・指令手段
   を備えている特許請求の範囲第２項記載のボールミル用
   自動ボール補給装置。
4. 【請求項４】電気的指令に基づいてボールをミル内へ任
   意の頻度で補給することのできる機械的手段が、同一円
   周上にボールが入り込む大きさの凹部を多数設けた列を
   軸方向に複数列設けた回転ドラムを有するロータリーフ
   ィーダーである特許請求の範囲第３項記載のボールミル
   用自動ボール補給装置。