JPH0788389A - 粉砕設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 運転動力費が低く，かつ，安定連続運転の可
能な粉砕設備を提供する。 【構成】 原料ホッパ１００，ベルトフィーダ２００，
竪型粉砕機１Ｂ，輸送機３００，分級機５００，分級後
の粗粉を竪型粉砕機１Ｂへ戻す循環経路４００，分級後
の微粉を捕集装置７００へ輸送する微粉経路６００，捕
集装置７００，吸引ファン８００からなる粉砕設備であ
って，竪型粉砕機１Ｂに，粉砕後の原料のうち主に粗粒
を回転テーブルへ戻す機械的内部循環機能を付与した構
成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はセメント原料，高炉スラ
グ，セメントクリンカや各種化学品等の原料の粉砕設備
に係り，竪型粉砕機における粉砕産物を分級して粗粉を
竪型粉砕機へ戻して再粉砕し，分級後の微粉を捕集して
製品とする粉砕設備に関する。

【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９
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（ガス箱），１３は羽根１３Ａにより粉砕された
原料を分級する回転式セパレータ，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。１
１は油圧シリンダ９を内蔵する柱脚（スタンド）で，前
記回転軸６の軸受（図示せず）が頂上に載置固設され
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の基部にはガス供給
路（ガス箱ともいう）１４Ａ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】以上のような竪型粉砕機を含む粉砕設備と
して，従来，たとえば，図１０や図１１に示すようなも
のがある。図１０の粉砕設備は従来の分級機を頂部に内
蔵した竪型粉砕機１（たとえば，図９のもの）の環状空
間通路１４の上昇気流風量を少なくして微粉は分級機へ
上昇させ，その他の原料はダムリング３Ｂをオーバフロ
ーしてミル外へ排出させる。そして輸送機３００，循環
経路４００を経由して竪型粉砕機１へ循環させ，所望の
粒度になったもののみを微粉経路６００を空気搬送で捕
集装置７００へ送る。捕集装置７００で取出したものは
そのまま最終の製品とするか，または，必要のあるとき
にはボールミルなどの２次粉砕工程でさらに粉砕する。
本システムは原料がミル内部を循環する内部循環方式と
一部原料の外部循環方式を併用するシステムである。

【０００７】一方，図１１のものは，竪型粉砕機１Ａは
分級機を具備せず，したがってミル通風は行なわずすべ
ての粉砕産物を排出し，外置の分級機５００へ送って分
級して粗粉を竪型粉砕機１Ａへ戻し，分級後の微粉を図
１０のものと同様に捕集装置７００で製品として取出す
か，または，２次粉砕工程へ送る。さらに，図１１の分
級機５００の代わりに，振動篩や分配器を使用する場合
もある。本システムは，原料の予備粉砕を行なうことで
最終粉砕工程での電力原単位の低減と能力増加を計り，
粉砕システム全体の効率向上を期待するものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の全内部循環方式
の竪型粉砕機の運転や一部内部循環方式の竪型粉砕機の
運転では，ミル自体の粉砕効率自体は他の粉砕機に比較
して優れているにも拘らず，粉砕原料をミル内へ供給す
る高速上昇気流のエネルギでエヤー搬送するため，粉砕
部と分級部とを内部循環する原料の輸送に多大のエネル
ギを消費し，吸引ファンの動力消費量は粉砕設備の全消
費動力の約半分近くになり，粉砕システム全体のエネル
ギ消費（ランニングコスト）が大きいという問題があっ
た。

【０００９】また，図１１に示すように空気搬送を行な
わず全外部循環方式のシステムでは，竪型粉砕機１Ａで
粉砕部における原料の挙動を完全に制御することは出来
ないため，粉砕産物の粒度を自由にコントロールするこ
とは困難であり，竪型粉砕機１Ａへの投入原料の大部分
が所望の粒度まで粉砕されずに粗粒や粗粉のまま排出さ
れ，最終仕上工程の負荷が依然として大きく，また，篩
等の分級手段を持つシステムでは，外部循環量が運転中
一定せず変動して，ミルの安定運転が困難であるという
難点があった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】以上述べた課題を解決し
て，２次粉砕工程を省略できるか，または２次粉砕工程
の負荷を軽減でき，かつ，省エネルギ型で安定した運転
を可能とする粉砕設備を得るために，本発明の粉砕設備
においては，原料ホッパと原料輸送機とからなる原料輸
送設備と，原料の供給を受けて粉砕する竪型粉砕機と，
該竪型粉砕機の粉砕産物を分級機へ移送する輸送機と，
該輸送機によって供給された粉砕産物を分級する分級機
と，分級後の粗粉を前記竪型粉砕機へ再供給する循環経
路と，分級後の微粉を捕集装置へ移送する微粉経路と，
捕集装置と，吸引ファンとから構成される粉砕設備であ
って，前記竪型粉砕機は回転テーブル上面に複数個の回
転自在な粉砕ローラを配置し，原料投入シュートから回
転テーブル上へ供給した原料を，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
間で粉砕し，かつ，粉砕後の原料のうち主に粗粒を回転
テーブルへ戻す機械的内部循環機能を備えた構造とし
た。また，第２の発明では，機械的内部循環機能とし
て，上記の粉砕設備の竪型粉砕機に回転テーブルの外周
に沿う衝突板を垂設して遠心力により回転テーブル上か
ら飛散した粗粒を反撥させて該回転テーブルへ戻す機械
的内部循環機能を備えた竪型粉砕機から構成した。

【００１１】

【作用】竪型粉砕機へ供給された原料は回転中の回転テ
ーブルの遠心力により渦巻状に外周方向へ移動し回転テ
ーブルと粉砕ローラとの間へ入り込んで粉砕される。粉
砕ローラで粉砕された原料と粉砕ローラ間を通り抜けた
原料はともに回転テーブル最外周のダムリングを乗り越
えて回転テーブルをオーバフローするが，たとえば，回
転テーブル外周直近に設けた衝突板に勢い良く飛び出し
てきた粗粒はこれに当接し反撥して回転テーブル中央へ
戻され，再度回転テーブルの外側へ移動する。一方，比
較的粒径の小さい微粉は衝突板に当って運動エネルギを
失い，回転テーブルと衝突板の間隙より下方へ落下す
る。このような機械的内部循環機能を付与された竪型粉
砕機を含む粉砕設備では，空気搬送に伴う多大のエネル
ギ消費がなく，最終製品を安定連続運転によって生産で
きる。

【００１２】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例について
説明する。図１〜図８は本発明の実施例に係り，図１は
本発明の粉砕設備のフローシート，図２は本発明の竪型
粉砕機の全体縦断面図，図３は竪型粉砕機の粉砕部の平
面図，図４は竪型粉砕機の粉砕部の縦断面図，図５は粉
砕設備のフローシート，図６は分級機の概略縦断面図，
図７は分級機の他の実施例を示す概略縦断面図，図８は
分級機の別の他の実施例を示す概略縦断面図である。

【００１３】図において，１Ｂは竪型粉砕機，１００は
原料ホッパ，２００はベルトフィーダ，３００はたとえ
ばバケットエレベータなどの輸送機，４００は循環経
路，５００は分級機，６００は微粉経路，７００は捕集
装置，８００は吸引ファンである。竪型粉砕機１Ｂは図
２，図３に示すように，ケーシング１５の天板１５ａの
中央より原料投入シュート１７が垂下され，その下端開
口部は回転テーブル３Ａの中央直上に対向している。回
転テーブル３Ａの外周には図２，図３に示すように，回
転テーブル３Ａの外周に沿って湾曲する側面曲板で形成
された衝突板３０ａを有するガイドブレート３０が粉砕
ローラ４の回転方向下流側に配設され，ケーシング１５
に固設されている。ガイドプレート３０の衝突板３０ａ
と回転テーブル３Ａ外周との隙間は５〜１０ｍｍ程度の
小さな値に保持される。側面曲板で構成された衝突板３
０ａは鋼製のほか，硬質の合成樹脂製とすることができ
る。また，図２に示すように，回転テーブル３Ａの外周
下側には，回転テーブル３Ａをオーバフローして環状空
間通路１４へ落下した原料を集めて機外へ排出するため
の排出シュート４０が設けられ，ベルトコンベヤ５０に
より輸送される。４０ａは回転テーブル３Ａに取付けら
れたスクレーパである。

【００１４】以上のように構成された本発明の竪型粉砕
機１Ｂの作動について説明する。原料投入シュート１７
から供給された原料は，回転する回転テーブル３Ａの遠
心力により渦巻状に外周側へ向かって移動し，粉砕ロー
ラ４と回転テーブル３Ａとの間に噛込んで粉砕される。
原料のうち比較的粒径の大きい粗粒は，ダムリング３Ｂ
を越え回転テーブル３Ａをオーバフローして丁度その位
置に配設されたガイドブレート３０の衝突板３０ａに当
って跳ね返り，再び回転テーブルへ戻され，回転方向下
流にある次の粉砕テーブル３Ａに噛込まれて粉砕され
る。それに対して，微粉はオーバフローして衝突板３０
ａに当っても当った瞬間に運動エネルギを失って，１８
０°方向を変えて撥ね返ることなく衝突板表面に沿って
そのまま自由落下し，回転テーブル３Ａ外周面と衝突板
３０ａ内壁面との間の間隙を下方に落下し環状空間通路
１４を通過しポケット２０に到達する。そして，回転テ
ーブル３Ａに取付けたスクレーパ４０ａにより掻き寄せ
られて排出シュート４０より機外へ排出され，ベルトコ
ンベヤ５０を経由するか，または直接輸送機３００へ移
送される。上述の竪型粉砕機１Ｂにおいてはミル内に供
給された回転テーブル３Ａ上の原料粒子が遠心力の作用
で勢いよく回転テーブル外へ飛散し自らの運動エネルギ
で衝突板に衝突し反撥して再び回転テーブル中央へ戻さ
れるという作用をなす機械的内部循環機能を有するの
で，従来の竪型粉砕機１のように，多大のエネルギを必
要とする空気搬送を採用していないから運転動力の大幅
な軽減が達成できる。

【００１５】また，機械的内部循環機能の付与は上述の
ものに限定されるものではなく，たとえば，図４に示す
ように，回転テーブル３Ａの上面を擦り鉢状に形成しダ
ムリング３Ｂを高くして，回転テーブル上端近くに円周
方向に横幅の広がったスリット３ａやダムリング３Ｂの
途中に同じく横幅に広がったスリット３ｂを円周複数個
等ピッチに形成してもよい。このような回転テーブル３
Ａでは，回転する回転テーブル上の粒子は遠心力により
外方へ向かう力と重力による向心力という近接した二つ
の力を同時に受け，回転テーブル３Ａに落下した粒子は
多数回の渦巻き運動（渦取り線香状の回転運動）をした
後上端に達するから，その間に多数回粉砕ローラ４と遭
遇して微粉となり，スリット３ａやスリット３ｂより排
出され，ポケット２０へ落下する。また，スリット３ａ
やスリット３ｂを通過し得ない粗粒は，背の高いダムリ
ング３Ｂを越えることが出来ず，ここで運転エネルギを
失って回転テーブル３Ａの中心方向へ移動し，再び遠心
力の作用を受けて外向きの移動を開始する。したがっ
て，粗粒は機械的に回転テーブルの中心と外側との間を
内部循環し微粉になるまで粉砕され，微粉のみ系外から
排出される。上述の実施例においても，空気搬送は作用
せず，回転テーブル上の粒子は自らの力で内部循環する
から運転動力費は大幅に軽減される。なお，回転テーブ
ルの擦り鉢の傾斜角は遠心力が若干重力による向心力よ
り大きくなるよう選定することはいうまでもない。遠心
力は回転数の函数であるので回転テーブル駆動用の電動
機を可変速とし，回転数で両方の力のバランスをコント
ロールして粉砕ローラによる粉砕作用を制御してもよ
い。スリット３ａ，３ｂの寸法は，たとえば幅５〜１０
ｍｍ，長さ１００〜２００ｍｍ程度とし，円周等分に８
〜１６個設ける。

【００１６】次に，このような機械的内部循環機能を備
えた竪型粉砕機を含む本発明の粉砕設備の作動について
説明する。原料ホッパ１００に貯蔵された原料はベルト
フィーダ２００で移送され，竪型粉砕機１Ｂへ供給さ
れ，粉砕後の微粉は輸送機３００へ直接か，またはベル
トコンベヤやエヤースライド等の輸送手段により運ば
れ，分級機５００へ供給される。分級機５００で分級さ
れた原料粉粒体のうち粗粉は循環経路４００を介してニ
ューフィードの原料とともに竪型粉砕機１Ｂへ再供給さ
れ粉砕される。一方，分級後の微粉は微粉経路６００を
吸引ファン８００によって吸引される気体とともに運ば
れ捕集装置７００で捕集され，製品となる。分級機５０
０は，どのようなものでも良いが，普通用いられるのは
気流式分級機であり，たとえば図６や図７に示す慣性分
級機や，図８に示す回転翼によって分級するタイブのも
のが使用される。慣性分級機は空気搬送中の粗粒は微粉
に比べて方向変化が難しく直進しやすい性質を利用した
ものであり，特に図７のものはＵ字管中央に邪魔板を有
する慣性分級機に比べて，落下する粗粒が管内を流れる
気体を横切ることが少ないのでより優れた分級が達成さ
れる。一方，図８のタイプの分級機５００は分級点を回
転数の変更でコントロールできるのでより精度の高い分
級が実施される。

【００１７】図５に示した本発明の他の実施例の粉砕設
備では，分級機５００で粗粉，中粉，微粉の２段分級で
きるものを採用し，微粉を製品とするほか，中粉を竪型
粉砕機１Ｂへ戻さず，ボールミルなどの２次粉砕工程に
移送してさらに微粉砕し粒度の細かい製品を得ようとす
るものであり，竪型粉砕機を１種の予備粉砕機として使
用する粉砕設備である。図１や図５の粉砕設備は，竪型
粉砕機１Ｂには空気搬送を使用せず，吸引ファン８００
は分級機５００以降のみであるから，動力消費量は小さ
く，かつ，機械的内部循環機能を具備する竪型粉砕機１
Ｂで原料性状に変化がなければほぼ同一の粒度構成を有
する粉粒体がほぼ同一量循環するので，ミルの安定運転
が容易であり運転操作性が向上する。

【００１８】

【発明の効果】以上述べたように，本発明の粉砕設備の
効果をまとめると下記のとおりとなる。 従来の竪型粉砕機を含む粉砕設備に比べて，多量の
気体を粉砕機に通風することが不要となり，システム全
体の運転動力費が大幅に低減できる。 竪型粉砕機の排出量がほぼ一定である結果，循環量
がほぼ一定し安定した連続運転が可能で運転操作性が改
善される。 設備のフローがシンプルで，予備粉砕システムのほ
か最終粉砕システムとしても使用できる。 竪型粉砕機内に空気搬送による内部循環がないの
で，従来機のようなミル内圧力損失の変動に起因する振
動が少なく，静粛な運転ができる。 竪型粉砕機のセパレータが不要で，設備費が安価で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る粉砕設備のフローシート
である。

【図２】本発明の実施例に係る竪型粉砕機の全体縦断面
図である。

【図３】本発明の実施例に係る竪型粉砕機の粉砕部の平
面図である。

【図４】本発明の実施例に係る竪型粉砕機の縦断面図で
ある。

【図５】本発明の他の実施例に係る粉砕設備のフローシ
ートである。

【図６】本発明の実施例に係る分級機の概略縦断面図で
ある。

【図７】本発明の他の実施例に係る分級機の概略縦断面
図である。

【図８】本発明の別の他の実施例に係る分級機の概略縦
断面図である。

【図９】従来の竪型粉砕機の全体縦断面図である。

【図１０】従来の粉砕設備のフローシートである。

【図１１】従来の粉砕設備のフローシートである。

【符号の説明】

１ 竪型粉砕機（従来） １Ａ 竪型粉砕機（従来） １Ｂ 竪型粉砕機（本発明） ３Ａ 回転テーブル ３Ｂ ダムリング ３ａ スリット ３ｂ スリット ４ 粉砕ローラ １４ 環状空間通路 １５ ケーシング １７ 原料投入シュート ２０ ポケット ３０ ガイドプレート ３０ａ 衝突板 ４０ 排出シュート ４０ａ スクレーパ ５０ ベルトコンベヤ １００ 原料ホッパ ２００ ベルトフィーダ ３００ 輸送機 ４００ 循環経路 ５００ 分級機 ６００ 微粉経路 ７００ 捕集装置 ８００ 吸引ファン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原料ホッパと原料輸送機とからなる原料
   輸送設備と，原料の供給を受けて粉砕する竪型粉砕機
   と，該竪型粉砕機の粉砕産物を分級機へ移送する輸送機
   と，該輸送機によって供給された粉砕産物を分級する分
   級機と，分級後の粗粉を前記竪型粉砕機へ再供給する循
   環経路と，分級後の微粉を捕集装置へ移送する微粉経路
   と，捕集装置と，吸引ファンとから構成される粉砕設備
   であって，前記竪型粉砕機は回転テーブル上面に複数個
   の回転自在な粉砕ローラを配置し，原料投入シュートか
   ら回転テーブル上へ供給した原料を、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
   との間で粉砕し，かつ，粉砕後の原料のうち主に粗粒を
   回転テーブルへ戻す機械的内部循環機能を備えた粉砕設
   備。
2. 【請求項２】 回転テーブルの外周に沿う衝突板を垂設
   して遠心力により回転テーブル上から飛散した粗粒を反
   撥させて該回転テーブルへ戻す機械的内部循環機能を備
   えた竪型粉砕機から構成される請求項１の粉砕設備。