JPH0889832A - 横型ミルによる粉砕方法 - Google Patents
横型ミルによる粉砕方法Info
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- JPH0889832A JPH0889832A JP6232994A JP23299494A JPH0889832A JP H0889832 A JPH0889832 A JP H0889832A JP 6232994 A JP6232994 A JP 6232994A JP 23299494 A JP23299494 A JP 23299494A JP H0889832 A JPH0889832 A JP H0889832A
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- grinding media
- grinding
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- media
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
- B02C17/16—Mills in which a fixed container houses stirring means tumbling the charge
- B02C17/166—Mills in which a fixed container houses stirring means tumbling the charge of the annular gap type
Abstract
(57)【要約】
【目的】 互いに相対回転する内筒と外筒との間を粉砕
室とし粉砕メディア（ボール）を用いて超微粉砕する横
型ミルにおいて、粉砕メディアの破損・摩耗を抑制しつ
つ、粉砕性を向上させ、消費動力を低減すること。 【構成】 小径メディアで高速回転という従来の常識と
逆に、大径メディアを用いて低速回転させる。低速回転
なので粉砕メディアの損耗が少ない。そして低速による
粉砕性能低下を大径の粉砕メディアを用いることにより
カバーする。また、内筒・外筒の寸法比、内外筒間の間
隔、攪拌翼の軸方向間隔等を適正化することにより、性
能を向上させる。
室とし粉砕メディア（ボール）を用いて超微粉砕する横
型ミルにおいて、粉砕メディアの破損・摩耗を抑制しつ
つ、粉砕性を向上させ、消費動力を低減すること。 【構成】 小径メディアで高速回転という従来の常識と
逆に、大径メディアを用いて低速回転させる。低速回転
なので粉砕メディアの損耗が少ない。そして低速による
粉砕性能低下を大径の粉砕メディアを用いることにより
カバーする。また、内筒・外筒の寸法比、内外筒間の間
隔、攪拌翼の軸方向間隔等を適正化することにより、性
能を向上させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高強度コンクリートや
高性能触媒等で必要となる数ミクロン以下というような
超微粒子を得る超微粉砕方法に関する。
高性能触媒等で必要となる数ミクロン以下というような
超微粒子を得る超微粉砕方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近の公知技術として特公平５−８７３
０７号「遠心処理方法およびその装置」がある。その発
明の概要は、図１５に示すような竪型ミルで中空回転体
（０１）内に攪拌軸（０２）を設け、それらの間の間隙
Ｓに粉砕メディア（０３）を介在させている。そして、
この間隙Ｓに被処理物Ｍが存在する状態で、中空回転体
（０１）を回転させるとともに攪拌軸（０２）を逆方向
に回転させて、被処理物Ｍを粉砕する。その場合回転速
度は、粉砕メディア（０３）に１Ｇを超える加速度が作
用する状態とし、好ましい粉砕領域は 1０Ｇないし２0
０Ｇであると説明されている。
０７号「遠心処理方法およびその装置」がある。その発
明の概要は、図１５に示すような竪型ミルで中空回転体
（０１）内に攪拌軸（０２）を設け、それらの間の間隙
Ｓに粉砕メディア（０３）を介在させている。そして、
この間隙Ｓに被処理物Ｍが存在する状態で、中空回転体
（０１）を回転させるとともに攪拌軸（０２）を逆方向
に回転させて、被処理物Ｍを粉砕する。その場合回転速
度は、粉砕メディア（０３）に１Ｇを超える加速度が作
用する状態とし、好ましい粉砕領域は 1０Ｇないし２0
０Ｇであると説明されている。
【０００３】また前記間隙Ｓは、中空回転体（１）の内
半径をＲとしたとき、0.5０≦Ｓ／Ｒ≦０.9５の条件を
満たし、特にＳ／Ｒ＝０.8０〜０.9５が好ましいと説明
されている。すなわち、間隙Ｓを小さくしてＳ／Ｒ＜
０.5０とした場合には、遠心力が均一化され粉砕効果が
均一化される点では好ましいが、処理能力が小さくなっ
てしまうし、またＳ／Ｒ＞０.9５となる場合には、攪拌
軸（０２）による攪拌効果が小さくなってしまう、とい
うのである。
半径をＲとしたとき、0.5０≦Ｓ／Ｒ≦０.9５の条件を
満たし、特にＳ／Ｒ＝０.8０〜０.9５が好ましいと説明
されている。すなわち、間隙Ｓを小さくしてＳ／Ｒ＜
０.5０とした場合には、遠心力が均一化され粉砕効果が
均一化される点では好ましいが、処理能力が小さくなっ
てしまうし、またＳ／Ｒ＞０.9５となる場合には、攪拌
軸（０２）による攪拌効果が小さくなってしまう、とい
うのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来、超微粉砕には
「高速回転でかつ小径の粉砕メディアが適切」というの
が定説となっており、そのために前記のように 1０Ｇな
いし２0０Ｇという高速回転が提唱され、また粉砕メデ
ィアも直径３ｍｍ以下という小径のものが使用されるの
が一般的であった。
「高速回転でかつ小径の粉砕メディアが適切」というの
が定説となっており、そのために前記のように 1０Ｇな
いし２0０Ｇという高速回転が提唱され、また粉砕メデ
ィアも直径３ｍｍ以下という小径のものが使用されるの
が一般的であった。
【０００５】ところが、この高速回転かつ小径メディア
型のミルには次の問題点があった。 （１）粉砕メディアの摩耗が大きい。粉砕メディアの摩
耗速度は、ミルの回転数と粉砕メディアの比表面積に比
例するので、図５に示すように加速度が大きい程、また
粉砕メディアが小さい程、大きくなる。 （２）粉砕メディアの破損率が高い。メディアの圧壊強
度は粉砕メディアの直径が大きいほど大きいので、小径
の粉砕メディアの場合、粉砕メディアの破損率が高くな
る。 （３）消費動力が大きく、被砕物温度が高い。ミル動力
は回転数に比例し、ミル内発熱量はその動力に比例する
ので、高速回転だと被砕物温度が高くなる。この温度高
は被砕物品質劣化やスケールアップ等の障害因子となる
ことが多い。
型のミルには次の問題点があった。 （１）粉砕メディアの摩耗が大きい。粉砕メディアの摩
耗速度は、ミルの回転数と粉砕メディアの比表面積に比
例するので、図５に示すように加速度が大きい程、また
粉砕メディアが小さい程、大きくなる。 （２）粉砕メディアの破損率が高い。メディアの圧壊強
度は粉砕メディアの直径が大きいほど大きいので、小径
の粉砕メディアの場合、粉砕メディアの破損率が高くな
る。 （３）消費動力が大きく、被砕物温度が高い。ミル動力
は回転数に比例し、ミル内発熱量はその動力に比例する
ので、高速回転だと被砕物温度が高くなる。この温度高
は被砕物品質劣化やスケールアップ等の障害因子となる
ことが多い。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は、前記従来の
課題を解決するために、内面に複数の攪拌翼が装着され
たほぼ水平な外筒と同外筒と同軸で外面に複数の攪拌翼
が装着された内筒との間の環状断面空間に粉砕メディア
を収容するとともに、上記外筒と上記内筒の両方または
上記内筒のみを回転させ、上記環状断面空間に供給され
る原料を粉砕する方法において、下記〜の条件を満
たすことを特徴とする横型ミルによる粉砕方法を提案す
るものである。 上記粉砕メディアに作用する最大加速度が重力加速
度の３倍を超えないような回転数で上記内筒または外筒
が回転すること。 上記粉砕メディアの直径が５ｍｍないし 1５ｍｍで
あること。 上記外筒の内面と上記内筒の外面との間隔が上記粉
砕メディアの直径の３倍以上であること。 上記攪拌翼の軸方向間隔が上記粉砕メディアの直径
の３倍ないし 6０倍であること。 上記外筒の内径と上記内筒の外径との比が０.5 以
上であること。
課題を解決するために、内面に複数の攪拌翼が装着され
たほぼ水平な外筒と同外筒と同軸で外面に複数の攪拌翼
が装着された内筒との間の環状断面空間に粉砕メディア
を収容するとともに、上記外筒と上記内筒の両方または
上記内筒のみを回転させ、上記環状断面空間に供給され
る原料を粉砕する方法において、下記〜の条件を満
たすことを特徴とする横型ミルによる粉砕方法を提案す
るものである。 上記粉砕メディアに作用する最大加速度が重力加速
度の３倍を超えないような回転数で上記内筒または外筒
が回転すること。 上記粉砕メディアの直径が５ｍｍないし 1５ｍｍで
あること。 上記外筒の内面と上記内筒の外面との間隔が上記粉
砕メディアの直径の３倍以上であること。 上記攪拌翼の軸方向間隔が上記粉砕メディアの直径
の３倍ないし 6０倍であること。 上記外筒の内径と上記内筒の外径との比が０.5 以
上であること。
【０００７】
【作用】本発明方法によれば次の作用を生じる。 粉砕メディアに作用する最大加速度が重力加速度の
３倍を超えないような低回転数で内筒または外筒が回転
するので、粉砕メディアの摩耗が抑制される。 粉砕メディアの直径が５ｍｍないし 1５ｍｍと大径
なので、上記のような低回転による粉砕力の低下がカバ
ーされる。 外筒の内面と内筒の外面との間隔が粉砕メディアの
直径の３倍以上、すなわち粉砕メディアが３個以上入る
間隔になっているので、粉砕メディアのブリッジ現象に
よる運転不良（動力異常高）が防止される。 攪拌翼の軸方向間隔が粉砕メディアの直径の３倍以
上かつ 6０倍以下であるので、粉砕メディアのブリッジ
現象と粉砕力伝播不良が防止される。 外筒の内径と内筒の外径との比が０.5 以上と大き
いので、同じメディア充填率でメディア充填量（重量）
が小さくなり、消費動力が低減される。
３倍を超えないような低回転数で内筒または外筒が回転
するので、粉砕メディアの摩耗が抑制される。 粉砕メディアの直径が５ｍｍないし 1５ｍｍと大径
なので、上記のような低回転による粉砕力の低下がカバ
ーされる。 外筒の内面と内筒の外面との間隔が粉砕メディアの
直径の３倍以上、すなわち粉砕メディアが３個以上入る
間隔になっているので、粉砕メディアのブリッジ現象に
よる運転不良（動力異常高）が防止される。 攪拌翼の軸方向間隔が粉砕メディアの直径の３倍以
上かつ 6０倍以下であるので、粉砕メディアのブリッジ
現象と粉砕力伝播不良が防止される。 外筒の内径と内筒の外径との比が０.5 以上と大き
いので、同じメディア充填率でメディア充填量（重量）
が小さくなり、消費動力が低減される。
【０００８】
【実施例】図１は本発明方法を実施する横型ミルの一例
を示す縦断面図、図２は同じく他の例を示す縦断面図で
ある。図中（１）は外筒、（２）は内筒、（３ａ），
（３ｂ）はモータ、（４ａ），（４ｂ）は減速機、（５
ａ），（５ｂ），（６ａ），（６ｂ）はギヤ、（７）は
フランジ、（８）は軸受、（９）は固定金具、（１０）
は中空回転軸、（１１）はグランドパッキン、（１２）
はスラリ供給管、（１３）はスラリ供給孔、（１４）は
粉砕室、（１５）は粉砕メディア、（１６）は目板、
（１７）はスリット、（１８）は貯蔵室、（１９）は排
出孔、（２０）は排出ガイド板、（２１）は排出管、
（２２），（２３）は攪拌翼、（２４）は被砕物投入口
をそれぞれ示す。図１に示されたミルは、外筒（１）と
内筒（２）が逆方向に回転する相互回転方式のミルで、
被砕物はスラリーとしてスラリ供給管（１２）から供給
され、粉砕物は排出管（２１）から排出される。また図
２に示されたミルは内筒単独回転方式のミルで、被砕物
はスラリーまたは乾粉として被砕物投入口（２４）から
供給され、排出管（２１）から排出される。
を示す縦断面図、図２は同じく他の例を示す縦断面図で
ある。図中（１）は外筒、（２）は内筒、（３ａ），
（３ｂ）はモータ、（４ａ），（４ｂ）は減速機、（５
ａ），（５ｂ），（６ａ），（６ｂ）はギヤ、（７）は
フランジ、（８）は軸受、（９）は固定金具、（１０）
は中空回転軸、（１１）はグランドパッキン、（１２）
はスラリ供給管、（１３）はスラリ供給孔、（１４）は
粉砕室、（１５）は粉砕メディア、（１６）は目板、
（１７）はスリット、（１８）は貯蔵室、（１９）は排
出孔、（２０）は排出ガイド板、（２１）は排出管、
（２２），（２３）は攪拌翼、（２４）は被砕物投入口
をそれぞれ示す。図１に示されたミルは、外筒（１）と
内筒（２）が逆方向に回転する相互回転方式のミルで、
被砕物はスラリーとしてスラリ供給管（１２）から供給
され、粉砕物は排出管（２１）から排出される。また図
２に示されたミルは内筒単独回転方式のミルで、被砕物
はスラリーまたは乾粉として被砕物投入口（２４）から
供給され、排出管（２１）から排出される。
【０００９】［加速度と粉砕メディアの大きさ］直径ｄ
の粉砕メディア１個が被砕物に与える粉砕エネルギーＥ
は次式で表わされる。 Ｅ ∝ γ×ｄ3×ｖ2 ∝ γ×ｄ3×Ａ ここでγはメディア密度、ｖはメディア回転速度、Ａは
最大加速度である。
の粉砕メディア１個が被砕物に与える粉砕エネルギーＥ
は次式で表わされる。 Ｅ ∝ γ×ｄ3×ｖ2 ∝ γ×ｄ3×Ａ ここでγはメディア密度、ｖはメディア回転速度、Ａは
最大加速度である。
【００１０】したがって、例えばｄ＝ 1０ｍｍ、Ａ＝３
Ｇの場合とｄ＝３ｍｍ、Ａ＝ 2０Ｇの場合を比較する
と、粉砕エネルギーの比率は（ 1０3×３）／（３3×２
０）＝5.6 となる。すなわち本発明方法のように低回転
で大径メディアを用いる粉砕方法は、従来の高回転かつ
小径メディアの場合よりも、はるかに大きな粉砕エネル
ギーを与えうる。
Ｇの場合とｄ＝３ｍｍ、Ａ＝ 2０Ｇの場合を比較する
と、粉砕エネルギーの比率は（ 1０3×３）／（３3×２
０）＝5.6 となる。すなわち本発明方法のように低回転
で大径メディアを用いる粉砕方法は、従来の高回転かつ
小径メディアの場合よりも、はるかに大きな粉砕エネル
ギーを与えうる。
【００１１】この粉砕性について、前記図１および図２
に示される横型ミル（外筒（１）の内半径Ｒ＝２5０ｍ
ｍ一定）を用い、内筒（２）の外半径ｒ＝１5０ｍｍ
（Ｓ／Ｒ＝０.４）、翼ピッチＰ＝１0０ｍｍの条件で、
加速度Ａと粉砕メディア径ｄを変化させて、珪石粉砕テ
ストを行なった結果を図３に例示する。この図では、従
来ミルのｄ＝３ｍｍ、Ａ＝ 2０Ｇの時の粉砕性（比表面
積増加率で比較）を１.０として表示しているが、図か
ら明らかなように、ｄ＝５〜 1５ｍｍの大径メディアを
使用すると、３Ｇの低回転数でもｄ＝３ｍｍ、Ａ＝ 2０
Ｇの時以上の粉砕性が得られた。
に示される横型ミル（外筒（１）の内半径Ｒ＝２5０ｍ
ｍ一定）を用い、内筒（２）の外半径ｒ＝１5０ｍｍ
（Ｓ／Ｒ＝０.４）、翼ピッチＰ＝１0０ｍｍの条件で、
加速度Ａと粉砕メディア径ｄを変化させて、珪石粉砕テ
ストを行なった結果を図３に例示する。この図では、従
来ミルのｄ＝３ｍｍ、Ａ＝ 2０Ｇの時の粉砕性（比表面
積増加率で比較）を１.０として表示しているが、図か
ら明らかなように、ｄ＝５〜 1５ｍｍの大径メディアを
使用すると、３Ｇの低回転数でもｄ＝３ｍｍ、Ａ＝ 2０
Ｇの時以上の粉砕性が得られた。
【００１２】また、低回転数における特性を把握するた
めに、Ａ＝ 1.５Ｇ(一定)にしてプラスチックの一種で
あるＦＲＰの粉砕テストを実施し、その結果を図４に示
す。この図は粉砕効率（ここでは一定エネルギーを付加
した時に１μｍ以下となった割合で示した）と粉砕メデ
ィア直径ｄとの関係を示すが、このような低回転域でも
ｄ＝５〜１5 ｍの大径メディアを用いれば高い粉砕性が
得られることが、このテストの結果からもわかった。
めに、Ａ＝ 1.５Ｇ(一定)にしてプラスチックの一種で
あるＦＲＰの粉砕テストを実施し、その結果を図４に示
す。この図は粉砕効率（ここでは一定エネルギーを付加
した時に１μｍ以下となった割合で示した）と粉砕メデ
ィア直径ｄとの関係を示すが、このような低回転域でも
ｄ＝５〜１5 ｍの大径メディアを用いれば高い粉砕性が
得られることが、このテストの結果からもわかった。
【００１３】一方、粉砕メディアの摩耗速度は、低回転
とすることにより大幅に低減する。図５は珪石を 5０時
間連続粉砕した時の粉砕メディアの摩耗状況を比較した
テスト結果を示すものである。縦軸のメディア摩耗比
は、テスト前後のメディア重量減比で示した。これから
明らかなように、低回転でかつ大径メディアを使用した
時は摩耗が小さく、例えば従来ミルのＡ＝ 2０Ｇ、ｄ＝
３ｍｍの場合に比較して、Ａ＝１.５Ｇ、ｄ＝１0 ｍｍ
では摩耗量は約１／1０に低減できた。
とすることにより大幅に低減する。図５は珪石を 5０時
間連続粉砕した時の粉砕メディアの摩耗状況を比較した
テスト結果を示すものである。縦軸のメディア摩耗比
は、テスト前後のメディア重量減比で示した。これから
明らかなように、低回転でかつ大径メディアを使用した
時は摩耗が小さく、例えば従来ミルのＡ＝ 2０Ｇ、ｄ＝
３ｍｍの場合に比較して、Ａ＝１.５Ｇ、ｄ＝１0 ｍｍ
では摩耗量は約１／1０に低減できた。
【００１４】［内外筒間の間隔と粉砕メディアの大き
さ］内筒と外筒との間隔Ｓが過小になると、粉砕メディ
アのブリッジ現象が生じて運動が阻害され、動力が異常
に高くなってミルがトリップすることがある。発明者等
は数多くの実験から、Ｓ／ｄとミル動力との間に図６の
関係があり、内筒と外筒との間に粉砕メディアが３個以
上入る間隔があれば、すなわちＳ／ｄ≧３ならば、ブリ
ッジ現象が生じないことを見い出した。
さ］内筒と外筒との間隔Ｓが過小になると、粉砕メディ
アのブリッジ現象が生じて運動が阻害され、動力が異常
に高くなってミルがトリップすることがある。発明者等
は数多くの実験から、Ｓ／ｄとミル動力との間に図６の
関係があり、内筒と外筒との間に粉砕メディアが３個以
上入る間隔があれば、すなわちＳ／ｄ≧３ならば、ブリ
ッジ現象が生じないことを見い出した。
【００１５】［攪拌翼の軸方向間隔と粉砕メディアの大
きさ］本発明の方法を実施する横型ミルでは、外筒の内
面と内筒の内面にいずれも複数の攪拌翼が設けられてい
るが、それら攪拌翼の軸方向間隔（ピッチ）Ｐがミルの
粉砕性能と運転性に大きく影響する。本発明者らは数多
くの実験から、そのピッチＰは粉砕メディア直径ｄとの
比で図７に示すように整理でき、３Ｇ以下の低回転でか
つ直径５ｍｍないし 1５ｍｍの大径メディア使用時は３
≦Ｐ／ｄ≦６0が最適であることを発見した。Ｐ／ｄ＜
３では前項で述べた粉砕メディアのブリッジ現象が軸方
向で生じるし、またＰ／ｄ＞６0 では１ピッチ間に介在
する粉砕メディアの数が多くなり過ぎて攪拌力が伝達不
良となり、粉砕動力が不足して粉砕性能が低下するから
である。
きさ］本発明の方法を実施する横型ミルでは、外筒の内
面と内筒の内面にいずれも複数の攪拌翼が設けられてい
るが、それら攪拌翼の軸方向間隔（ピッチ）Ｐがミルの
粉砕性能と運転性に大きく影響する。本発明者らは数多
くの実験から、そのピッチＰは粉砕メディア直径ｄとの
比で図７に示すように整理でき、３Ｇ以下の低回転でか
つ直径５ｍｍないし 1５ｍｍの大径メディア使用時は３
≦Ｐ／ｄ≦６0が最適であることを発見した。Ｐ／ｄ＜
３では前項で述べた粉砕メディアのブリッジ現象が軸方
向で生じるし、またＰ／ｄ＞６0 では１ピッチ間に介在
する粉砕メディアの数が多くなり過ぎて攪拌力が伝達不
良となり、粉砕動力が不足して粉砕性能が低下するから
である。
【００１６】［内筒・外筒の寸法比］同じ外筒内径で大
きな内筒外径にする、すなわちｒ／Ｒを大きく、Ｓ／Ｒ
を小さくすると、図８に示すように粉砕室（１４）容積
（図中斜線部）が小さくなり、同じメディア充填率（メ
ディア充填高さｈ／粉砕室高さＨ）（図９参照）を得る
のに少ないメディア重量で済む。ミル消費動力はメディ
ア重量の増加に伴って増えるので、メディア重量が少な
くて済めば動力低減に大きな効果がある。また最もメデ
ィア回転速度が高い外側環状部で粉砕するので、後述す
るように粉砕効率も向上する。
きな内筒外径にする、すなわちｒ／Ｒを大きく、Ｓ／Ｒ
を小さくすると、図８に示すように粉砕室（１４）容積
（図中斜線部）が小さくなり、同じメディア充填率（メ
ディア充填高さｈ／粉砕室高さＨ）（図９参照）を得る
のに少ないメディア重量で済む。ミル消費動力はメディ
ア重量の増加に伴って増えるので、メディア重量が少な
くて済めば動力低減に大きな効果がある。また最もメデ
ィア回転速度が高い外側環状部で粉砕するので、後述す
るように粉砕効率も向上する。
【００１７】図１０は、メディア充填率 8５％，Ａ＝
１.５Ｇ、ｄ＝１０ｍｍ（いずれも一定）という条件
で、Ｓ／Ｒを０.１から０.９まで変化させた場合のテス
ト結果を示す。曲線〔Ｉ〕は粉砕メディア重量の変化を
示しているが、Ｓ／Ｒが大きくなる程（内筒が小さくな
る程）粉砕室容積が大きくなるので粉砕メディア重量が
大きくなり、その結果としてミル消費動力はＳ／Ｒの増
加とともに曲線〔II〕に示すように増加した。またＳ／
Ｒが０.１で動力が急増しているのは、Ｓ＝２5０ｍｍ×
０.１＝２５ｍｍ、すなわち前記Ｓ／ｄ≧３の適正条件
から外れてＳ／ｄ＝２５ｍｍ／1０ｍｍ＝２.５となった
ためである。
１.５Ｇ、ｄ＝１０ｍｍ（いずれも一定）という条件
で、Ｓ／Ｒを０.１から０.９まで変化させた場合のテス
ト結果を示す。曲線〔Ｉ〕は粉砕メディア重量の変化を
示しているが、Ｓ／Ｒが大きくなる程（内筒が小さくな
る程）粉砕室容積が大きくなるので粉砕メディア重量が
大きくなり、その結果としてミル消費動力はＳ／Ｒの増
加とともに曲線〔II〕に示すように増加した。またＳ／
Ｒが０.１で動力が急増しているのは、Ｓ＝２5０ｍｍ×
０.１＝２５ｍｍ、すなわち前記Ｓ／ｄ≧３の適正条件
から外れてＳ／ｄ＝２５ｍｍ／1０ｍｍ＝２.５となった
ためである。
【００１８】一方、曲線〔III〕は粉砕動力原単位比
（同じ粒径まで粉砕する場合の１トン粉砕当りの消費動
力）を示したものであるが、これより最も低動力で粉砕
できるのは０.1２≦Ｓ／Ｒ≦０.５の範囲であることが
この曲線から分る。Ｓ／Ｒ＝０.1２では Ｓ＝２5０ｍｍ
×０.1２＝３０ｍｍであるからＳ／ｄ＝３０ｍｍ／1０
ｍｍ＝３であり、Ｓ／Ｒ＜０.1２では前記Ｓ／ｄ≧３の
適正条件から外れると見るべきである。また Ｓ／Ｒ＞
０.５で動力原単位が増加するのは曲線〔II〕で示され
る動力の増加割合に対して粉砕処理能力の増加割合が小
さいからである。
（同じ粒径まで粉砕する場合の１トン粉砕当りの消費動
力）を示したものであるが、これより最も低動力で粉砕
できるのは０.1２≦Ｓ／Ｒ≦０.５の範囲であることが
この曲線から分る。Ｓ／Ｒ＝０.1２では Ｓ＝２5０ｍｍ
×０.1２＝３０ｍｍであるからＳ／ｄ＝３０ｍｍ／1０
ｍｍ＝３であり、Ｓ／Ｒ＜０.1２では前記Ｓ／ｄ≧３の
適正条件から外れると見るべきである。また Ｓ／Ｒ＞
０.５で動力原単位が増加するのは曲線〔II〕で示され
る動力の増加割合に対して粉砕処理能力の増加割合が小
さいからである。
【００１９】Ｓ／Ｒが大きい場合に粉砕処理能力が小さ
いのは、図１１（ｂ）の速度分布曲線に示されるよう
に、内筒付近の粉砕メディアの回転速度が非常に小さ
く、粉砕に殆んど寄与しないためだと考えられる。それ
に対して本発明ではｒ／Ｒ≧０.５（Ｓ／Ｒ＜０.５）と
したので、図１１（ａ）に示されるように、粉砕メディ
アの回転速度が大きく粉砕に適した外側環状部のみを粉
砕室としており、そのため低動力原単位で高効率粉砕が
可能となった。
いのは、図１１（ｂ）の速度分布曲線に示されるよう
に、内筒付近の粉砕メディアの回転速度が非常に小さ
く、粉砕に殆んど寄与しないためだと考えられる。それ
に対して本発明ではｒ／Ｒ≧０.５（Ｓ／Ｒ＜０.５）と
したので、図１１（ａ）に示されるように、粉砕メディ
アの回転速度が大きく粉砕に適した外側環状部のみを粉
砕室としており、そのため低動力原単位で高効率粉砕が
可能となった。
【００２０】［連続粉砕試験］前記した本発明方法の範
囲内の条件、具体的にはＡ＝１.５Ｇ、ｄ＝1０ｍｍ、Ｓ
／Ｒ＝０.４、Ｓ／ｄ＝１0、Ｐ／ｄ＝１0 で炭酸カルシ
ウムの５０時間連続粉砕テストを実施した結果を図１２
に示す。本発明の方法により非常に安定した優れた連続
粉砕性が得られることがこの図から分る。
囲内の条件、具体的にはＡ＝１.５Ｇ、ｄ＝1０ｍｍ、Ｓ
／Ｒ＝０.４、Ｓ／ｄ＝１0、Ｐ／ｄ＝１0 で炭酸カルシ
ウムの５０時間連続粉砕テストを実施した結果を図１２
に示す。本発明の方法により非常に安定した優れた連続
粉砕性が得られることがこの図から分る。
【００２１】
【発明の効果】本発明の方法によれば次の効果が得られ
る。 １）スケールアップした場合にミル内の被砕物温度上昇
が小さいので大容量化が容易である。これは大径内筒の
採用により大きな内筒冷却面積が確保できるようになっ
たことと、粉砕メディアの充填率は一定でも充填量が低
減され、更に低回転、ＳやＰの最適化等により粉砕動力
が低減されたこととによる効果である。図１３は本発明
の方法により珪石を湿式粉砕した時のミル出口スラリー
温度を従来の方法による場合と比較した試験結果を示す
ものであるが、本発明の方法が大容量化に非常に適して
いることが分る。実際に本発明方法を実施する世界最大
と言われている４ｔ／ｈ珪石用超微粒ミルが順調に運転
されている。
る。 １）スケールアップした場合にミル内の被砕物温度上昇
が小さいので大容量化が容易である。これは大径内筒の
採用により大きな内筒冷却面積が確保できるようになっ
たことと、粉砕メディアの充填率は一定でも充填量が低
減され、更に低回転、ＳやＰの最適化等により粉砕動力
が低減されたこととによる効果である。図１３は本発明
の方法により珪石を湿式粉砕した時のミル出口スラリー
温度を従来の方法による場合と比較した試験結果を示す
ものであるが、本発明の方法が大容量化に非常に適して
いることが分る。実際に本発明方法を実施する世界最大
と言われている４ｔ／ｈ珪石用超微粒ミルが順調に運転
されている。
【００２２】２）粉砕に伴うメカノケミカル効果が発現
しやすい。これは５ｍｍないし 1５ｍｍという大径の粉
砕メディアを使用することによる効果である。メカノケ
ミストリーとは、粉砕作用により機械的エネルギーが固
体物質に加わり、格子欠陥の増加、結晶粒子の大きさの
減少や無定形化が起こる現象であって、この時、固体物
質（粒子）は反応性、吸着性、触媒活性などが大幅に向
上する場合が多く、最近これらの特性を利用して粉体の
付加価値や品質を高めることが行なわれている。
しやすい。これは５ｍｍないし 1５ｍｍという大径の粉
砕メディアを使用することによる効果である。メカノケ
ミストリーとは、粉砕作用により機械的エネルギーが固
体物質に加わり、格子欠陥の増加、結晶粒子の大きさの
減少や無定形化が起こる現象であって、この時、固体物
質（粒子）は反応性、吸着性、触媒活性などが大幅に向
上する場合が多く、最近これらの特性を利用して粉体の
付加価値や品質を高めることが行なわれている。
【００２３】図１４は鉄系触媒のメカノケミストリー発
現の試験結果を例示するものであるが、同じエネルギー
（Ｅ×ｔ）を加えても小径メディア型ミル（図中のＥ2
型）ではメカノケミストリーは発現せず、本発明の５ｍ
ｍないし１５ｍｍの大径メディア（図中のＥ1 型）での
みメカノケミストリーが発現することが明らかになっ
た。これは、メカノケミストリー発現のためには限界エ
ネルギーＥcrが存在し、粉砕メディアが被砕物に与える
瞬間エネルギーＥがＥcrよりも大きいの時に初めてメカ
ノケミストリーが起るためと推定される。すなわち、小
径メディアで小さなエネルギーを数多く与えるよりも、
数は少くても大きなエネルギーを大径メディアで与える
方が、メカノケミストリーは発現し易いことと理解され
る。
現の試験結果を例示するものであるが、同じエネルギー
（Ｅ×ｔ）を加えても小径メディア型ミル（図中のＥ2
型）ではメカノケミストリーは発現せず、本発明の５ｍ
ｍないし１５ｍｍの大径メディア（図中のＥ1 型）での
みメカノケミストリーが発現することが明らかになっ
た。これは、メカノケミストリー発現のためには限界エ
ネルギーＥcrが存在し、粉砕メディアが被砕物に与える
瞬間エネルギーＥがＥcrよりも大きいの時に初めてメカ
ノケミストリーが起るためと推定される。すなわち、小
径メディアで小さなエネルギーを数多く与えるよりも、
数は少くても大きなエネルギーを大径メディアで与える
方が、メカノケミストリーは発現し易いことと理解され
る。
【００２４】３）以上詳細に述べたとおり本発明は、超
微粉砕には小径メディアで高速回転させるのが良いとい
う従来の定説とまったく逆指向して、大径メディアで低
速回転させる方法であり、これにより従来の方法では困
難と言われていた４ｔ／ｈの大容量超微粒ミルの実用化
や、メカノケミストリーによる高付加価値粉体製造に成
功したものである。
微粉砕には小径メディアで高速回転させるのが良いとい
う従来の定説とまったく逆指向して、大径メディアで低
速回転させる方法であり、これにより従来の方法では困
難と言われていた４ｔ／ｈの大容量超微粒ミルの実用化
や、メカノケミストリーによる高付加価値粉体製造に成
功したものである。
【図１】図１は本発明の方法を実施する横型ミルの一例
を示す縦断面図である。
を示す縦断面図である。
【図２】図２は本発明の方法を実施する横型ミルの他の
例を示す縦断面図である。
例を示す縦断面図である。
【図３】図３は加速度および粉砕メディア径と粉砕性と
の関係について試験した結果を例示する図である。
の関係について試験した結果を例示する図である。
【図４】図４は粉砕メディア径と粉砕効率との関係につ
いて試験した結果を例示する図である。
いて試験した結果を例示する図である。
【図５】図５は加速度および粉砕メディア径と粉砕メデ
ィアの摩耗状況との関係について試験した結果を例示す
る図である。
ィアの摩耗状況との関係について試験した結果を例示す
る図である。
【図６】図６は内外筒間の間隔および粉砕メディアの大
きさとミル動力との関係について試験した結果を例示す
る図である。
きさとミル動力との関係について試験した結果を例示す
る図である。
【図７】図７は攪拌翼の軸方向間隔および粉砕メディア
の大きさとミル動力との関係について試験した結果を例
示する図である。
の大きさとミル動力との関係について試験した結果を例
示する図である。
【図８】図８は内筒・外筒の寸法比と粉砕室容積との関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図９】図９はメディア充填率を説明する図である。
【図１０】図１０は内筒・外筒の寸法比と粉砕メディア
重量、ミル消費動力および粉砕動力原単位との関係につ
いて試験した結果を例示する図である。
重量、ミル消費動力および粉砕動力原単位との関係につ
いて試験した結果を例示する図である。
【図１１】図１１は内筒・外筒の寸法比と粉砕メディア
の回転速度との関係を示す図である。
の回転速度との関係を示す図である。
【図１２】図１２は炭酸カルシウムを連続粉砕試験した
結果を例示する図である。
結果を例示する図である。
【図１３】図１３は珪石を湿式粉砕した時のミル出口温
度を比較した試験結果を例示する図である。
度を比較した試験結果を例示する図である。
【図１４】図１４は鉄系触媒のメカノケミストリー発現
の試験結果を例示する図である。
の試験結果を例示する図である。
【図１５】図１５は従来のミルの一例を示す縦断面図で
ある。
ある。
（０１） 中空回転体 （０２） 攪拌軸 （０３） 粉砕メディ
ア （１） 外筒 （２） 内筒 （３ａ），（３ｂ） モータ （４ａ），（４ｂ） 減速機 （５ａ），（５ｂ），（６ａ），（６ｂ） ギヤ （７） フランジ （８） 軸受 （９） 固定金具 （１０） 中空回転軸 （１１） グランドパ
ッキン （１２） スラリ供給
管 （１３） スラリ供給
孔 （１４） 粉砕室 （１５） 粉砕メディ
ア （１６） 目板 （１７） スリット （１８） 貯蔵室 （１９） 排出孔 （２０） 排出ガイド
板 （２１） 排出管 （２２），（２３） 攪拌翼 （２４） 被砕物投入
口
ア （１） 外筒 （２） 内筒 （３ａ），（３ｂ） モータ （４ａ），（４ｂ） 減速機 （５ａ），（５ｂ），（６ａ），（６ｂ） ギヤ （７） フランジ （８） 軸受 （９） 固定金具 （１０） 中空回転軸 （１１） グランドパ
ッキン （１２） スラリ供給
管 （１３） スラリ供給
孔 （１４） 粉砕室 （１５） 粉砕メディ
ア （１６） 目板 （１７） スリット （１８） 貯蔵室 （１９） 排出孔 （２０） 排出ガイド
板 （２１） 排出管 （２２），（２３） 攪拌翼 （２４） 被砕物投入
口
Claims (1)
- 【請求項１】 内面に複数の攪拌翼が装着されたほぼ水
平な外筒と同外筒と同軸で外面に複数の攪拌翼が装着さ
れた内筒との間の環状断面空間に粉砕メディアを収容す
るとともに、上記外筒と上記内筒の両方または上記内筒
のみを回転させ、上記環状断面空間に供給される原料を
粉砕する方法において、下記〜の条件を満たすこと
を特徴とする横型ミルによる粉砕方法。 上記粉砕メディアに作用する最大加速度が重力加速
度の３倍を超えないような回転数で上記内筒または外筒
が回転すること。 上記粉砕メディアの直径が５ｍｍないし 1５ｍｍで
あること。 上記外筒の内面と上記内筒の外面との間隔が上記粉
砕メディアの直径の３倍以上であること。 上記攪拌翼の軸方向間隔が上記粉砕メディアの直径
の３倍ないし 6０倍であること。 上記外筒の内径と上記内筒の外径との比が 0.5 以
上であること。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23299494A JP3174694B2 (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | 横型ミルによる粉砕方法 |
| ZA956072A ZA956072B (en) | 1994-09-28 | 1995-07-20 | Pulverizing method with a horizontal mill and horizontal mill therefor |
| US08/505,636 US5544818A (en) | 1994-09-28 | 1995-07-21 | Pulverizing method and horizontal mill |
| AU27130/95A AU669835B2 (en) | 1994-09-28 | 1995-07-21 | A horizontal mill and a method for pulverizing a material |
| ES95111607T ES2136776T3 (es) | 1994-09-28 | 1995-07-24 | Procedimiento de pulverizacion con molino horizontal y molino horizontal. |
| DE69512596T DE69512596T2 (de) | 1994-09-28 | 1995-07-24 | Feinzerkleinerungsverfahren unter Verwendung einer horizontalen Mühle und horizontale Mühle |
| EP95111607A EP0704245B1 (en) | 1994-09-28 | 1995-07-24 | Pulverizing method with a horizontal mill and horizontal mill |
| FI954168A FI110847B (fi) | 1994-09-28 | 1995-09-06 | Jauhantamenetelmä vaakasuoran myllyn avulla ja vaakasuora mylly |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23299494A JP3174694B2 (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | 横型ミルによる粉砕方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0889832A true JPH0889832A (ja) | 1996-04-09 |
| JP3174694B2 JP3174694B2 (ja) | 2001-06-11 |
Family
ID=16948141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23299494A Expired - Fee Related JP3174694B2 (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | 横型ミルによる粉砕方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5544818A (ja) |
| EP (1) | EP0704245B1 (ja) |
| JP (1) | JP3174694B2 (ja) |
| AU (1) | AU669835B2 (ja) |
| DE (1) | DE69512596T2 (ja) |
| ES (1) | ES2136776T3 (ja) |
| FI (1) | FI110847B (ja) |
| ZA (1) | ZA956072B (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100643655B1 (ko) * | 2005-10-20 | 2006-11-10 | 태성개발(주) | 습식 이중 회전드럼식 골재재생기를 이용한 순환골재의생산방법 및 장치 |
| KR100643654B1 (ko) * | 2005-10-20 | 2006-11-10 | 태성개발(주) | 건식 이중 회전드럼식 골재재생기를 이용한 순환골재의생산방법 및 장치 |
| JP2008259988A (ja) * | 2007-04-13 | 2008-10-30 | Mitsui Mining Co Ltd | 粉砕処理方法 |
| CN103987462A (zh) * | 2011-12-09 | 2014-08-13 | 芦泽精美技术株式会社 | 横式干式粉碎机 |
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|---|---|---|---|---|
| DE19905370C1 (de) * | 1999-02-10 | 2000-10-19 | Leschonski K | Stiftmühle |
| KR19990073270A (ko) * | 1999-06-29 | 1999-10-05 | 정상옥 | 건식및습식겸용볼밀 |
| KR20030025649A (ko) * | 2001-09-21 | 2003-03-29 | 조현정 | 나노싸이즈 분쇄,분산을 위한 메디아 매체 교반형 분쇄장치 |
| EP1358940B1 (en) * | 2002-04-30 | 2007-08-15 | Dainippon Ink And Chemicals, Inc. | Dispersion apparatus and dispersion method |
| JP2009028687A (ja) * | 2007-07-30 | 2009-02-12 | Chuo Kakoki Kk | メカノケミストリー処理の方法 |
| AU2010220889A1 (en) | 2009-03-06 | 2011-11-03 | Progressive Ip Limited | Improvements in and relating to the comminution of waste and other materials |
| CL2009001886A1 (es) | 2009-09-23 | 2010-04-09 | Mesic Hamza Delic | Conjunto de molinos pulverizadores para mineral conectados entre si donde cada uno comprende una carcasa estatica y paletas movidas por al menos un motor y el conjunto incluye al menos dos pulverizadores con una camara de carga teniendo una tolva para la camara de carga para alimentar un unico espacio central comun. |
| MY168236A (en) * | 2010-04-22 | 2018-10-15 | A New Way Of Living Pty Ltd | Material treatment and apparatus |
| CN104668031B (zh) * | 2015-02-12 | 2017-07-21 | 潮州市联亿智能科技有限公司 | 一种陶瓷制造用粉体制备装置及其使用方法 |
| CN104668029B (zh) * | 2015-02-12 | 2017-05-24 | 惠安集睿信息科技有限公司 | 一种化工物料粉碎装置及其使用方法 |
| CN106732976A (zh) * | 2017-01-16 | 2017-05-31 | 成都佳欣诚信科技有限公司 | 一种用于生产精细粉末涂料的装置 |
| CN108993681B (zh) * | 2018-04-13 | 2020-11-27 | 嘉兴极客旅游用品有限公司 | 一种立式活化机 |
| CN108905947B (zh) * | 2018-04-13 | 2020-12-18 | 浙江昌新生物纤维股份有限公司 | 一种分级式活化机 |
| CN110369054A (zh) * | 2019-08-23 | 2019-10-25 | 扬州自丰机械制造有限公司 | 一种立式球类研磨机 |
| CN112337590B (zh) * | 2020-10-22 | 2022-02-08 | 西藏昌都高争建材股份有限公司 | 一种用于水泥生产的装球装置 |
| CN112169924A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-01-05 | 张家妹 | 一种选矿用湿式溢流型球磨机 |
Family Cites Families (13)
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| BE624266A (ja) * | 1961-11-03 | |||
| DE2047244B2 (de) * | 1970-09-25 | 1981-03-26 | Gebrüder Netzsch, Maschinenfabrik GmbH & Co, 95100 Selb | Rührwerksmühle zum kontinuierlichen Feinmahlen und Dispergieren fließfähigen Mahlgutes |
| CH618893A5 (ja) * | 1977-04-29 | 1980-08-29 | Buehler Ag Geb | |
| SU686759A1 (ru) * | 1978-03-28 | 1979-09-28 | Dolgopolov Vyacheslav | Бисерна мельница |
| US4206879A (en) * | 1978-08-10 | 1980-06-10 | Gebrueder Buehler Ag | Agitator mill |
| FR2510908A1 (fr) * | 1981-08-04 | 1983-02-11 | Euro Machines | Broyeur perfectionne pour le traitement en continu de phase humide en cuve close |
| US4651935A (en) * | 1984-10-19 | 1987-03-24 | Morehouse Industries, Inc. | Horizontal media mill |
| CN85106019B (zh) * | 1985-08-27 | 1987-10-28 | 赖博尔德-斯特里克股份公司 | 环形缝隙式球磨机 |
| DD290317A7 (de) * | 1988-11-02 | 1991-05-29 | Adw,Fi Fuer Aufbereitung,De | Vorrichtung zur kontinuierlichen nassen feinstzerkleinerung von feststoffen |
| US5246173A (en) * | 1989-10-04 | 1993-09-21 | Hoechst Aktiengesellschaft | Vibrating stirred ball mill |
| DE4128074C2 (de) * | 1991-08-23 | 1995-06-29 | Omya Gmbh | Rührwerkskugelmühle |
| JP2955728B2 (ja) | 1991-09-30 | 1999-10-04 | 株式会社日立製作所 | ボイラ主蒸気温度制御方法及び装置 |
| CH688849A5 (de) * | 1993-02-25 | 1998-04-30 | Buehler Ag | Ruehrwerksmuehle. |
-
1994
- 1994-09-28 JP JP23299494A patent/JP3174694B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-07-20 ZA ZA956072A patent/ZA956072B/xx unknown
- 1995-07-21 US US08/505,636 patent/US5544818A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-07-21 AU AU27130/95A patent/AU669835B2/en not_active Ceased
- 1995-07-24 EP EP95111607A patent/EP0704245B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-07-24 ES ES95111607T patent/ES2136776T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1995-07-24 DE DE69512596T patent/DE69512596T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-09-06 FI FI954168A patent/FI110847B/fi active
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| FI954168A0 (fi) | 1995-09-06 |
| US5544818A (en) | 1996-08-13 |
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| DE69512596T2 (de) | 2000-03-30 |
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| EP0704245B1 (en) | 1999-10-06 |
| AU669835B2 (en) | 1996-06-20 |
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| ES2136776T3 (es) | 1999-12-01 |
| EP0704245A1 (en) | 1996-04-03 |
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