JPH11319717A

JPH11319717A - 空気分級装置とこれを用いた微粉製造設備

Info

Publication number: JPH11319717A
Application number: JP12848898A
Authority: JP
Inventors: Masashi Tsukuda; 雅司佃; Motohiko Kobayashi; 元彦小林
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1998-05-12
Filing date: 1998-05-12
Publication date: 1999-11-24
Anticipated expiration: 2018-05-12
Also published as: JP4174811B2

Abstract

(57)【要約】【課題】粉体を微粉、中粉及び粗粉に効率よく分級す
ることができる空気分級装置と、これを用いて分級効率
のみならず、粉砕効率及び輸送効率を更に高めることが
できる微粉製造設備を提供する。【解決手段】複数の回転ベーン１２ａを有する中空円
筒状の回転ロータ１２と、回転ロータを囲んで同心に固
定され複数の固定ベーン１４ａを有する中空円筒状の固
定セパレータ板１４と、回転ロータと同軸に回転駆動さ
れ固定セパレータ板の上部を塞さぐ回転分散板１６とを
備え、回転分散板１６を相対的に低速に回転させて供給
された粉体を一様に緩やかに広がり落ちるように分散さ
せ、回転ロータ１２を相対的に高速に回転させて微粒の
粒度を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粉体を微粉、粗粉およ
びその中間の中粉に分級する空気分級装置とこれを用い
た微粉製造設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】センメントや石炭を粉砕して微粉を製造
するために、従来から、ボールミルや竪型ミルが用いら
れている。ボールミルは、原料（例えばセンメントクリ
ンカ）を多数のミルボールを内蔵したミルドラム内に供
給し、これをその軸線を中心に回転させ、ミルボールの
衝撃，摩擦などの粉砕作用により原料を微粉砕するもの
である。かかるボールミルは、微細な微粉を製造できる
特徴を有するが、原料以外のミルボールやミルドラムを
駆動するため、粉砕効率が低い問題点がある。

【０００３】一方、図６に例示する竪型ミルは、粉砕機
１、粗粒分離器２、等からなり、粉砕機１は、回転テー
ブル１ａ、粉砕ローラ１ｂ、等から構成され、供給機に
より原料を回転テーブル１ａに供給し、回転テーブル１
ａの回転により原料を粉砕ローラ１ｂで粉砕し、下方か
ら供給される一次空気により粉砕され細粒化した原料を
粗粉分離器２に空気輸送し、粗粉分離器２により粗粒を
ミル内に戻し、微細化した微粉を製品として外部に取り
出すようになっている。かかる竪型ミルは、ボールミル
に比較して所要動力が小さく、設置面積も小さい特徴を
有しているが、原料を空気輸送するための一次空気のフ
ァン動力が大きい問題点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したボールミル及
び竪型ミルの問題点を解決するために、本発明の発明者
等は、図７に示す微粉製造設備を開発し既に実施してい
る。この製造設備は、予備粉砕機３、エレベータ４ａ，
４ｂ、振動篩５、ボールミル６、エアセパレータ７、等
を備え、予備粉砕機３で粉砕した原料をエレベータ４ａ
により振動篩５に供給し、振動篩５で粗粉を分級して予
備粉砕機３に戻し、残りをボールミル６に供給して更に
粉砕し、これをエレベータ４ｂでエアセパレータ７に供
給し、微粉を製品として取り出し、中粉をボールミル６
に戻すようになっている。なお，この図で７ｂはバグフ
ィルターである。

【０００５】この微粉製造設備は、予備粉砕機３が回
転テーブル、粉砕ローラ、等からなり、竪型ミルの粉砕
機と同様の構成であるため、特に粗粉の粉砕動力が小さ
い、空気輸送の代わりに機械式輸送手段（コンベアや
バケットエレベータ）を用いるため輸送動力が小さい、
微粉を分離しながら原料をボールミルで粉砕するの
で、ボールミルの粉砕効率が向上する、等の特徴があ
る。なお、エアセパレータ７は、例えば、通常のサイク
ロンセパレータの内部に回転ロータを備えたものであ
り、ロータの回転速度により、微粉（製品）の粒径を調
整するようになっている。

【０００６】図７の微粉製造設備は、ボールミルや竪型
ミルを用いた従来の微粉製造設備と比較して大幅な粉砕
能力の増強と電力の節減を達成している。しかし、この
微粉製造設備は、原料の粉砕効率と輸送効率は高いもの
の、粒子の分級効率が依然として低い問題点があった。
すなわち、上述した振動篩は、粉砕した原料から粗粉を
分離することはできるが、微粉と中粉を分級しようとす
ると、篩の目が非常に細かくなって効率が極端に低下す
ると同時に振動篩が大きくなる問題点がある。従って、
現状では製品として十分に細かい微粉もボールミルに供
給することになり、ボールミルの粉砕能力の妨げとなっ
ている。一方、エアセパレータは微粉と中粉を比較的効
率よく分級することはできるが、比較的粗い原料を粗粉
から微粉までの分級はできない問題点があった。

【０００７】本発明は上述した問題点を解決するために
創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、粉
体を微粉、中粉及び粗粉に効率よく分級することができ
る空気分級装置と、これを用いて分級効率のみならず、
粉砕効率及び輸送効率を更に高めることができる微粉製
造設備を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、垂直な
軸心Ｚを中心に回転駆動され周方向に間隔を隔てて配置
された複数の回転ベーン（１２ａ）を有する中空円筒状
の回転ロータ（１２）と、該回転ロータを囲んで同心に
固定され周方向に間隔を隔てて配置された複数の固定ベ
ーン（１４ａ）を有する中空円筒状の固定セパレータ板
（１４）と、回転ロータと同軸に回転駆動され固定セパ
レータ板の上部を塞さぐ回転分散板（１６）とを備え、
回転分散板を相対的に低速に回転させて供給された粉体
を一様に緩やかに広がり落ちるように分散させ、回転ロ
ータを相対的に高速に回転させて微粒の粒度を調整す
る、ことを特徴とする空気分級装置が提供される。本発
明の好ましい実施形態によれば、回転ロータの内側を外
部に連通する微粉ダクト（１８）と、固定セパレータ板
の下方に設けられ回転ロータとの間を外部に連通する中
粒シュート（２０）と、回転分散板、固定セパレータ板
及び中粒シュートを間隔を隔てて囲み、回転分散板上に
粉体を供給する粉体供給管（２２ａ）と粗粒を排出する
粗粒シュート（２２ｂ）と空気を導入する空気導入管
（２２ｃ）とを有する中空円筒状のケーシング（２２）
とを備える。

【０００９】上記本発明の構成によれば、予備粉砕した
粉体を粉体供給管（２２ａ）を介して回転分散板（１
６）上に供給し、その回転により固定セパレータ板（１
４）の回りに分散させて落下させ、空気導入管（２２
ｃ）から供給される空気の上昇流により、そのまま自重
で下降する粗粒と、上昇流に同伴される粉体（中粒と微
粒）に分級し、粗粒を粗粒シュート（２２ｂ）から排出
することができる。更に、上昇流に同伴される粉体は、
固定セパレータ板（１４）の固定ベーン（１４ａ）で整
流され、回転ベーン（１２ａ）の回転により旋回流とな
り、遠心力の作用により、微粒は空気流に同伴して微粉
ダクト（１８）を介して外部に取り出され、中粒は回転
ベーンの外側で下降し、中粒シュート（２０）を介して
外部に排出される。従って、この構成により、粉体を微
粒、中粒及び粗粒に分級することができる。また、本発
明の構成によれば、回転ロータ（１２）と回転分散板
（１６）が独立に回転駆動できるので、回転分散板を相
対的に低速に回転させて供給された粉体を一様に緩やか
に広がり落ちるように分散させることができ、逆に回転
ロータを相対的に高速に回転させて微粒の粒度を調整す
ることができる。

【００１０】更に本発明の好ましい実施形態によれば、
前記粗粒シュート（２２ｂ）は、直径が下方に漸減する
テーパ状に形成されており、該粗粒シュートの中間部に
前記空気導入管（２２ｃ）が形成されている。この構成
により、粗粒シュート内の上昇流を下方ほど強くするこ
とができ、粗粒を効果的に分級することができる。

【００１１】また、本発明によれば、回転テーブルと粉
砕ローラを有し原料を粉砕する予備粉砕機（３）と、空
気流の流れにより粉体を微粒、粗粒およびその中間の中
粉に分級する空気分級装置（１０）と、予備粉砕機で粉
砕した粉体を空気分級装置まで輸送する機械式輸送手段
（４）と、を備え、空気分級装置で分級した微粒を製品
として回収し、粗粒を予備粉砕機にリサイクルすること
を特徴とする微粉製造設備が提供される。

【００１２】上記本発明の構成によれば、回転テーブル
と粉砕ローラを有し原料を粉砕する予備粉砕機（３）を
用いるので粉砕効率が高く、予備粉砕機で粉砕した粉体
を空気分級装置まで輸送する機械式輸送手段（４）を用
いるので輸送効率が高い。また、本発明では、空気流の
流れにより粉体を微粒、粗粒およびその中間の中粉に分
級する空気分級装置（１０）を備えているので、分級効
率を高めることができ、かつ分級した分級した微粒を製
品として回収し、粗粒を予備粉砕機にリサイクルするの
で、予備粉砕機の粉砕効率と機械式輸送手段の輸送効率
を更に高めることができる。

【００１３】本発明の好ましい実施形態によれば、更
に、ボールミル（６）を備え、空気分級装置で分級した
中粒を供給する。この構成により、空気分級装置で製品
となる微粉を分級した中粒をボールミルに供給すること
により、ボールミルにおける粉砕効率も高めることがで
きる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。なお、各図において共通す
る部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
図１は、本発明による空気分級装置の横断面図であり、
図２は、図１のＡ−Ａ線における断面図である。図１及
び図２に示すように、本発明の空気分級装置１０は、中
空円筒状の回転ロータ１２、中空円筒状の固定セパレー
タ板１４、回転分散板１６、微粉ダクト１８、中粒シュ
ート２０及びケーシング２２からなる。

【００１５】回転ロータ１２は、垂直な軸心Ｚを中心に
図示しない駆動装置により回転駆動される。また、この
回転ロータ１２は、図２に示すように周方向に間隔を隔
てて配置された複数の回転ベーン１２ａを有している。
固定セパレータ板１４は、回転ロータ１２を囲んで同心
に固定されている。また、図２に示すように周方向に間
隔を隔てて配置された複数の固定ベーン１４ａを有して
いる。回転ベーン１２ａと固定ベーン１４ａは、この例
では、同じ向きに傾斜した平板であり、かつ固定ベーン
１４ａを通過した空気流の向きに回転ロータ１２が回転
（図で左回転）し、空気流がスムースに回転ベーン１２
ａの間を通過して回転ロータ１２の内側に流入するよう
になっている。なお、本発明はこの構成に限定されず、
例えば、ベーン１２ａ，１４ａの向きを反対にし、或い
は回転ロータの回転方向を逆にしてもよい。また、各ベ
ーン１２ａ，１４ａを翼形、その他の形状にしてもよ
い。

【００１６】微粉ダクト１８は、回転ロータ１２の内側
を外部に連通している。なお、この図において、微粉ダ
クト１８は回転ロータ１２の下方に位置しているが、本
発明はこれに限定されず、回転ロータ１２の上方に設け
てもよい。中粒シュート２０は、固定セパレータ板１４
の下方に設けられ、回転ロータ１２との間を外部に連通
している。この中粒シュート２０は、図１に示すように
下方が細いテーパ状に形成され、粗粒がスムースに落下
するようになっているのがよい。上述した構成により、
外側から導入される空気流を固定セパレータ板１４の固
定ベーン１４ａで整流し、回転ベーン１２ａの回転によ
り旋回流を形成し、遠心力の作用により、微粒と中粒を
分級し、微粉ダクト１８と中粒シュート２０からそれぞ
れ外部に取り出すことができる。

【００１７】ケーシング２２は、回転分散板１６、固定
セパレータ板１４及び中粒シュート２０を間隔を隔てて
囲む気密容器である。また、このケーシング２２は、回
転分散板１６の上に粉体を供給する粉体供給管２２ａ
と、粗粒を排出する粗粒シュート２２ｂと、空気を導入
する空気導入管２２ｃとを有している。粗粒シュート２
２ｂは、この例では、直径が下方に漸減するテーパ状に
形成されている。また、この粗粒シュート２２ｂの中間
部に空気導入管２２ｃが設けられている。回転分散板１
６は、回転ロータ１２と同軸に、図示しない駆動装置に
より独立に回転駆動されている。また、この回転分散板
１６は、固定セパレータ板の上部を塞さぐように形成さ
れている。この構成により、予備粉砕した粉体を粉体供
給管２２ａを介して回転分散板１６上に供給し、その回
転により固定セパレータ板１４の回りに分散させて落下
させ、空気導入管２２ｃから供給される空気の上昇流に
より、そのまま自重で下降する粗粒と、上昇流に同伴さ
れる粉体（中粒と微粒）に分級し、粗粒を粗粒シュート
２２ｂから排出することができる。

【００１８】更に、上述した本発明の構成によれば、回
転ロータ１２と回転分散板１６を独立に回転駆動できる
ので、回転分散板１６を相対的に低速に回転させて供給
された粉体を一様に緩やかに広がり落ちるように分散さ
せることができ、逆に回転ロータ１２を相対的に高速に
回転させて微粒の粒度を調整することができる。

【００１９】図３は、本発明による微粉製造設備の全体
構成図である。この図に示すように、本発明の微粉製造
設備は、回転テーブルと粉砕ローラを有し原料を粉砕す
る予備粉砕機３と、空気流の流れにより粉体を微粒、粗
粒およびその中間の中粉に分級する空気分級装置１０
と、予備粉砕機で粉砕した粉体を空気分級装置まで輸送
する機械式輸送手段４と、ボールミル６とを備え、空気
分級装置１０で分級した微粒を製品として回収し、粗粒
を予備粉砕機３にリサイクルし、かつ空気分級装置１０
で分級した中粒をボールミル６に供給するようになって
いる。

【００２０】この構成により、回転テーブルと粉砕ロー
ラを有し原料を粉砕する予備粉砕機３を用いるので粉砕
効率が高く、予備粉砕機３で粉砕した粉体を空気分級装
置１０まで輸送する機械式輸送手段４（例えばバケット
エレベータ、ベルトコンベア）を用いるので輸送効率が
高い。また、本発明では、空気流の流れにより粉体を微
粒、粗粒およびその中間の中粉に分級する空気分級装置
１０を備えているので、分級効率を高めることができ、
かつ分級した微粒を製品として回収し、粗粒を予備粉砕
機３にリサイクルするので、予備粉砕機３の粉砕効率と
機械式輸送手段の輸送効率を更に高めることができる。
更に、ボールミル６を備え、空気分級装置１０で分級し
た中粒をボールミルに供給することにより、ボールミル
６における粉砕効率も高めることができる。

【００２１】以下、本発明の実施例を説明する。図４
は、本発明の微粉製造設備の実施例であり、全体のマテ
リアルバランスの実測値を示している。この図からわか
るように、原料１２６ｔ／ｈに対して、３０ｔ／ｈの微
粒が本発明の空気分級装置１０で分離されており、これ
により、ボールミル６の負荷が低減していることがわか
る。また、得られた微粒は３２００ｃｍ²／ｇ以上の比
表面積を有する良質のものであった。また、ボールミル
６にはおよそ５００ｃｍ²／ｇの中粒が供給され、ボー
ルミル６における粉砕効率も高めることができることが
わかった。

【００２２】図５は、本発明の空気分級装置の実施例で
あり、分級前後の粉体の粒径分布を示している。なおこ
の例は、直径約２３００ｍｍの回転ロータ１２を約１８
〜１８０ｒｐｍで高速回転させ、直径約３０００ｍｍの
回転分散板１６を約７．５〜３０ｒｐｍで低速回転させ
た場合を示している。図５から本発明の空気分級装置に
より、予備粉砕した粉体Ａを粗粒Ｂ、中粒Ｃ及び微粉Ｄ
に効果的に分級できることがわかる。また、得られた製
品（微粉Ｄ）は、４４μｍを９２％が通過する非常に細
かい微細であり、かつその分布もシャープになってい
る。

【００２３】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できる
ことは勿論である。

【００２４】

【発明の効果】上述したように、本発明の空気分級装置
は、回転ロータ１２と回転分散板１６が独立に回転駆動
できるので、回転分散板を相対的に低速に回転させて供
給された粉体を一様に緩やかに広がり落ちるように分散
させることができ、逆に回転ロータを相対的に高速に回
転させて微粒の粒度を調整することができる。また、本
発明の微粉製造設備は、予備粉砕機３を用いるので粉砕
効率が高く、機械式輸送手段４を用いるので輸送効率が
高く、更に、空気分級装置１０を備えているので、分級
効率を高めることができ、かつ分級した分級した微粒を
製品として回収し、粗粒を予備粉砕機にリサイクルする
ので、予備粉砕機の安定運転とボールミル６の粉砕効率
を高めることができる。

【００２５】従って、本発明の空気分級装置とこれを用
いた微粉製造設備は、粉体を微粉、中粉及び粗粉に効率
よく分級することができる空気分級装置と、これを用い
て分級効率のみならず、粉砕効率及び輸送効率を更に高
めることができる、等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による空気分級装置の横断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線における断面図である。

【図３】本発明による微粉製造設備の全体構成図であ
る。

【図４】本発明の微粉製造設備の実施例である。

【図５】本発明の空気分級装置の実施例である。

【図６】竪型ミルの模式図である。

【図７】従来の微粉製造設備の全体構成図である。

【符号の説明】

１粉砕機２粗粒分離器３予備粉砕機４，４ａ，４ｂ機械式輸送手段（バケットエレベー
タ）５振動篩６ボールミル７エアセパレータ１０空気分級装置１２回転ロータ１２ａ回転ベーン１４固定セパレータ板１４ａ固定ベーン１６回転分散板１８微粉ダクト２０中粒シュート２２ケーシング２２ａ粉体供給管２２ｂ粗粒シュート２２ｃ空気導入管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】垂直な軸心Ｚを中心に回転駆動され周方
向に間隔を隔てて配置された複数の回転ベーン（１２
ａ）を有する中空円筒状の回転ロータ（１２）と、該回
転ロータを囲んで同心に固定され周方向に間隔を隔てて
配置された複数の固定ベーン（１４ａ）を有する中空円
筒状の固定セパレータ板（１４）と、回転ロータと同軸
に回転駆動され固定セパレータ板の上部を塞さぐ回転分
散板（１６）とを備え、回転分散板を相対的に低速に回
転させて供給された粉体を一様に緩やかに広がり落ちる
ように分散させ、回転ロータを相対的に高速に回転させ
て微粒の粒度を調整する、ことを特徴とする空気分級装
置。
【請求項２】前記回転ロータ（１２）の内側を外部に
連通する微粉ダクト（１８）と、固定セパレータ板（１
４）の下方に設けられ回転ロータとの間を外部に連通す
る中粒シュート（２０）と、回転分散板、固定セパレー
タ板及び中粒シュートを間隔を隔てて囲み、回転分散板
上に粉体を供給する粉体供給管（２２ａ）と粗粒を排出
する粗粒シュート（２２ｂ）と空気を導入する空気導入
管（２２ｃ）とを有する中空円筒状のケーシング（２
２）と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の空
気分級装置。
【請求項３】前記粗粒シュート（２２ｂ）は、直径が
下方に漸減するテーパ状に形成されており、該粗粒シュ
ートの中間部に前記空気導入管（２２ｃ）が形成されて
いる、ことを特徴とする請求項２に記載の空気分級装
置。
【請求項４】回転テーブルと粉砕ローラを有し原料を
粉砕する予備粉砕機（３）と、空気流の流れにより粉体
を微粒、粗粒およびその中間の中粉に分級する空気分級
装置（１０）と、予備粉砕機で粉砕した粉体を空気分級
装置まで輸送する機械式輸送手段（４）と、を備え、空
気分級装置で分級した微粒を製品として回収し、粗粒を
予備粉砕機にリサイクルすることを特徴とする微粉製造
設備。
【請求項５】更に、ボールミル（６）を備え、空気分
級装置で分級した中粒を供給する、ことを特徴とする請
求項４に記載の微粉製造設備。