KR100787643B1

KR100787643B1 - 수직형 밀 및 그 분쇄면 형상결정방법

Info

Publication number: KR100787643B1
Application number: KR1020040055218A
Authority: KR
Inventors: 하시모토신이치; 안도후미노리
Original assignee: 가와사키 쥬코교 가부시키가이샤
Priority date: 2003-07-16
Filing date: 2004-07-15
Publication date: 2007-12-21
Also published as: KR20050009212A; JP4376566B2; JP2005034765A; CN101214456A; CN1575852A

Abstract

본 발명에서는 테이블 대향면(21)의 바깥쪽 부분(22)의 높이(H1, HZ)를 교점(P)에 있는 원료가 원심력에 의해 바깥쪽 부분(22)의 위로 올라가서 잘려져 배출될 수 있는 치수로 결정하게 된다. 그리고, 이 치수가 만족되게 되면, 롤러외주면 (20)과 테이블 대향면(21)의 각 반경(Rr1, Rout1, Rin1, Rr2, Rout2, Rin2)을 그 순서대로 커지도록 함과 더불어, 안쪽 간격(δin1, δin2)이 바깥쪽으로 갈수록 작아지고 바깥쪽 간격(δout1, δout2)은 일정해지도록 분쇄면 형상이 결정되도록 한다. 그에 의해, 수직형 밀에서 높은 분쇄효율을 확보할 수가 있음과 더불어, 원료가 체류하는 것을 방지할 수 있게 된다.

Description

수직형 밀 및 그 분쇄면 형상결정방법 {VERTICAL MILL AND METHOD FOR DETERMINING THE SHAPE OF A CRUSHING FACE}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 수직형 밀을 나타낸 단면도이고,

도 2는 도 1의 II-II선 단면도,

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 수직형 밀의 분쇄면 형상의 예를 나타낸 단면도로서, 도 3a는 비교적 작은 소형 수직형 밀의 분쇄면 형상을 나타내고, 도 3b는 비교적 큰 대형 수직형 밀의 분쇄면 형상을 나타내며,

도 4는 분쇄면 형상결정방법을 나타낸 흐름도,

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 수직형 밀의 치수예를 단면도로 나타낸 고로수쇄슬러그를 분쇄하기 위한 수직형 밀로서, 도 5a는 처리량이 50 t/h인 소형 수직형 밀을 나타내고, 도 5b는 처리량이 110 t/h인 대형 수직형 밀을 나타낸다.

본 발명은 테이블라이너(table liner)와 분쇄롤러로 원료를 분쇄하는 수직형 밀에 관한 것으로, 특히 그 분쇄면 형상결정방법에 관한 것이다.

수직형 밀은 테이블라이너 상부에다 분쇄롤러를 설치하고서, 테이블라이너 상으로 공급된 원료를, 테이블라이너를 연직축선 주위로 회전구동시켜 반경방향 바깥쪽으로 변위되도록 해서 테이블라이너와 분쇄롤러로 탄발적으로 압축시켜 줌으로써 분쇄하도록 되어 있다. 이 수직형 밀에다 원료로 공급되는 고로수쇄슬러그를 분쇄하게 되면, 고로수쇄슬러그에 함유된 철분입자가 테이블라이너 상에 체류하게 되어 분쇄롤러 및 테이블라이너를 마모시키게 된다.

철분입자가 테이블라이너 상에서 체류하는 상황은, 수직형 밀이 대형화됨에 따라 현저해지게 된다. 이러한 현상이 생기는 원인으로는, 수직형 밀의 치수가 대략 상사적(相似的)으로 변화되도록 설계되기 때문이다. 구체적으로 설명하면, 수직형 밀이 대형으로 되면, 테이블라이너 상의 기준점에서부터 테이블 반경방향 바깥쪽 단부까지의 높이는 커지지만, 분쇄동작을 할 때 상기 테이블라이너가 상기 기준점 상에서 원료로 부여되는 원심력이 일정해지도록 하는 회전속도로 회전구동하게 되어, 철분입자가 테이블라이너 상으로 올라가기가 어렵기 때문이다.

철분입자가 테이블라이너 상을 쉽게 오를 수 있도록 하기 위해서는, 수직형 밀이 대형화함에 따라 원료로 부여되는 원심력이 커지도록 회전속도를 높여주는 것을 생각할 수 있다. 그러나 이 경우, 테이블라이너와 분쇄롤러 사이에 원료가 끼이는 상황이 악화되어 진동이 커지게 됨으로써, 안정운전성이 훼손되어 분쇄효율이 낮아져 버리게 된다. 따라서, 철분입자의 체류를 방지하기 위해, 테이블라이너의 회전속도를 높이는 것이 좋은 방법으로 될 수가 없기 때문에, 다른 구성으로 철분 입자의 체류를 방지할 수 있는 기술이 요망되고 있다.

테이블라이너 상에서의 철분입자의 체류를 방지하기 위해, 테이블라이너 주위로 분출되는 기체의 유속을 작아지도록 한 슈트(chute)가 설치된 수직형 밀이 알려져 있다. 이 수직형 밀에서는, 원료를 뿜어 올려 배출하기 위해 테이블라이너 주위에 설치되는 기체분출용 분출구(噴出口)에서 분출되는 기체의 유속을, 원주방향의 일부에서 작아지도록 해놓고서, 그 부분에다 슈트를 설치하여 철분입자를 회수할 수 있도록 구성되어 있다. 따라서, 테이블라이너를 올라온 철분입자가, 분출되는 기체에 의해 뿜어 올려지지 못하고 테이블라이너 상으로 되돌려지는 것이 줄어들어, 테이블라이너 상에 체류하는 것이 방지될 수 있게 된다(일본국 실용신안등록공보 제2502099호 참조).

그러나, 앞에서 설명한 일본국 실용신안등록 제2502099호 공보에 개시된 수직형 밀에서는, 테이블라이너의 회전에 따른 원심력으로 테이블라이너를 다 올라간 철분입자가, 슈트를 이용해서 회수함으로써, 테이블라이너 상으로 되돌려지지 않도록 할 수 있지만, 테이블라이너를 오르지 못한 철분입자는 테이블라이너 상에 그대로 머물러 있게 된다. 즉, 철분입자가 테이블라이너를 다 올라가지 못하면, 상기 일본국 실용신안등록 제2502099호 공보에 기재된 기술을 채용하더라도 철분입자가 체류하는 것을 막을 수 없게 된다. 따라서, 앞에서 설명한 바와 같이 상사적으로 설계된 수직형 밀에서는 일본국 실용신안등록 제2502099호 공보에 기재된 기술을 채용하더라도, 철분입자가 테이블라이너를 오르지 못하기 때문에 철분입자가 체류되는 것을 방지할 수가 없게 된다.

이에, 본 발명의 목적은 높은 분쇄효율을 확보할 수가 있고, 원료의 체류를 방지할 수 있도록 된 수직형 밀 및 그 분쇄면 형상결정방법을 제공하는 데에 있다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 대략 연직방향으로 배치되어 있는 테이블의 축선 주위에 회전할 수 있게 설치된 테이블라이너의 위쪽에, 테이블 반경방향 안쪽을 향해 아래쪽으로 경사진 롤러의 축선 주위에 회전할 수 있게 설치된 분쇄롤러가, 테이블라이너를 향해 탄발적으로 압압된 상태로 설치되어, 테이블라이너와 분쇄롤러 사이에서 원료를 분쇄하도록 구성된 수직형 밀의 분쇄면 형상결정방법에서, 분쇄면이 분쇄롤러의 외주면인 롤러외주면과 이 롤러외주면과 마주보는 테이블라이너의 표면인 테이블 대향면을 갖도록 하고서, 롤러축선 및 테이블의 축선을 포함하는 가상평면 내에서, 분쇄롤러의 롤러축선방향 양쪽 측부 사이에 배치되는 롤러 축선과 수직방향으로 배치되는 기준축선을 설정하고, 상기 가상평면 내에서, 테이블 대향면을 기준축선과의 교점에서 테이블 반경방향 바깥쪽 단부까지의 바깥쪽 부분과, 상기 교점에서 테이블 반경방향 안쪽 단부까지의 안쪽 부분으로 분할하여, 롤러외주면 및 테이블 대향면의 바깥쪽 부분을 상기 기준축선 상의 제1중심점을 중심으로 하는 원호형상이 되도록 함과 더불어, 테이블 대향면의 안쪽 부분을 상기 제1중심점보다 위쪽이면서 테이블 반경방향 안쪽에 있는 상기 기준축선 상의 제2중심점을 중심으로 하는 원호형상이 되도록 하고, 상기 가상평면 내에서, 상기 테이블 대향면의 상기 기준축선과의 교점으로부터 테이블 반경방향 바깥쪽 단부까지에 해당하는 바깥쪽 부분의 연직방향 치수를, 테이블라이너가 회전되었을 때 상기 교점에 배치되는 원료가 상기 회전에 의해 부여되는 원심력을 이용해서 테이블 대향면 상에서부터 테이블 반경방향 바깥쪽으로 배출되도록 하는 치수로 결정하고, 상기 테이블 대향면의 바깥쪽 부분의 연직방향 치수가 상기 결정된 치수로 되는 조건을 만족시키도록 한 다음, 롤러외주면 반경보다 테이블 대향면 바깥쪽 부분의 반경이 커지는 한편 테이블 대향면 바깥쪽 부분의 반경보다 테이블 대향면 안쪽 부분의 반경이 커지도록 함과 더불어, 롤러외주면과 테이블 대향면의 안쪽 부분의 간격이 테이블 반경방향 바깥쪽으로 가면서 점차 작아지는 한편, 롤러외주면과 테이블 대향면의 바깥쪽 부분의 간격이 일정해지도록, 롤러외주면 및 테이블 대향면의 바깥쪽 부분 및 안쪽 부분의 반경을 결정하도록 하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 본 발명에 의하면 테이블 대향면 바깥쪽 부분의 연직방향 치수가, 원료가 원심력으로 테이블 대향면을 올라가 배출되는 치수로 결정될 수 있게 된다.

그리고, 이 치수가 만족할 수 있도록 된 다음, 롤러외주면과 테이블 대향면 바깥쪽 부분 및 안쪽 부분의 반경이 순서대로 커지도록 함과 더불어, 롤러외주면과 테이블 대향면의 안쪽 부분 사이의 간격이 바깥쪽으로 갈수록 작아지는 한편, 롤러외주면과 테이블 대향면 바깥쪽 부분 사이의 간격이 일정해지도록 분쇄면의 형상이 결정되도록 한다.

이와 같이, 롤러외주면 및 테이블 대향면의 반경이 앞에서 설명한 바와 같은 관계를 갖게 됨과 더불어, 롤러외주면과 테이블 대향면 사이 간극이 앞에서 설명한 것과 같은 형상으로 됨으로써, 테이블라이너와 분쇄롤러 사이에 물려지는 원료의 마쇄(磨碎)가 안정적으로 이루어질 수 있게 된다. 즉, 원료의 물려지는 상태가 좋아지게 됨으로써 물려진 원료에 적합한 일정압력이 확실하게 부여될 수 있어 미세분쇄(微細粉碎)가 달성될 수 있게 된다. 이와 같이 해서 높은 분쇄효율을 얻을 수 있게 된다.

이와 같이 높은 분쇄효율을 유지하기 위해서는, 테이블라이너 상의 원료로 부여되는 원심력이 높은 운전안정성, 즉 원료를 양호한 물림상태를 안정되게 얻을 수 있는 원심력으로 되어야 한다. 그 때문에, 운전 시에 그러한 원심력을 얻을 수 있도록 운전을 해야만 하므로, 그러한 원심력을 고려해서 테이블 대향면 바깥쪽 부분의 연직방향 치수가 결정되게 된다. 그에 따라, 앞에서 설명한 바와 같은 높은 분쇄효율을 얻을 수 있는 원심력으로 운전을 하더라도, 원료가 테이블라이너 상을 올라가 배출시켜지게 된다. 이와 같이 해서 높은 분쇄효율이 얻어짐과 더불어 원료가 테이블라이너 상에서 체류하는 것을 방지할 수 있는 분쇄면 형상을 결정할 수 있게 된다.

또, 본 발명은 앞에서 설명한 수직형 밀 분쇄면 형상결정방법으로 결정된 형상의 분쇄면을 가진 것을 특징으로 하는 수직형 밀로서, 이는 앞에서 설명된 방법으로 분쇄면이 결정되어 있기 때문에, 높은 분쇄효율을 얻을 수가 있음과 더불어 테이블라이너 상에 원료가 체류하는 것을 방지할 수 있게 된다. 이와 같이 해서 원 료의 체류가 방지되는 수직형 밀을 얻을 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 높은 분쇄효율을 얻을 수 있는 한편, 원료가 테이블라이너 상에서 체류하는 것을 방지할 수 있는 분쇄면 형상을 결정할 수가 있게 된다. 또, 원료가 체류하는 것을 방지할 수 있게 되면, 예컨대 원료에 함유된 철분입자와 같은 원료의 함유성분으로 인한 테이블라이너 및 분쇄롤러의 마모를 억제하여 내구성을 높일 수가 있게 된다. 따라서, 높은 분쇄효율을 얻을 수 있고, 내구성의 높은 수직형 밀을 설계할 수 있게 된다.

또, 본 발명에 의하면 높은 분쇄효율을 얻을 수 있는 한편, 테이블라이너 상에서 원료가 체류하는 것이 방지되어 내구성 높은 수직형 밀을 얻을 수 있게 된다. 따라서, 높은 분쇄효율로 장기간에 걸쳐 원료를 분쇄할 수가 있게 된다.

(실시예)

이하, 본 발명의 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조로 해서 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 수직형 밀을 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 절단면선 II-II에서 바라본 단면도이다. 수직형 롤러 밀이라고도 불리기도 하는 수직형 밀은, 케이싱(1) 내에 대략 연직방향으로 세워진 테이블의 축선(L2;이하「테이블 축선」이라 함) 주위에서 회전하도록 테이블(2)이 설치되어 구동수단(3)에 의해 회전구동할 수 있도록 되어 있다. 상기 테이블(2)에는 테이블라이너(2a)가 갖춰져 있다.

상기 테이블(2)의 위쪽에는 테이블(2)과 동축(同軸)으로 공급관(4)이 설치되어, 피분쇄물인 철분입자를 함유한 예컨대 고로수쇄(高爐水碎)슬러그와 같은 원료 가 테이블(2)로 공급되도록 되어 있다. 이 고로수쇄슬러그에는 통상 0.3~O.5% 정도, 많은 경우 1~2% 정도의 철분입자가 함유되어 있다.

한편, 상기 테이블라이너(2a)의 위쪽에는 원주방향으로 복수의, 본 실시예에서는 3개의 분쇄롤러(5)가 설치되어 있는바, 이들 각 분쇄롤러(5)는 테이블라이너(2a)와의 사이에 원료를 탄발적으로 물려지도록 한 상태에서, 롤러의 축선(L5;이하 「롤러 축선」이라 함) 주위에서 회전할 수 있게 아암(6)에 각각 지지되도록 되어 있다. 상기 롤러 축선(L5)은, 테이블(2)의 반경방향(이하「테이블 반경방향」라 함)으로 뻗고서 테이블 축선(L2)과 교차되어 테이블 반경방향 안쪽으로 가면서 아래쪽으로 경사지도록 되어 있다.

그리고, 상기 각 아암(6)은, 롤러 축선(L5)에 수직을 이루는 수평방향 지지축(7) 주위에서 각변위할 수 있도록 설치되어 있다. 이들 각 아암(6)은 압하수단(押下手段;8)에 의해 상기 지지축(7) 주위에서 각변위하도록 탄발적으로 압압되어 밀려지도록 되어 있는바, 그에 따라 각 롤러(5)가 테이블라이너(2a)쪽으로 탄발적으로 밀려지게 된다.

공급관(4)으로부터 투입된 원료는 테이블(2)의 중심위치 상에 떨어져, 원심력에 의해 테이블 반경방향 바깥쪽으로 이동해서, 테이블라이너(2a)와 분쇄롤러(5)사이에 물려져 분쇄된다. 이와 같이 해서 원료가 분쇄되어 입상물(粒狀物)이 만들어지게 된다.

테이블라이너(2a)의 주위에는 뿜어 올려지는 공기를 위쪽으로 분출하기 위한 분출구(9)가 설치되고 있다. 그에 의해, 원료가 분쇄되어 생성되는 입상물(粒狀物) 이 테이블(2)이 회전함에 따라 부여되는 원심력에 의해 테이블 반경방향 바깥쪽으로 이동해서 테이블라이너(2a) 상에서 바깥쪽으로 배출된 다음, 분출구(9)로부터 분출되는 공기에 의해 뿜어 올려지게 된다.

케이싱(1) 내의 상부, 즉 테이블(2)의 위쪽에는 분급기(分給機;11)가 내장되어 있는바, 이 분급기(11)는 공급관(4)과 동축으로 설치되는 역원추형 콘(cone;12)과, 이 콘(12) 내에서 연직방향으로 되어 있는 분급축선(L11) 주위에서 회전구동하는 분급날개(13) 및, 분쇄되어 부유하는 미분(微粉)을 안내하는 안내날개(15)를 갖도록 되어 있다.

분출구(9)에서 분출되는 공기에 의해 뿜어 올려진 입상물은 도입구(14)로부터 안내날개(15)를 거쳐 콘(12)으로 도입되어 분급날개(13)에 의해 분급되게 된다. 즉, 입상물이 분급기(11)에서 입자직경이 작은 미분과 입자직경이 큰 분립체로 분급이 이루어지게 된다. 상기 미분은 콘(12)의 상부로부터 연장되어 뻗은 배출관(16)을 거쳐 배출되고, 상기 분립체는 콘(12)의 하부로부터 테이블(2) 상으로 낙하해서 다시 분쇄된다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 수직형 밀의 분쇄면 형상의 한 예를 나타낸 단면도이다. 도 3a 및 도 3b에는, 테이블 축선(L2) 및 롤러 축선(L5)을 포함하는 가상 평면으로 절단한 단면을 나타낸다. 그 중 도 3a는 비교적 작은 소형 수직형 밀의 분쇄면 형상을 나타내고, 도 3b는 비교적 큰 대형 수직형 밀의 분쇄면 형상을 나타낸다. 도 4는 분쇄면의 형상결정방법을 나타낸 흐름도이다.

또, 도 3a 및 도 3b에서는, 이해하기 쉽도록 치수를 나타내는 변수(DT, DR, W, Win, Wout, Rr, Rin, Rout, H, δout, δin)에다 첨자「1」,「2」를 첨가시켜 나타내었다. 이하의 설명에서 각 치수를 특정할 때는 첨자를 붙이지만, 특정하지 않는 경우는 첨자를 생략하기로 한다.

수직형 밀에서는 앞에서 설명한 바와 같이 테이블라이너(2a)와 분쇄롤러(5)로 원료를 분쇄하게 되는 구성으로 되어 있다. 분쇄롤러(5)의 외주면인 롤러외주면(20)과 이 롤러외주면(20)과 대향하는 테이블라이너(2a)의 표면인 테이블 대향면(21)을 갖고서 원료를 분쇄하는 분쇄면을 구성하게 되는바, 이 분쇄면은 본 발명의 형상결정방법에 따른 순서로 형상이 결정된다. 이 형상결정방법에서는 상기 가상평면에서의 형상도 결정하게 된다.

분쇄면 형상결정의 순서를 단계 s0에서 개시하면, 먼저 단계 s1의 기준설정공정에서 기준축선(LO)을 설정하게 된다. 이 기준축선(LO)은 분쇄롤러(5)의 양쪽 측부, 즉 분쇄롤러(5)의 축선을 따르는 방향(이하「롤러축선방향」이라 함)의 양쪽 측부 사이에 배치되어 롤러 축선(L5)에 대해 수직방향을 이루는 축선이다. 이 기준축선(LO)은 분쇄롤러(5)의 롤러축선방향의 치수(W)를 2등분해서, 롤러축선방향 한쪽 및 다른 쪽 치수(Win, Wout)가 같아지도록 하는(Win = Wout) 위치로 설정하게 되는, 말하자면 중심선에 해당한다.

이렇게 해서 기준축선(LO)을 설정하고 나면, 단계 s2의 높이결정공정으로 진행한다. 이 높이결정공정에서는, 테이블 대향면(21)을 기준축선(LO)과의 교점(P)으로부터 테이블의 반경방향 바깥쪽 단부까지인 바깥쪽 부분(22)과, 이 바깥쪽 부분(22)으로부터 테이블 반경방향 안쪽으로 이어지는 상기 교점(P)으로부터 테이블의 반경방향 안쪽 단부까지인 안쪽 부분(23)으로 분할하게 된다. 그리고, 바깥쪽 부분(22)의 연직방향 치수인 높이(H)를 결정하게 된다.

상기 롤러외주면(20) 및 테이블 대향면(21)은 기본적으로 원호형상을 이루도록 되어 있다. 그리고, 상기 롤러외주면(20)은 상기 기준축선(LO) 상에 배치되는 제1중심점(C1)을 중심으로 해서 곡률반경(Rr)을 가진 원호형상을 이루도록 되어 있다. 또, 상기 바깥쪽 부분(22)은 상기 제1중심점(Cl)을 중심으로 해서 곡률반경(Rout)을 가진 원호형상을 하도록 되어 있다. 한편, 상기 안쪽 부분(23)은, 상기 제1중심점(Cl)보다 위쪽이면서 테이블 반경방향 안쪽에서 상기 기준축선(LO) 상에 배치되는 제2중심점(C2)을 중심으로 해서 곡률반경(Rin)을 가진 원호형상을 하도록 되어 있다. 이 높이결정공정에서는 이와 같이 원호형상을 한 분쇄면 중 테이블라이너(2a)의 바깥쪽 부분(22)의 높이(H)를 결정하게 된다.

수직형 밀은 대체로 상사적(相似的)으로 설계된다. 즉, 단위시간 당 처리해야 할 원료의 처리량을 기초로 해서, 각 구성의 치수가 처리량과 대략 비례하도록 설계된다. 따라서, 테이블에 축선(L2)을 중심으로 하고서 교점(P)을 원주 상에 포함하는 원의 직경(DT;이하「작용직경」이라 함)과, 분쇄롤러(5)의 최대외경(DR), 분쇄롤러(5)의 롤러축선방향 치수(W;이하「롤러 폭」이라 함) 및, 분쇄면의 각 곡률반경(Rr, Rin, Rout)은 처리량이 많아지게 됨에 따라 커지게 된다.

구체적으로는, 처리량에 기해 작용직경(DT)이 결정되고, 롤러외주면(2O)의 곡률반경(Rr)은 기준이 되는 작용직경, 예컨대 소형 수직형 밀의 작용직경(DT1)일 때의 경험치(經驗値)에 기해 결정되는 곡률반경(Rr1)을 기준으로 해서, 여기에 작 용직경의 비와 소정의 계수(K1)를 곱하는 연산을 하고, 다른 처리량에서의 곡률반경, 예컨대 "Rr2"를 식 (1)과 같이 구하게 된다. 또, 이 작용직경(DT)에다 소정의 계수(K2, K3)를 곱하는 연산을 함으로써 식 (2) 및 식 (3)과 같이 분쇄롤러(5)의 최대외경 및 롤러 폭을 구하게 된다.

Rr2 = (DT2/DT1) ×Rr1 ×K1

DR = K2 ×DT

W = K3 ×DT

이와 같이 각 치수가 비례적으로 결정되게 됨으로써, 분쇄롤러(5)의 기준축선(LO) 양쪽의 치수(Win, Wout)도 처리량에 수반되어 커지게 된다. 즉, DTl < DT2, DR1 < DR2, W1 < W2, Rr1 < Rr2, Rin1 < Rin2, Rout1 < Rout2, Win1 < Win2, Wout1 < Wout2 로 된다.

그러나, 완전히 상사적으로 설계하여 모든 치수를 처리량이 커졌을 때 커지도록 할 수는 없다. 처리량이 커지더라도 원료 자체가 변하는 것은 아니기 때문에, 원료를 높은 분쇄효율로 양호하게 분쇄하기 위해서는 롤러외주면(Rr)과 바깥쪽 부분(Rout) 사이의 간극(δout;이하「바깥쪽 간극」이라 함)은 처리량에 관계없이 일정(δoutl = δout2)하게 된다.

또, 종래의 기술과 관련하여 설명한 바와 같이, 원료가 안정되게 물리게 해 서 높은 분쇄효율을 얻기 위해서는, 상기 교점(P) 상에 있는 원료에 작용하는 원심력을 설정하는 것이 중요하므로, 적합한 원심력을 얻을 수 있도록 테이블(2)의 회전속도를 결정하여야 한다. 이 회전속도는, 같은 원료를 처리하여야 하고, 상기 바깥쪽 간극(δout)도 일정하기 때문에, 상기 교점(P)에서의 원심력도 일정하도록 결정하게 된다.

이와 같이 수직형 밀에서는, 처리하는 량에 불구하고 교점(P)에서의 원심력이 일정하도록 운전하게 되므로, 이 원심력을 이용해서 바깥쪽 부분(22) 상을 이동하는 원료는, 이 바깥쪽 부분(22)을 오를 수 있는 거리(이하「가등거리」라 함)가 일정해지게 된다. 원료가 바깥쪽 부분(22)을 다 오를 수 없게 되면 원료가 테이블라이너(2a) 상에 체류하게 되므로, 상기 바깥쪽 부분(22)의 높이(H)가 상기 가등거리(可登距離)보다 작아야만 한다. 또, 이 가등거리는 원료에 함유되는 성분의 비중에 따라 다르게 되는바, 비중이 큰 함유성분일수록 가등거리가 작아지게 된다. 따라서, 바깥쪽 부분(22)의 높이(H)를, 원료 중 비중이 가장 큰 함유성분의 가등거리보다 작은 값으로 결정하게 된다.

예컨대 고로수쇄슬러그에서는, 철분입자의 비중이 가장 커서 7.9 정도이고, 나머지 함유성분은 1.0 정도이다. 이 고로수쇄슬러그를 분쇄하는 경우에는, 철분입자의 가등거리 보다 작은 값으로 바깥쪽 부분(22)의 높이(H)를 결정하게 된다.

이와 같이 높이결정공정에서는, 바깥쪽 부분(22)의 높이(H)를, 테이블라이너(2a)가 회전되었을 때, 즉 테이블(2)이 회전되었을 때 상기 교점(P)에 배치되는 원료, 구체적으로는 원료의 함유성분 중 가장 비중의 큰 함유성분이, 상기 회전에 의 해 부여되는 테이블 반경방향 바깥쪽으로의 원심력을 이용해서, 테이블 대향면(21) 상에서부터 테이블 반경방향 바깥쪽으로 배출될 수 있는 치수로 결정하게 된다. 앞에서 설명한 바와 같이 상기 가등거리가 처리량에 관계없이 일정하기 때문에, 바깥쪽 부분(22)의 높이(H)도 처리량에 관계없이 일정하게 된다. 즉, 최대비중인 함유성분의 가등거리를 HO로 하면, 다음 식 (4)이 성립하게 된다.

HO > H = 일정(H1 = H2)

이와 같이 바깥쪽 부분(22)의 높이를 결정한 후, 단계 s3의 곡률반경 결정공정으로 진행하게 된다. 이 곡률반경 결정공정에서는, 상기 바깥쪽 부분(22)의 높이(H)가 앞에서 결정한 치수로 되는 조건, 즉 상기 식 (4)을 만족시킨 후, 다음 두 가지 조건을 만족시키도록 각 곡률반경(Rr, Rout, Rin)을 결정하게 된다.

그 첫번째 조건으로는, 분쇄면의 각 곡률반경 상호간의 관계에 관한 조건이다. 구체적으로는, 롤러외주면(20)의 곡률반경(Rr) 보다 바깥쪽 부분(22)의 곡률반경(Rout)이 크고, 바깥쪽 부분(23)의 곡률반경(Rout) 보다 안쪽 부분(23)의 곡률반경(Rin)이 크도록 된 점이다. 즉, 다음 식 (5)을 만족시키도록 된 것이다

Rr < Rout < Rin

두번째 조건으로는, 롤러외주면(20)과 안쪽 부분(23)과의 간극(δin;이하「안쪽 간극」이라 함) 및 바깥쪽 간극(δout)에 관한 조건이다. 구체적으로는, 안쪽 간극(δin)이 테이블 반경방향 바깥쪽으로 갈수록 작아지는 한편, 바깥쪽 간극(δ out)이 일정하도록, 즉 테이블 반경방향으로 한결같이 같아지도록 된 것이다.

식 (4)을 만족시키는 기본 조건이 만족되고 나면, 이러한 두 가지 조건을 만족시키도록 각 곡률반경(Rr, Rin, Rout)을 결정하게 된다. 그리고 나서, 단계 s4로 진행하여 분쇄면 형상결정순서를 종료하게 된다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 수직형 밀의 치수에 관한 예를 나타내기 위한 단면도이다. 도 5a 및 도 5b에는, 고로수쇄슬러그를 분쇄하기 위한 수직형 밀로서, 도 5a의 처리량이 50 t/h인 소형의 수직형 밀(이하「소형 밀」이라 함)과, 도 5b의 처리량이 110 t/h 인 대형의 수직형 밀(이하「대형 밀」이라 함)을 예로 들어 도시해 놓았다. 도 5a 및 도 5b에는, 도 3a 및 도 3b의 경우와 마찬가지로, 변수(變數)에 첨자「1」,「2」를 첨가시켜 나타내었다. 여기서는 본 발명의 특징을 나타내는 중요한 치수만을 나타내기로 한다.

소형 밀에서는, 작용직경(DT1)이 Φ2,600mm, 롤러의 최대외경(DRl)이 Φ2,000mm, 롤러 폭(W1)이 700mm로 된 것으로, 작용직경(DT2)이 Φ3,400mm, 롤러의 최대외경(DR2)은 Φ2,615mm, 롤러 폭(W2)은 915mm이다. 또, 소형 밀에서는 각 곡률반경(Rr1, Rout2, Rin1)이 620mm, 635mm, 725mm인데 대해, 대형 밀에서는 각 곡률반경(Rr2, Rout2, Rin2)이 810mm, 825mm, 1,235 mm이다.

이와 같이 상기 치수는 처리량이 커지면 이에 수반해서 커지게 되지만, 각 바깥쪽 간극(δout1, δout2)은 모두 15mm이고, 상기 높이(H1, H2)는 모두 210mm로서, 소형 밀 및 대형 밀에서 모두 같도록 되어 있다. 만일 종래와 같이 원심력을 고려하지 않고 상사적으로 설계하게 되면, 소형 밀의 높이가 210mm라 하면, 대형 밀에서는 높이(Hpr)가 275mm로 된다. 이와 같은 치수에서는 원료의 체류가 발생하지만, 본 발명과 같이 설계하게 되면 원료의 체류를 방지할 수 있게 된다.

이상과 같은 본 실시예에 따른 수직형 밀에 의하면, 테이블 대향면(21)의 바깥쪽 부분(22)의 높이(H)가, 원료가 원심력으로 테이블 대향면(21)을 올라가 배출되는 치수로 결정되게 된다. 그리고, 이 치수를 만족시킨 다음, 롤러외주면(20)과 테이블 대향면(21)의 바깥쪽 부분(22) 및 안쪽 부분(23)의 각 곡률반경(Rr, Rout, Rin)이 순서대로 커지게 됨과 더불어, 안쪽 간극(δin)이 바깥쪽으로 갈수록 작아지는 한편 바깥쪽 간극(δout)이 일정해지도록 분쇄면 형상이 결정되게 된다.

롤러외주면(20) 및 테이블 대향면(21)의 각 곡률반경(Rr, Rout, Rin)이 앞에서 설명된 관계를 갖게 됨과 더불어, 각 간극(δout, δin)이 앞에서 설명된 것과 같이 형성된 형상을 하게 됨으로써, 테이블라이너(2a)와 분쇄롤러(5) 사이에 물려지는 원료의 마쇄가 안정적으로 이루어질 수 있게 된다. 즉, 원료가 물려지는 것이 좋아져, 물려 들어가는 원료에다 적합한 일정한 압력을 확실하게 부여할 수 있게 됨으로써 미분쇄가 달성될 수 있게 된다. 이와 같이 해서 에너지의 손실이 억제되어 높은 분쇄효율을 얻을 수 있게 된다.

한편, 이와 같이 높은 분쇄효율이 유지될 수 있도록 하기 위해서는, 테이블라이너(2a) 상에 있는 원료로 부여되는 원심력이, 높은 운전안정성, 즉 원료의 양호한 물림이 안정적으로 얻어질 수 있는 원심력으로 되어야 한다. 그 때문에, 운전 시에 그러한 원심력을 얻을 수 있도록 운전되어야 하므로, 그 원심력을 고려해서 테이블 대향면(21)의 바깥쪽 부분(22)의 높이(H)가 결정되게 된다. 그에 따라 앞에 서 설명한 바와 같은 높은 분쇄효율을 얻을 수 있는 원심력으로 운전을 하게 되더라도 원료가 테이블라이너(2a) 상을 올라가 배출되게 된다. 이와 같이 해서 높은 분쇄효율을 얻을 수가 있는 한편, 원료가 테이블라이너 상에서 체류하는 것이 방지될 수 있는 분쇄면 형상을 결정할 수 있게 된다.

상세한 설명은 생략하지만, 테이블라이너(2a)를 올라가 바깥쪽으로 배출되는 입상물 중 비중이 큰 성분에 대해서는, 종래의 기술과 관련하여 설명한 일본국 실용신안등록 제2502099호 공보에 기재된 것과 같은 슈트를 설치하는 등의 방법으로 회수하도록 하여도 좋다. 어떤 방법을 채용하던지, 원료에 함유된 모든 성분에 관해 테이블라이너(2a) 상에 체류하는 것을 방지할 수가 있게 된다. 따라서, 예컨대 고로수쇄슬러그와 같은 철분입자를 함유한 원료인 경우, 철분입자도 포함해서 테이블라이너(2a) 상에 체류하는 것이 방지될 수 있게 된다.

원료, 특히 철분입자와 같은 것이 테이블라이너(2a) 상에 체류하게 되면 테이블라이너(2a) 및 분쇄롤러(5)의 마모가 격렬하게 진행되기는 하지만, 본 발명과 같이 체류를 방지할 수가 있기 때문에 마모를 억제시켜 내구성을 높일 수가 있게 된다. 이와 같이 내구성을 높게 할 수가 있기 때문에, 높은 분쇄효율을 얻을 수가 있고, 내구성이 높은 수직형 밀을 실현시켜 높은 분쇄효율로 장기간에 걸쳐 원료를 분쇄할 수가 있게 된다.

앞에서 설명한 실시예는 본 발명의 예시한 것이 지나지 않는 것으로, 본 발명의 범위 내에서 여러 가지로 구성을 변경할 수도 있음은 물론이다. 즉, 앞에서 예시한 수치가 한 예에 지나지 않는 것임은 말할 필요도 없고, 예컨대 테이블라이 너(2a)의 반경방향 바깥쪽에다 테이블라이너(2a)로 올라 온 원료의 거동을 조정하기 위한 오버행(overhang)부(5O)를 설치하여도 좋다.

또, 테이블라이너(2a)에서의 테이블 대향면(21) 및 이의 테이블 반경방향 안쪽으로 이어지는 면이, 도 5a에 도시된 것과 같이 반경방향 안쪽으로 갈수록 위쪽을 향하는 형상이 되도록 하여도 좋지만, 도 3a과 도 3b 및 도 5b에 도시된 것과 같이 수평이 되도록 하여도 좋다.

이와 같이 수평으로 하게 되면, 원료가 연직방향으로 이동하는 것을 억제할 수가 있어, 한층 더 안정된 운전이 가능해지게 된다.

한편, 원료가 고로수쇄슬러그로 한정되지 않고, 예컨대 시멘트원료나 시멘트 클링커와 같은 것이라도 좋다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 높은 분쇄효율을 얻을 수 있는 한편, 원료가 테이블라이너 상에서 체류하는 것을 방지할 수 있는 분쇄면 형상을 결정할 수가 있게 된다. 또, 원료가 체류하는 것이 방지될 수 있으면, 예컨대 원료에 함유된 철분입자와 같은 원료의 함유성분에 의해 테이블라이너 및 분쇄롤러가 마모되는 것이 억제되어 내구성이 높여질 수 있게 된다. 따라서, 높은 분쇄효율을 얻을 수가 있는 한편, 테이블라이너 상에서 원료가 체류하는 것을 방지해서 내구성이 높은 수직형 밀을 얻을 수 있게 된다. 이에 따라, 높은 분쇄효율로 장기간에 걸쳐서 원료를 분쇄할 수가 있게 된다.

Claims

대략 연직방향으로 배치된 테이블 축선(L2) 주위를 회전할 수 있도록 설치된 테이블라이너(2a)의 위쪽에, 테이블 반경방향 안쪽을 향해 아래쪽으로 경사진 롤러 축선(L5) 주위에서 회전할 수 있게 설치된 분쇄롤러(5)가, 테이블라이너(2a)를 향해 탄발적으로 압압된 상태로 설치되어, 테이블라이너(2a)와 분쇄롤러(5) 사이에서 원료를 분쇄하는 수직형 밀의 분쇄면 형상결정방법에서,

분쇄면이, 분쇄롤러(5)의 외주면인 롤러외주면(20)과 이 롤러외주면(20)과 마주보는 테이블(2)의 표면인 테이블 대향면(21)을 갖도록 하되,

롤러 축선(L2) 및 테이블 축선(L5)을 포함하는 가상평면 내에서 분쇄롤러(5)의 롤러 축선방향 양쪽 측부 사이에 배치되는 롤러 축선(L5)과 수직을 이루는 기준축선(L0)을 설정하고,

상기 가상평면 내에서, 테이블 대향면(21)을 기준축선(L0)과의 교점(P)에서 테이블 반경방향 바깥쪽 단부까지의 바깥쪽 부분(22)과, 상기 교점(P)에서 테이블 반경방향 안쪽 단부까지의 안쪽 부분(22)으로 분할하되, 롤러외주면(20) 및 테이블 대향면(21)의 바깥쪽 부분(22)을 상기 기준축선(L0) 상의 제1중심점(C1)을 중심으로 하는 원호형상이 되도록 함과 더불어, 테이블 대향면(21)의 안쪽 부분(23)을 상기 제1중심점(C1)보다 위쪽이면서 테이블 반경방향 안쪽에 있는 상기 기준축선(L0) 상의 제2중심점(C2)을 중심으로 하는 원호형상이 되도록 하며,

상기 가상평면 내에서, 테이블 대향면(21)의 상기 기준축선(L0)과의 교점(P)에서부터 테이블 반경방향 바깥쪽 단부까지인 바깥쪽 부분(22)의 연직방향 치수(H)를, 테이블라이너(2a)가 회전되었을 때 상기 교점(P)에 배치되는 원료가, 상기 회전에 의해 부여되는 원심력을 이용해서 테이블 대향면(21) 상에서부터 테이블 반경방향 바깥쪽으로 배출되는 치수로 결정하고,

상기 테이블 대향면(21)의 바깥쪽 부분(22)의 연직방향 치수(H)가 상기 결정된 치수로 되는 조건을 만족시킨 후, 롤러외주면(20)의 곡률반경(Rr)보다도 테이블 대향면(21)의 바깥쪽 부분(22)의 곡률반경(Rout)이 커지고 테이블 대향면(21)의 바깥쪽 부분의 곡률반경(Rout)보다 테이블 대향(21)면 안쪽 부분(23)의 곡률반경(Rin)이 커지게 됨과 더불어, 롤러외주면(20)과 테이블 대향면(21)의 안쪽 부분(23)의 간격(δin1, δin2)이 테이블 반경방향 바깥쪽으로 가면서 점차 작아지는 한편 롤러외주면(20)과 테이블 대향면(21)의 바깥쪽 부분(22)의 간격(δout1, δout2)이 일정해지도록, 롤러외주면(20) 및 테이블 대향면(21)의 바깥쪽 부분(22) 및 안쪽 부분(23)의 곡률반경(Rr, Rout, Rin)을 결정하는 것을 특징으로 하는 수직형 밀의 분쇄면 형상결정방법.
제1항에 기재된 수직형 밀의 분쇄면 형상결정방법에 의해 결정된 형상의 분쇄면을 가진 것을 특징으로 하는 수직형 밀.