KR20100053538A - 입자상 소재 분쇄용 롤러밀 - Google Patents

Abstract

시멘트 원료, 시멘트 클링커(clinker), 및 이와 유사한 소재와 같은 입자상 소재 분쇄용 롤러밀(1)로, 상기 롤러밀(1)은 실질적으로 수평인 분쇄 테이블(3) 및 수직축(5)에 대해 회전하는 롤러 세트를 구비하되, 상기 롤러 세트는 내부에 베어링 쉘(14) 및 베어링 저널(15)이 안착 구비되어 있는 힌지연결부(7)를 통해 수직축(5)에 연결된 각각의 롤러축(6)에 대해 회전하는 다수의 롤러(4)를 구비하고, 상기 힌지연결부(7)는 롤러축의 중심라인(12)을 포함하는 평면에서 상하방향으로 롤러가 자유롭게 아치형으로 운동할 수 있게 하고, 상기 롤러 세트는 분쇄 테이블(3)과 연결되어 작동하도록 배열되는 롤러밀(1)에 있어서, 상기 힌지연결부(7)의 베어링 쉘(14)은 적어도 1퍼센트 만큼 내부에 안착되어 있는 베어링 저(15)널의 직경을 초과하는 직경을 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

입자상 소재 분쇄용 롤러밀 {Roller mill for grinding particulate material}

시멘트 원료, 시멘트 클링커(clinker), 및 이와 유사한 소재와 같은 입자상 소재 분쇄용 롤러밀에 관한 것으로, 상기 롤러밀은 실질적으로 수평인 분쇄 테이블 및 수직축에 대해 회전가능한 롤러 세트를 구비하고, 상기 롤러 세트는 개별적인 롤러축에 대해 회전하는 다수의 롤러를 구비하며, 이 롤러축은 내부에 베어링 쉘(shell)과 베어링 저널(journal)이 안착 구비되어 있는 힌지연결부를 통해 수직축에 연결되고 롤러축의 중심라인을 구비하는 평면에서 위아래로 롤러가 자유롭게 움직일 수 있게 하며, 상기 롤러 세트는 분쇄 테이블과 연결되어 작동되도록 배열된다.

전술된 롤러밀은 잘 알려져 있다. 공지된 롤러밀에서 롤러축을 수직축에 연결하는 힌지연결부는 전형적으로 소정의 윤활류를 사용하여 윤활될 수 있는 미끄럼베어링(slide bearing)을 구비한다. 힌지연결부의 기능은 밀이 작동하는 도중에 롤러밀이 분쇄 테이블에 놓여진 소재의 층에 발생되는 높이 변화를 서로 독립적으로 따라갈 수 있게 보장하는 것이다. 방향과 크기의 관점에서, 힌지연결부에 의해 흡수되는 힘은 대개 베어링 저널에 대해 일정하고, 소재층의 두께로 진동함으로써 만들어지는 각운동은 전형적으로 ±0.5에서 5도 간격의 범위 내에 있다. 베어링 저널의 각운동의 주파수(frequency)는 전형적으로 0.5에서 1Hz 간격 내에 있을 것이다. 이 공지된 롤러밀이 시멘트 원료, 시멘트 클링커, 및 이와 유사한 소재와 같은 입자상 소재를 분쇄하기 위해 사용될 때, 힌지연결부는 힌지연결부의 부재들 사이의 마찰로 인한, 상대적으로 높은 압력을 받을 수 있고, 이 마찰은 유해한 열 발생을 일으키며, 한 방향으로 압력이 일정하게 가해지고 베어링 저널이 전후로 매우 작은 각운동을 해서 윤활유가 로딩 영역으로 들어가는 것을 방해할 수 있기 때문에, 이 열이 윤활유에 의해 용이하게 감소될 수 없다. 언급될 수 있는 다른 시판중인 베어링 유형 중에는 베어링 저널이 연속해서 회전하지 않아서 유체 윤활막을 형성하지 않기 때문에 사용될 수 없는 유체 미끄럼베어링과, 정적인 작동 또는 회전시 완전한 수준으로 접촉되는 것을 보장하지만 너무 복잡하고, 민감하고, 값비싼 이상적인 베어링의 기술적 관점으로부터 나온 정압 레이디얼 베어링(hydrostatic radial bearing), 및 작은 각운동으로 인해 저널이 윤활류를 로딩 영역으로 들여보내는 것이 막히기 때문에 적절하지 않은 구름베어링이 언급될 수 있다. 따라서 얻어진 결론은, 전통적이고 시판중인 임의의 베어링 유형은 상당한 단점을 수반하지 않게 기술된 하중 위치를 다루는 데에 필요한 특성을 갖지 않는다는 것이다.

본 발명의 목적은 전술된 단점들이 제거되거나 현저히 감소된 롤러밀을 제공하는 것이다.

이는 서두에 언급된 종류의 롤러밀에 의해 얻어지고, 힌지연결부의 베어링 쉘이 적어도 1퍼센트 만큼 내부에 안착되어 있는 베어링 저널의 직경을 초과하는 직경을 갖는 것을 특징으로 한다.

이로써 힌지연결부의 베어링 저널과 베어링 쉘 사이의 마찰과 그에 따른 열 발생 및 마모율이 이제껏 사용된 베어링 유형에서보다 훨신 작은 것이 달성된다. 이것은 작은 각운동과 함께 베어링 저널이 베어링 쉘 내에서 주로 구른다는 사실에서 기인한다. 또한, 이러한 힌지연결부는 윤활 없이 그리고 롤러밀 내에서 분쇄되는 소재에 대한 밀봉보호 없이 작동될 수 있다.

이론상으로, 베어링 저널과 베어링 쉘 사이의 직경 비율은 정확하게 선택되어서, 분쇄 테이블 상의 소재층 내 일반적인 진동에 대응되는 고주파 각운동이 구름 운동을 하는 베어링에 의해 흡수되며, 이때 직경 비율이 증가되는 단계에서 증가되는 과도한 표면 압력이 야기되지 않는다. 본 발명에 따라서 베어링 쉘은 1 내지 25 퍼센트만큼, 바람직하기로 5 내지 20 퍼센트만큼 그 안에 안착되어 있는 베어링 저널보다 큰 직경을 갖는 것이 좋다.

동일한 소재, 예컨대 강철은 베어링 저널과 베어링 쉘을 제조하기 위해 사용될 수 있다. 강도 특성의 관점으로부터 그리고 경제적인 견해로부터, 이것은 본 발명에 따른 힌지연결부에서 가장 유리한 마찰 상태를 달성할 수 있게 하는 명확한 장점이다.

본 발명은 이제 도면을 참조로 하여 더욱 자세하게 기술될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 롤러밀의 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 힌지연결부를 상세히 도시하며, 도 3은 작동중인 힌지연결부의 기능을 상세히 도시한다.

도면은 롤러밀(1)의 단면도를 도시하는데, 이 롤러밀(1)은 서로 연결되어 작동하는 수평 분쇄 테이블(3)과 롤러(4) 세트를 구비하고, 상기 롤러(4)는 수직축(5)에 연결되고 수직축(5)에 대해 회전한다. 롤러(4)는 힌지연결부(7)를 통해 수직축(5)에 연결된 개별적인 수평 롤러축(6)에 대해 회전되고, 이 힌지연결부(7)는 롤러축의 중심라인(12)을 갖는 평면에서 상하로 자유롭게 이동하기 위해 축에 대해 회전한다. 롤러가 이동하는 평면은 반드시 수직축의 중심라인을 포함하는 것은 아니다. 분쇄 영역에서 작은 미끄럼이나 전단 효과를 얻기 위하여 롤러는 간혹 또는 꽤 자주 미세한 각도를 갖는데, 이는 그 중심라인이 항상 수직축의 중심라인을 통과하지는 않는다는 것을 의미한다.

힌지연결부(7)의 회전 중심은 롤러축의 중심라인(12)과 동일한 수평면에 위치될 수 있다. 그러나 도시된 실시예에서 수직 평면에 도시된 힌지연결부(7)의 회전 중심은 그곳에 연결된 롤러(4), 롤러축(6), 및 힌지부(7b)의 질량중심을 갖는 수평면 아래에 위치되고, 롤러축의 중심라인(12)과 일치되서 단순하게 보이기 위해 점과선(dot-and-dash) 라인으로 도면에 도시되어 있다. 이것은 밀이 작동하는 도중에 그곳에 연결된 롤러(4), 롤러축(6), 및 힌지부(7b)에 가해지는 원심력이 힌지(7)에 대한 회전 모멘트를 일으키고 분쇄 테이블(3)에 대한 롤러(4)의 분쇄 압력을 발생시키도록 기여하는, 아래로 향하는 힘을 일으킨다.

도 2로부터 명백한 바와 같이, 힌지연결부(7)는 그 내부에 안착되어 있는 베어링 쉘(14)과 베어링 저널(15)을 구비한다. 본 발명에 따라 베어링 쉘(14)은 적어도 1퍼센트 만큼 베어링 저널의 직경보다 큰 직경을 가져서, 마찰 및 그에 따른 열 발생을 야기하고 힌지연결부의 베어링 저널(15)과 베어링 쉘(14) 사이의 마모율은, 베어링 저널(15)이 주로 작은 각운동에 연결된 베어링 쉘(14) 내에서 구르는, 종래에 사용되었던 베어링 유형에서보다 휠씬 작다.

분쇄 테이블 상의 소재층 내에서 일반적인 진동에 대응되는 작은 고주파 각운동이 과도하게 높은 수준에 도달되는 표면 압력을 일으키지 않고 구름 운동을 하는 베어링에 의해 흡수되도록 보장하기 위하여, 베어링 쉘(14)은 1 내지 25 퍼센트만큼, 바람직하기로 5 내지 20 퍼센트만큼 베어링 저널보다 큰 직경을 갖는다.

도 3으로부터 명백한 바와 같이, 시계 방향으로 구르는 베어링 저널(15)의 중심(C₀)이 지점(C₁)으로 옮겨질 때, 베어링 쉘(14)과 베어링 저널(15) 사이의 접촉점은 지점(A)로부터 지점(B)로 옮겨질 것이고, 이는 롤러(4)가 분쇄 테이블(3) 상의 소재층의 높은 지점 위로 구르는 경우이다.

(A) 및 (C₀)에 주어진 중립 위치에서 반발력(F)은 지점(A)에서 접하는 평면에 수직인 벡터이다. 베어링 저널(15)이 (C₁)으로 옮겨질 때, 반발력(F)은 2개의 기여도(contribution) 즉, 수직항력(F_N) 및 마찰력(F_t)으로 구성된다. 마찰력의 최대값은 F_t = F_N×μ_s 인데, μ_s는 "강철에 대한 강철"의 정지마찰 계수로 대략 0.3의 값으로 가정한다. 만약 F_t값이 지나치다면, 베어링 저널(15)은 지점(A)를 향해 미끄러져 되돌아갈 것이고, 이 지점(A)은 분쇄 테이블(3) 상의 높은 소재층과 일치되는 구름 운동을 위한 새로운 중립 위치로 생각된다.

Claims (5)

1. 시멘트 원료, 시멘트 클링커(clinker), 및 이와 유사한 소재와 같은 입자상 소재 분쇄용 롤러밀(1)로, 상기 롤러밀(1)은 실질적으로 수평인 분쇄 테이블(3) 및 수직축(5)에 대해 회전하는 롤러 세트를 구비하되,
   내부에 베어링 쉘(14) 및 베어링 저널(15)이 안착 구비되어 있는 힌지연결부(7)를 통해 수직축(5)에 연결된 각각의 롤러축(6)에 대해 회전하는 다수의 롤러(4)를 구비하는 롤러 세트와;
   롤러축의 중심라인(12)을 포함하는 평면에서 상하방향으로 롤러가 자유롭게 아치형으로 운동할 수 있게 하는 힌지연결부(7); 및
   분쇄 테이블(3)과 연결되어 작동하도록 배열된 롤러축(4);을 구비하는 롤러밀(1)에 있어서,
   상기 힌지연결부(7)의 베어링 쉘(14)은 적어도 1퍼센트 만큼 내부에 안착되어 있는 베어링 저널(15)의 직경을 초과하는 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 롤러밀.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 베어링 쉘(14)은 이 베어링 쉘(14)에 안착되어 있는 베어링 저널(15)의 직경을 1퍼센트 내지 25퍼센트 만큼 초과하는 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 롤러밀.
   
3. 제 1항에 있어서, 상기 베어링 쉘(14)은 이 베어링 쉘(14)에 안착되어 있는 베어링 저널(15)의 직경을 5퍼센트 내지 20퍼센트 만큼 초과하는 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 롤러밀.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 베어링 쉘(14) 및 상기 베어링 저널(15)은 동일한 소재로 제조된 것을 특징으로 하는 롤러밀.
   
5. 제 4항에 있어서, 상기 베어링 쉘(14) 및 상기 베어링 저널(15)은 강철로 제조된 것을 특징으로 하는 롤러밀.
   

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