WO2003066220A1

WO2003066220A1 - Milling method

Info

Publication number: WO2003066220A1
Application number: PCT/JP2003/001315
Authority: WO
Inventors: Nobusuke Tanaka
Original assignee: Ube Machinery Corporation, Ltd.
Priority date: 2002-02-07
Filing date: 2003-02-07
Publication date: 2003-08-14
Also published as: CN100368092C; JPWO2003066220A1; CN1627991A

Description

5

1 明細書粉砕方法

[技術分野]

本発明は、竪型粉碎機と分級装置を備えて、セメントクリン力、セメント原料、スラグ、石炭、炭酸カルシウム、セラミック及び化学品等の鉱物を原料として効率良く粉碎する粉枠方法に関する。

[背景技術]

従来から、石炭、石灰石、セメント原料、スラグ、セメントクリン力、セラミック及び化学品等の原料を微粉碎する粉砕装置として、竪型粉碎機とチューブミルを備えた 2段粉碎装置、あるいは回転式の分級機を内蔵した竪型粉砕装置が用いられている。

前記 2段粉碎装置は、竪型粉碎機で粉碎した原料を、再度チューブミルで粉砕することによって原料を微粉碎する粉碎装置であって、例えば特許文献 1 (特開平 4一 3 3 8 2 4 4号公報）に開示された技術は、竪型粉砕機で粉碎した原料を分配手段で分配しながら、竪型粉碎機とチューブミルで再度粉砕することによつて、原料を微粉碎する粉砕装置であり、そのような従来の粉碎装置の 1例を図 1 5に示す。

また、前記分級機を内蔵した竪型粉砕機として、例えば特許文献 2 (特開昭 5 7 - 7 5 1 5 6号公報）に開示された技術がある。この文献に開示された竪型粉砕装置は、粉碎機内の粉碎ローラと回転テーブルの間で粉碎した原料を回転テ一ブル下方から導入したガスで吹き上げて、該回転テーブルの上方に配した回転式の分級機で分級し、微粉を装置外に取り出すとともに粗粉を回転テーブル上に落下させて再度粉碎して、原料を効率良く微粉砕する粉碎装置であり、そのような従来の粉砕装置の 1例を図 1 6に示す。

しかしながら、前記従来の 2段粉砕装置は、装置構成として竪型粉碎機とチューブミルの両方を備えなければならないために装置構成が複雑となって各々の装置を効率良く動かすためには運転制御方法が複雑となる、

また複雑な装置は、メンテナンス等に労力と時間を要する等といった問題点を有しており、さらに設備全体も非常に高額となる。また、粉砕効率の低いチューブミルを用いるために、装置全体として電力消費が多くなり効率が良くないといつた問題を有する。

さらに、前記分級機を内蔵した竪型粉碎機（エアスェプト式竪型粉砕機と称することもある）は、粉砕機内の粉碎ローラと回転テーブルの間で粉砕した原料を、回転テ一ブル下方から導入したガスで上方に吹き上げる必要があるが、該粉砕した原料をガスで上方に吹き上げるためには、多大なガスを必要とするために、ガスを送風するために大きな送風機動力（ファン動力）を必要とするといつた問題点を有する。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、竪型粉碎機と分級装置を備えて、セメントクリン力、セメント原料、スラグ、石炭、炭酸カルシウム、セラミック及び化学品等を原料として効率良く粉砕する粉砕装置の粉碎方法を提供することを目的とする。

[発明の開示]

上記の課題を解決するため、本発明による粉碎方法は、

( 1 ) 上面が略水平円板状に形成されて外縁部にダムリングが周設された回転テーブル上に回転自在なコニカル形状の粉砕ローラを複数個配設し、該粉碎口 ―ラに所定の粉碎圧力を与えることによつて該回転テ一ブル上に投入された原料を粉碎する竪型粉砕機と、該竪型粉砕機で粉碎された原料を粗粉と微粉とに分離する分級機とを備えた粉碎装置を用いて、該竪型粉砕機により粉碎した原料を該分級機によって粗粉と微粉に分離し、該粗粉は該竪型粉砕機に戻して再度粉碎するとともに、該微粉を製品として取り出す粉碎方法において、該ダムリングの高さ、該粉砕ローラの粉碎圧力、該回転テーブルの回転数、及び竪型粉砕機に投入する原料の投入量の中の少なくとも一つを調整することによって、該竪型粉碎機の粉碎機電力原単位を 1〜 3 0 kWh / t o nの範囲に制御した。

( 2 ) ( 1 ) に記載の粉碎方法において、前記粉碎口一ラの粉碎圧力を 0 . 6〜0. 8MPaの範囲とし、前記粉碎機電力原単位を 5〜： L 0 kWh/t on の範囲としてセメント原料を粉碎する。

(3) (1) に記載の粉碎方法において、前記粉砕ローラの粉砕圧力を 0. 8〜1. IMP aの範囲とし、前記粉碎機電力原単位を 20〜25 kWhZt o nの範囲としてセメントクリンカを粉碎する。

(4) (1) に記載の粉砕方法の発明において、前記粉碎ローラの粉碎圧力を 0. 8〜1. IMP aの範囲とし、前記粉碎機電力原単位を 25〜 30 kWh Zt onの範囲としてスラグを粉碎する。

(5) (1) 〜（4) までいずれかに一項の記載の粉碎方法の発明において、前記ダムリングの高さを、粉碎ローラの中心直径に対して 1〜10%の範囲とした。

(6) (1) 〜（5) までいずれかに一項の記載の粉砕方法の発明において、前記竪型粉砕機より取り出される原料の量を測定し、該取り出される原料の量が一定となるように、前記粉砕装置の外部から該竪型粉碎機に投入する原料の量を調整した。

[図面の簡単な説明]

図 1は、本発明の実施形態に用いた竪型粉碎機を用いた粉砕装置の全体構成図である。

図 2は、本発明の実施形態に用いた竪型粉碎機の縦断面図である。

図 3は、本発明の実施形態に用いた竪型粉碎機のローラ押圧用油圧装置と粉碎圧力とを説明する説明図である。

図 4は、本発明の実施形態に用いた竪型粉碎機の粉砕圧力を説明する説明図である。

図 5は、本発明の実施形態に係わる粉砕方法によって得られた粉砕品平均粒度比とシステム能力比の関係を示した図である。

図 6は、本発明の実施形態に係わる粉砕方法によつて得られた粉碎圧力と粉碎品平均粒度比の関係を示す図である。

図 7は、セメント原料を篩にかけた際の篩目と通過分との関係を示す図である図 8は、クリンカーを篩にかけた際の篩目と通過分との関係を示す図である。図 9は、スラグを篩にかけた際の篩目と通過分との関係を示す図である。図 1 0は、本発明の実施形態に係わる粉碎方法によって得られた粉碎機電力原単位とシステム能力比の関係を示す図である。

図 1 1は、本発明の実施形態に係わる粉碎方法によって得られた粉碎圧力と粉砕機電力原単位比の関係を示す図である。

図 1 2は、本発明の実施形態に係わる粉碎方法によって得られたダムリング高さ比と粉碎品平均粒度比及び粉砕機動力原単位の関係を示す図である。

図 1 3は、本発明の実施形態に係わる粉砕方法によって得られたテーブル上原料加速度と粉碎品平均粒度比の関係を示す図である。

図 1 4は、本発明の実施形態に係わる粉碎方法によって得られた粉砕機出口輸送機電力原単位と粉碎品平均粒度比等の関係を示す図である。

図 1 5は、ポールミルを使用した従来型の粉碎装置の全体構成図である。図 1 6は、エアスェブト型の竪型粉砕機を使用した従来型の粉碎装置の全体構成図である。

[発明を実施するための最良の形態]

以下、図に基づいて本発明による粉砕装置の粉砕方法の詳細について説明する。図 1〜図 4は本発明に係る発明の実施の形態の好ましい 1例を示し、図.1は竪型粉碎機を用いた粉砕装置の全体構成図であり，図 2は竪型粉砕機の縦断面図である。図 3及び図 4は竪型粉砕機の口一ラ押圧用油圧装置と粉碎圧力とを説明する説明図である。図 5〜図 1 4は本発明の粉碎方法における効果を説明するための実験データのグラフである。図 1 5及び図 1 6は従来型粉碎装置の全体構成図である。

本発明の実施形態に用いる竪型粉碎機 1の好ましい構成について、以下に説明する。本実施形態に用いた竪型粉碎機 1は、図 2に示すように該竪型粉碎機の外郭を形成するケーシングと、粉碎機の下部に設置された減速機 2 Bを介し電動機により駆動されて回転する水平円板状の回転テーブル 2と、回転テーブル上面 2 Aの外周部を円周方向に等分する位置に配設した複数個のコニカル型の粉砕口一ラ 3とを備えている。

粉碎ローラ 3は、軸 7により下部ケ一シングに回動自在に軸着した上部アーム 6と、該上部アーム 6と一体に形成した下部アーム 6 Aと、を介して油圧シリンダ 8のピストンロッド 9に連結されており、該油圧シリンダ 8の作動によって回転テーブル上面 2 Aの方向に押圧されて、回転テーブル上面 2 Aに原料を介して従動することにより回転する。

前記ケ一シングの回転テ一ブル上面 2 Aの中央上部には、回転テーブル上面 2 Aに原料を投入する原料投入口 3 5と原料投入シュート 1 3が設けられており、原料投入口 3 5から原料投入シュート 1 3を介して回転テーブル上面 2 Aに原料を投入する（供給と称することもある）ことができるよう構成されており、該投入した原料は、回転テーブル上面 2 Aを渦巻き状の軌跡を描きながら回転テープル上面 2 Aの外周部に移動して、回転テーブル上面 2 Aと粉碎ローラ 3に嚙み込まれ粉砕される。

また、回転テーブル上面 2 Aと粉碎ローラ 3に嚙み込まれて粉碎された原料は、該回転テ一ブル上面 2 Aの外縁部に周設されたダムリング 1 5を乗り越え、回転テーブル上面 2 Aの外周部とケーシングとの隙間である環状通路 3 0 (環状空間部 3 0と称することもある）へと向かい、環状通路 3 0より下部に落下して下部取出口 3 4より粉碎品として竪型粉碎機 1の外部に取出される構造となっている。

また、前記ケ一シングには、回転テーブル 2下方にガスを導入するためのガス導入口 3 3を設け、また回転テ一ブル上方に該ガスを排出するため上部取出口 3 9を設けている。竪型粉碎機 1の運転中には、該ガス導入口 3 3よりガス（本実施形態においては空気）を導入することによって、前記ケーシング内において該回転テーブル下方から上方に向かうガスの気流が生じている。

そのため、ダム、 Jングを乗り越えた原料の中で径の小さい微粉は吹き上げられてケ一シング内を上昇し、上部取出口 3 9より微粉として取出される。

なお、該取出される微粉の量は、わずかであり、本実施形態においては該導入するガスの量を調整して、下部取出口 3 4から取り出される原料の 2〜 5 %程度になるようにしている。

また、本実施形態の竪型粉碎機 1においては、油圧シリンダ 8のロッド側の油室にかかる緊張圧力 P 1を測定できるように図示しない圧力計が取付けられており、油圧シリンダ 8の緊張圧力 P 1を常に測定できる構成となっている。

前記圧力計で測定した値は、アンプで変換して粉碎ローラの圧力制御装置である制御盤に送るよう構成している。制御盤は、演算器と比較器と設定器等で構成しており、前記の測定値を演算して、予め設定器に設定した設定値と比較し、その結果に基づいて、粉碎ローラ押圧用油圧装置 3 6の油圧シリンダ 8に送る圧油の圧力を制御することができる構成となっている。

なお、本実施形態に用いた竪型粉碎機 1は粉碎ローラの個数が 3個であって、テ一ブル回転数は 7 3 R P Mであり、粉砕ローラ中心直径 Dは 0 . 4 mであり、テーブル直径 Tは 0 . 6 4 mであり、ダムリング 1 5の高さはテ一ブル上面 2 A より約 2 O mmである。

次に、図 1を用いて粉碎装置の構成について説明する。本発明の実施形態に用いた粉碎装置 1 0 0の好ましい 1例は、竪型粉碎機 1、分級機 5 0、及び捕集機 6 0を備えており、さらにそれらの機器を後述する構成で接続するために、送風機 7 0 (ェキゾーストファン 7 0と称することもある）、パケットエレべ一夕 4 1、及びベルトコンべャ 8 0等を備えている。

ここで、粉砕装置 1 0 0の外部からベルトコンペャ 8 0を介して供給された原料が 2段ゲート 4 5を介して、原料投入口 3 5から竪型粉碎機 1に投入できるように配管が接続されている。

また、竪型粉碎機 1により粉砕された原料の大部分は、下部取出口 3 4より竪型粉碎機 1の外部に取出されて、該取出された原料は、バゲットエレべ一夕 4 1 で搬送されて、分級機 5 0に投入される構成となっている。

ここで、本実施形態における分級機 5 0は重力分級式の分級装置であって、送風機 7 0から捕集機 6 0 (本実施形態においては、バグフィルタ 6 0 ) を介して、その内部を吸引されるよう配管で接続されている。

そして、分級機 5 0は、送風機 7 0を作動させることにより捕集機 6 0を介してその内部を吸引されることによって、所望の粒径より小さな微粉を捕集機 6 0 側にガスとともに送給するとともに、前記捕集機 6 0に送給した以外の原料を粗粉として、分級機 5 0の下方より取り出す構造となっている。

分級機 5 0の下方より粗粉として取り出した原料は、原料投入口 3 5から竪型粉碎機 1内に投入するように配管が接続されている。

また、本実施形態における分級機 5 0は、投入された原料を常に一定の割合で粗粉と微粉（製品）に分離するために、その分級効率が常に一定となるよう調整できる構造となっている。本実施形態においては、投入した原料の粒度に合わせて分級機 5 0のガス量といった運転条件等を調整することにより、常に投入された原料の 3 0 %を粗粉として分離するように構成した。

なお、本実施の形態における分級機 5 0は前述したように重力分級式の分級装置を使用したが、これに限るものではなく、篩式、慣性式、遠心力式等、あるいは他の分級方式であって良いが、効率良く捕集機に微粉を送給するといつた点で、ガス気流を用いて分級する分級方式が好ましい。

また、本実施形態においては、竪型粉碎機 1内の雰囲気集塵をおこなうため、送風機 7 0から、捕集機 6 0及び分級機 5 0を介して、竪型粉碎機 1の上部取出口 3 6をわずかに吸引するよう配管を接続しており、竪型碎機 1内を漂う含塵ガスを分級機 5 0で分級することによって、所望の粒径より小さな微粉を捕集機 6 0側にガスとともに送給するとともに、前記捕集機 6 0に送給した以外の原料を粗粉として、分級機 5 0の下方より取り出す構造となっている。

また、図 1に示した実施形態の好ましい 1例においては、送風機 7 0から送られる送風ラインの各所には、流量調整バルブ B 2、 B 3を設けることによって、竪型粉砕機 1及び分級機 5 0の中を流れるガスの風量等を調整できるよう構成した。

前記のように構成された粉碎装置 1 0 0を用いて実施された本実施形態による粉砕方法の好ましい 1例を以下に説明する。

粉碎装置 1 0 0の外部からベルトコンペャ 8 0よって竪型粉碎機 1に供給された原料である鉱物等（本実施形態ではセメントクリン力）を、竪型粉碎機 1の回転テ一ブル上面 2 Aの中央上部に設けられた原料投入口 3 5から、原料投入シュート 1 3を介して、回転テーブル上面 2 Aの上方より回転テーブル上面 2 Aの中央部に投入する。投入された原料は、回転テーブル上面 2 Aで回転させられ、また、回転による遠心力が発生することにより、回転テーブル上面 2 Aを渦巻き状の軌跡を描きながら回転テーブル上面 2 Aの外周部に移動し、回転テーブル上面

2 Aと該回転テーブル上面 2 Aに押圧された粉砕ローラ 3との間に嚙み込まれ粉砕される。

回転テーブル上面 2 Aと粉碎ローラ 3に嚙み込まれ粉碎された原料の中で、ダムリング 1 5を乗り越えた原料は、回転テーブル上面 2 Aの外周面とケ一シング内周面との間の環状通路 3 0に放り出されて環状通路 3 0を落下し、下部取出口

3 4より粉砕品として竪型粉碎機 1の外部へ取出される。なお、ダムリング 1 5 にせき止められて、回転テーブル上面 2 Aに滞留した原料は、回転テーブル上面 2 Aと粉砕ローラ 3に再び嚙み込まれて再度粉碎される。

なお、下部取出口 3 4より竪型粉砕機 1の外部へ取出した粉碎品は、バゲットエレべ一夕 4 1により分級機 5 0に搬送される。

分級機 5 0に搬送された原料の中で、径の小さな微粉はガスとともに捕集機 6 0に送給されて、そこで製品として取り出される。また、径の大きな粗粉は、再度竪型粉砕機 1に戻されて再度粉碎される。

以下、図 5〜図 1 4に記載した実験デ一夕によるグラフの説明をする。

本発明で述べる粉砕品平均粒度比、粉碎機電力原単位、及び粉碎システム電力原単位（kWhZ t o n) は、以下の定義とした。

粉碎品平均粒度比は、粉砕品平均粒度を原料の平均粒度で割ったものであり下記の数式 1で表される。謹平均粒度比 …数式丄なお、平均粒度は、粉砕品を篩にかけた際において、その残さ率（篩に投入した原料で篩を通過できず篩上に残った原料の割合）が 3 6 . 8 %となる篩目の大きさとして定義した。

粉砕機電力原単位は、粉碎機消費電力（kWh ) を製品重量（t o n ) で割つたものであり下記の数式 2で表される。粉砕機電力原単位 =粉^^^費 _π電力 · · ·数式 2 粉砕システム電力原単位は、システム消費電力（kWh ) を原料の製品重量（ t o n ) で割ったものであり下記の数式 3で表される。粉碎システム電力原単位 =ノス！^^ ΐ ^ · · '数式 3 また、システム消費電力は竪型粉碎機 1、分級機 5 0、送風機 7 0及び付属機器の消費電力の総和である。

システム能力比（粉砕システム能力比と称することもある。）とは 9 0ミクロンアンダーの粉碎品を通過させる篩によって粉砕品を分級した際において、前記平均粒度比が 0 . 1 5の塲合の篩通過率を基準（基準値 1 ) として、各粉碎品平均粒度比における通過率の比をとつたものである。図 5に粉砕品平均粒度比とシステム能力比の関係の 1例を示した参考のグラフを示すが、粉碎品平均粒度比が小さくなるにつれてシステム能力比は向上する。

図 5から明らかなように、原料を細かく粉碎するにつれて、システム能力比は高くなる傾向にある。

次に、竪型粉碎機の面圧（粉碎ローラ圧力）と、粉砕品の平均粒度の関係を図 6 (セメントクリン力の場合）に示す。

これをみると明らかなように、面圧を上げても、粉砕品の平均粒度が小さくなりにくい領域が存在している。（セメントクリン力の粉碎特性では 1 . I M P a より大きい粉碎はあまり効果ないことがわかる）。

また、図を添付しないが、セメント原料とスラグも同様の傾向を示し、セメント原料の粉碎特性では 0 . 8 M P aより大きい粉砕はあまり効果ない。またスラグも同様の傾向を示し、 1 . I M P aより大きい粉碎はあまり効果ない。

さらに、図 7〜9をみると明らかであるが、竪型粉砕機で原料を繰り返し粉碎した場合は、繰り返し粉碎回数が多くなると粉碎品の平均粒度を小さくするのにあまり効果がないことがわかる。ここで、通過分とは、粉砕品を篩にかけた際に、篩にかけた量に対して篩目を通過した量をパーセンテージで示したものである言い換えると、図 1のシステムを運転するに際しては、最適な面圧を選択し、最小限回数の繰り返し粉砕で、目的とする粉砕品の粒度に達することが、効率として最も良いのである。

しかし、ここで問題がある。繰り返し粉碎回数は、必要とされる製品の粒径によって変化するファクターであり、原料が何回繰り返し粉碎されるかを制御することが難しいのである。

特に、図 1のシステムにおいては、ベルトコンペャ 8 0から投入された原料と、複数回繰り返し粉碎された原料が混在して竪型粉砕機に投入されるため、その繰り返し回数を正確にカウントして制御することが困難である。

本願発明者は、繰り返し粉碎回数を制御するファクタ一として、適切なファクタ一を鋭意探索し、竪型粉砕機の電力原単位に着目した。つまり、繰り返し粉碎回数と竪型粉碎機の電力原単位とは比例の関係にあり、粉碎回数が増えると電力原単位も増えることを見出した。

原料が何回繰り返し粉碎されるかによつて、粉碎機の電力原単位は変化することから、最適な面圧（粉碎口一ラ圧力）を選択した上で、電力原単位を制御することによって、粉碎する原料に最適な粉砕条件を達成することが可能である。

ここで、粉砕機の電力原単位と粉碎システム能力との関係を調べた図 1 0 (セメントクリンカを例にした）を見てみると、 5〜1 0 kWhZ t o nに粉砕効率の良い領域を有しており、また 3 0 kWh/ t o n以上の粉碎機動力をかけることはシステムとしての効率が悪くなるという特徴がある。（ただし、図 1 0はセメントクリンカで求められる製品粒度が 9 0ミクロン篩上 1 2 %とした場合である。）

図 1 0の傾向は、セメントクリン力のみならず、粉碎特性の異なるセメント原料、スラグに対してもほぼ同様であって、粉碎機の電力原単位を 3 O kWhZ t o n以上に増加させても、粉碎システム能力が向上しないという結果になった。これは、図 1の粉碎システムに特徴的な数値である。

これらのことから、図 1の粉碎システムを制御するにあたって、好適な粉碎を行なうための前提条件として、粉碎機動力を無駄にしないようにするため、 30 kWh/t on以下で運転することであって、実際に 1 kWhZt o n未満では粉碎ができないことから、粉碎機電力原単位を 1〜30 kWh/t onの範囲とすることが、好ましい。

以下、原料別に説明する。

①セメント原料の場合

求められる製品粒度が 90ミクロン篩上 12% (別紙参照）で良いため、強く粉砕する必要がなく、システムとして粉碎効率の良い、 5〜10 kWh (面圧 0 . 6〜0. 8MP a) 領域で粉碎することによって、粉碎可能である。

従って、好ましい範囲として、 5〜： L OkWh (面圧 0. 6〜0. 8MPa) が好適である。言いかえると、セメント原料は図 1のシステムによって粉碎する原料として、非常に適している。

②セメントクリン力の場合

求められる製品粒度が 3000〜4000ブレーン（ブレーンとは粉末の大きさを表す単位であり、 J I Sの R 5201- 1997にもブレーンが記載されている。）である。セメントクリン力の粉碎特性から明らかな様に 1. IMP aより大きい粉碎はあまり効果ないことがわかるので、 1. IMP a付近の領域の粉碎圧力を利用して、繰り返す粉碎が効果的である。従って、好ましい範囲は前記粉碎ローラの粉砕圧力を 0. 8〜1. IMP aの範囲とし、その面圧で製品粒度を達成するため前記粉砕機電力原単位を 20〜25 kWh/t onの範囲として繰り返し粉砕することである。

③スラグの場合

求められる製品粒度が 4000〜5000ブレーンであるため、非常に細かく原料を微粉碎する必要がある。粉碎動力の無駄にならない範囲の最も粉碎率の高い領域で粉碎する必要がある。従って、好ましい範囲は前記粉碎ローラの粉碎圧力を 0. 8〜1. IMP aの範囲とし、粉碎動力の無駄にならない範囲の上限値でその面圧で製品粒度を達成するため前記粉碎機電力原単位を、 25〜30 kW hの範囲が好適である。

さて、図 10で説明したように、竪型粉碎機 1の粉碎機電力原単位を徐々に上昇させていった場合、システム能力比は徐々に上昇して行く傾向にある。粉碎機電力原単位は、粉碎ローラの粉碎圧力、ダムリングの高さ、回転テーブルの回転数、及び竪型粉砕機に投入する原料の投入量の中の少なくとも一つを調整することによって、制御することができる。

以下、粉碎ローラ 3の粉碎圧力 L、ダムリング 1 5の高さ、回転テーブル 2の回転数、及び竪型粉碎機 1に投入する原料の投入量中の少なくとも一つを調整することによって、粉砕機動力原単位を制御する技術について説明する。

粉碎圧力 Lを調整することにより粉碎機電力原単位を制御することについて、図 1 1を用いて説明する。図 1 1は粉碎機のローラ面圧と粉碎機動力原単位の関係を示すグラフである。なお、図 1 1に記載したローラ面圧は、本発明で説明する粉碎庄カ Lのことである。

図 1 1から明らかなように竪型粉碎機 1の粉砕圧力 Lを大きくするにつれて、粉碎機電力原単位は上昇する。

これは、回転テーブル上面 2 Aの原料が高い粉碎圧力 Lで粉碎される程、竪型粉碎機 1の消費動力が上昇するためである。従って、粉砕圧力 Lを調整することによって、粉砕機電力原単位を制御することは可能である。

ここで、粉碎口一ラ 3を前記回転テーブル上面 2 Aに押圧する粉碎圧力 Lは、図 3に示すように、粉碎ローラ 3の中心直径を Dとして、粉碎ローラ幅を Wとして、粉碎ローラ 3を回転テーブル上面 2 Aに垂直方向に押し付ける力である粉碎力を Fとして、粉碎ローラ 3の幅方向の中心線と垂直軸との傾き角度を 0としたときに、粉碎圧力 Lを下記の数式 4で定義した。粉砕圧力 L = F ^{Q s} " · · ·数式 ₄

WxD ここで、図 3に用いた粉碎圧力 Fの単位はニュートン（N) であり、粉碎ローラ中心直径 D、および、粉碎ローラ幅 Wの単位は mである。

また、本実施形態における粉碎カ Fは、油圧シリンダ 8のロッドの引込力（油圧シリンダ力と称することもある）を F 1とし、油圧シリンダ 8から粉碎ローラ 3までのレーパー比を R (本実施形態においては、 R = L 1 ZL 2である）とすると、 F = F 1 X R +Mである。（Mは粉砕ローラ 3等の自重によって生じる粉砕力である）

ダムリング 1 5の高さを調整することにより粉碎機電力原単位を制御することについて図 1 2を用いて説明する。図 1 2にダムリング高さ比と粉碎品平均粒度比及び粉碎機動力原単位の関係を示す。ダムリング高さ比は、粉砕ローラ 3の中心直径の大きさ Dに対してのダムリング 1 5の高さの割合をパーセンテージ（％ ) で表示したものであって、粉碎ローラ 3の中心直径 Dに対してダムリング 1 5 の高さが高くなるにつれてその割合が大きくなる。ダムリング高さ比 = リ

粉碎ローフ ί xl 0 0 · · ·数式 5

中も、直径図 1 2から明らかなようにダムリング高さ比を大きくするにつれて、粉碎機電力原単位は上昇する。これは、回転テーブル上面 2 Aの外縁部に周設されたダムリング 1 5のダムリング高さが高くなるにつれて、回転テーブル上面 2 A上の原料がダムリング 1 5を乗り越えにくくなり、回転テーブル上で繰り返し粉碎される回数が増加することによる。そして、粉碎機電力原単位の上昇することにより、枠品平均粒度比は小さくなつていく傾向にある。従って、ダムリング 1 5の高さを調整することによってダムリング高さ比を変化させ、粉砕機電力原単位を制御することは可能である。

さらに図 1 2の結果について説明すれば、ダムリング高さ比が 1 0 %を超えたあたりから、粉碎機電力原単位の上昇カーブが急激になるが、粉碎機電力原単位の急激な上昇に対応するほど粉碎品平均粒度比は小さくなつていくことがないことがわかる。また、ダムリング高さ比が 1 %未満では、粉砕機電力原単位が上昇が緩やかであって、粉砕機電力原単位に寄与しにくいことがわかる。

これらの理由により、前記ダムリング 1 5の高さ粉碎ローラ 3の中心直径 Dに対する割合で 1〜1 0 %の範囲とすることによって、粉碎機電力原単位の上昇に見合った粉碎品平均粒度比の粉碎品を得ることができるので、無駄の少ない効率の良い運転をすることが可能であって、好ましい。

また、ダムリング高さ比は 3〜8 %の範囲において、特に効率良く粉碎品平均粒度比を小さくすることができるので、この範囲を用いて粉碎装置を運転することは効率良く微粉際品を製造することが可能であり、特に好ましい。

次に、回転テ一ブル 2の回転数を調整することにより粉砕機電力原単位を制御することについて説明する。回転テーブル 2の回転速度を上昇させれば、竪型粉砕機 1の消費動力が上昇することは自明であることから、回転テーブル 2の回転数を調整することによって、粉砕機電力原単位を制御することは可能である。さらに説明すると、図 1 3に示したように本発明の想定する粉碎装置によって、例えばセメンクリン力を粉碎した場合においては、テーブル回転数を変化させてテーブル上原料加速度を 1 2〜1 5 r a d / s e c ² の範囲とし場合、粉碎品平均粒度比が小さくなつていることがわかる。

なお、回転テ一ブル上面 2 Aに投入された原料は、回転テ一ブル 2の回転による遠心力で回転テーブル上面 2 Aに分散されて粉碎ローラ 3に粉砕されるが、回転テーブル 2の回転速度が遅い場合は、回転テーブル上面 2 Aでの原料滞留時間が長くなるため、回転テ一ブル上面 2 Aでの原料層の厚みが厚くなりすぎることによつて粉碎が進まなくなるにもかかわらず，粉砕機の消費動力のみが無駄に上昇するといつた問題が生じ、逆に、回転テーブル 2の回転速度が早い場合は、回転テーブル上面 2 Aでの原料滞留時間が短くなるため、回転テーブル上面 2 Aでの原料層の厚みが薄くなりすぎることによって安定した粉砕が進まなくなる等という問題が生じるといった理由から図 1 3に示したような結果になったものと推測される。

言いかえれば、テーブル回転数を調整して粉碎機電力原単位を制御することは可能であるが、テーブル回転数の範囲には適正な範囲があって、その範囲を外れてテーブル回転数を変化させた場合においては、期待するほどシステム能力が上昇しない場合があるということを意味している。

従って、テーブル回転数を変化させて粉砕機電力原単位を制御する場合においては、テ一ブル上原料加速度を 1 2〜1 5 r a d Z s e c ² の範囲として適正な範囲としておくことが、効率良く微粉砕を行う上で好ましい。

竪型粉碎機 1から取り出される原料の量を測定し、該取り出される原料の量を一定にするようにして外部から投入される原料の量を制御する調整する発明につ JP03/01315

15 いて以下に説明する。

図 1 4に粉碎機出口輸送機電力原単位と粉碎品平均粒度、粉砕機電力原単位及び粉砕機振動の関係を示す。

ここで、粉碎機出口輸送機電力原単位とは、竪型粉碎機 1で粉砕した原料を分級機 5 0に搬送する輸送機の電力原単位のことであり、図 1に示した本発明の想定する粉砕装置においては、バケツトエレべ一夕 4 1で消費される消費電力（k Wh) を搬送品の重量（t o n) で割ったものである。

なお、本実施形態においては、バケツトエレべ一夕 4 1の消費電力を測定することによって、竪型粉碎機 1からの原料取りだし量を測定している。

図 1 4から明らかなように、粉碎機出口輸送機電力原単位を大きくした場合において、粉砕機電力原単位が高くなるが、粉碎品平均粒度比も大きくなつており粉砕が進まないという傾向が現れる。

また、粉碎機出口輸送機電力原単位を小さくした場合においては徐々に振動が大きくなつて粉碎機振動比が大きくなるといった傾向がわかる。これは、単位時間に竪型粉砕機 1を通過して取り出される原料が多い場合においては、回転テーブル上面 2 A上の原料の量が多くなることによって、粉碎が進まず、単位時間に竪型粉碎機 1を通過して取り出される原料が少ない場合においては、回転テープル上面 2 A上の原料の量が少なくなることによって、粉碎が進むが、竪型粉碎機 1の振動が大きくなることを意味している。

従って、竪型粉碎機 1より取り出される原料の量を測定し、該取り出される原料の量が一定となるようにして、前記粉砕装置 1 0 0の外部から該竪型粉碎機 1 に投入する原料の量を調整することは振動を防止して効率良く粉砕を進める点で効果的である。

この方法の好ましい 1つの方法を説明すれば、バケツトエレべ一夕 4 1の消費電力を測定することによって、竪型粉砕機 1からの原料取りだし量を測定し、粉砕機出口輸送機であるバケツトエレべ一夕 4 1の電力原単位が、振動等発生することなく安定して効率的に粉碎できる 0 . 3〜0 . 7 kWhZ t o nの範囲で一定となるように、ベル卜コンペャ 8 0から投入される原料の投入量をコント口一ルする方法である。以上、説明したように本発明による粉碎方法によれば、従来方法で記載したチユーブミルを用いる必要がないので装置構成が簡単で効率の良い粉砕が可能であり、また粉碎した原料の全量をガスで上方に吹き上げる必要がないので大きな送風機動力を必要としない。

そして、本発明による粉砕方法は、ダムリングの高さ、粉碎ローラの粉砕圧力、回転テ一ブルの回転数、及び竪型粉碎機に投入する原料の投入量の中の少なくとも一つを調整することにより、前記粉碎機電力原単位を 1〜 30 kWh/t 0 nの範囲とすることによって、無駄の少ない効率の良い運転をすることが可能である。

また、第 2の発明においては、粉碎ローラの粉碎圧力を 0. 6〜0. 8 MP a の範囲とし、粉砕機電力原単位を 5〜10 kWh/t onの範囲とすることにより、セメント原料を効率的に粉碎できる。

第 3の発明においては、粉砕ローラの粉碎圧力を 0. 8〜1. IMP aの範囲とし、粉碎機電力原単位を 20〜25 kWh/t onの範囲とすることにより、セメントクリン力を効率的に粉砕できる。

第 4の発明においては、粉砕ローラの粉砕圧力を 0. 8〜1. IMP aの範囲とし、粉砕機電力原単位を 25〜30 kWh/t onの範囲とすることにより、スラグを効率的に粉砕できる。

第 5の発明においては、ダムリングの高さを粉碎ローラの中心直径に対する割合で 1〜10%の範囲として適正な高さに選んで運転することにより、ダムリング高さ比を上げすぎることにより発生する無駄な消費動力を発生させずに安定した粉砕をすることが可能である。

第 6の発明においては、竪型粉碎機より取り出される原料の量を測定し、該取り出される原料の量が一定となるように、粉砕装置の外部から竪型粉砕機に投入する原料の量を調整することによって、竪型粉碎機に発生する振動を防止して効率良く粉碎を進めることが可能である。

Claims

請求の範囲

1. 上面が略水平円板状に形成されて外縁部にダムリングが周設された回転テ一ブル上に回転自在なコニカル形状の粉碎ローラを複数個配設し、該粉碎ローラに所定の粉碎圧力を与えることによって該回転テーブル上に投入された原料を粉砕する竪型粉砕機と、該竪型粉碎機で粉砕された原料を粗粉と微粉とに分離する分級機とを備えた粉碎装置を用いて、該竪型粉碎機により粉碎した原料を該分級機によって粗粉と微粉に分離し、該粗粉は該竪型粉碎機に戻して再度粉砕するとともに、該微粉を製品として取り出す粉碎方法において、該ダムリングの高さ、該粉碎ローラの粉砕圧力、該回転テーブルの回転数、及び竪型粉砕機に投入する原料の投入量の中の少なくとも一つを調整することによって、該竪型粉碎機の粉碎機電力原単位を 1〜30 kWh/t onの範囲に制御することを特徴とした粉碎方法。

2. 前記粉碎ローラの粉碎圧力を 0. 6〜0. 8MP aの範囲とし、前記粉砕機電力原単位を 5〜10 kWhZt onの範囲としてセメント原料を粉碎する請求項 1記載の粉砕方法。

3. 前記粉碎ローラの粉枠圧力を 0. 8〜1. IMP aの範囲とし、前記粉砕機電力原単位を 20〜25 kWh/t onの範囲としてセメントクリン力を粉碎する請求項 1記載の粉碎方法。

4. 前記粉砕ローラの粉砕圧力を 0. 8〜1. IMP aの範囲とし、前記粉碎機電力原単位を 25〜30 kWh/t onの範囲としてスラグを粉砕する請求項 1記載の粉碎方法。

5. 前記ダムリングの高さを、粉碎ローラの中心直径に対して 1〜10%の範囲とする請求項 1〜請求項 4までのいずれか 1項に記載の粉碎方法。

6. 前記竪型粉碎機より取り出される原料の量を測定し、該取り出される原料の量が一定となるように、前記粉碎装置の外部から該竪型粉碎機に投入する原料の量を調整する請求項 1〜請求項 5までのいずれか 1項に記載の粉碎方法。