CN102665920A - 立式辊磨机 - Google Patents

Abstract

一种立式辊磨机，其包括：被旋转驱动的旋转台(1)；由自由辊构成的多个粉碎辊(2)，该自由辊按照包围旋转台(1)的旋转中心线的方式设置于旋转台(1)上的固定位置，其中，伴随旋转台(1)的旋转驱动将粉碎原料啮入到旋转台(1)与粉碎辊(2)之间，将其破碎，而且，在旋转台顶面的环状破碎部(3)上，以在周向按照规定间隔的方式设置多个倾斜狭缝槽(6)，该多个倾斜狭缝槽(6)向台旋转方向或逆旋转方向倾斜，以使各个倾斜狭缝槽(6)存在于相对台半径线超过45度的区域。通过该方案，可提高煤炭或石油焦等的原料的供给控制能力，另外，还可提高原料的啮入粉碎能力。

Description

立式辊磨机

技术领域

本发明涉及一种立式辊磨机，适合于用作发电用锅炉中的燃料等的煤炭或石油焦的微粉碎。

背景技术

发电用锅炉多采用以煤炭、石油焦为燃料的类型。其原因在于燃料成本的价格低，容易调节发电量等，对于在作为发展中国家的中国等地方，自然不必说，即使在我国(日本)，发电量的相当部分仍依赖于煤炭、石油焦。但是，煤炭、石油焦具有二氧化碳排放量多的较大缺点。

日本向世界发布了到2020年削减到1990年的二氧化碳的排放量的25％的公约。为了实现该公约，国民、产业界必须负担大的责任和义务，为很困难的数值，但是，既然发布了该公约，就必须朝向该目标迈进。为此，抑制由发电用锅炉所采用的煤炭、石油焦产生的二氧化碳的产生量这一点也是非常重要的对策。

即，由于在作为发电用燃料的煤炭、石油焦的使用中，二氧化碳的排放量非常大，故关于二氧化碳的排放，被评价为各种危害的根源。但是，即使在化石燃料中，马上停止煤炭的使用这一点，对于没有资源的我国(日本)，仍是不可能的。由于至少在准备原子能发电、绿色的替代能量之前，其经济性、方便性、蕴藏量丰富，难以枯竭，故不能够中止使用。

于是，如何将从这些化石燃料中排放的二氧化碳量控制在较少程度这一点是今后的技术的重要课题，为了解决该课题，进行新的技术开发这一点是非常重要的主题。另外，作为其一个环节而值得考虑的是供给锅炉的煤炭、石油焦的粉碎阶段的微粉化，其带来的二氧化碳产生量的降低。原本，通过一台粉碎磨机而实现的削减效果微小，但是，如果放眼于全世界，则使用台数多到难以计数，如果对它们进行合计，则可有助于巨量的二氧化碳的排放量的削减。在发达国家，特别是作为以技术立国的我国(日本)认为，率先专门致力于粉碎磨机的微粉化处理这一点成为使命和责任。

本发明人很早就着眼于这一点，专心研究粉碎磨机的微粉化对策，也列举有大的成果。有代表性的技术为在专利文献1和2中记载的辊破碎面形状的改良，特别是狭缝辊的开发。在狭缝辊中，在作为粉碎辊的破碎面的外周面，沿周向按照规定间隔形成中心线方向的狭缝槽。通过它的使用，在立式辊磨机的领域，与已有磨机相比较，粉碎物的啮入性改善，实现了微粉化率的提高。

即，在火力发电站的场合，对于煤炭粉碎粒度，现状是通过200号筛、微粉平均值为75％，但是进一步减小该粉碎粒度，如果通过200号筛、超过75％的微粉与过去磨机相比较而被大量地采用，则锅炉的燃烧效率提高，其结果是，与完全燃烧有关，有助于二氧化碳量的排放量的减少。

另外，虽然通过钢铁厂的高炉生产生铁，但是，为了将铁矿石还原、溶解，生成而采用大量的焦炭还原气体，然而由于焦炭由高价的粘结炭生产，故价格非常高，为了降低其使用量，通过高炉鼓风口吹入低价格的微粉炭，由此，减小焦炭消耗量，降低生铁生产成本。

本发明人开发的狭缝辊也大量地用于高炉微粉炭吹入设备，大大有助于成本的降低。在某钢厂，其成本降低效果在1年的期间也达到6～7亿日元。包括200号筛在内的200号筛以下的微粉的生产量与过去的磨机相比较，约增加20％以上，由此，高炉燃烧效率上升，有助于更进一步的焦炭消耗量的降低。换言之，焦炭消耗量的降低还导致在焦炭生产时产生的二氧化碳的削减，对该削减做出巨大的贡献。

发电用锅炉的煤炭粉碎机多采用立式辊磨机。立式辊磨机由进行水平旋转的一个驱动台与多个粉碎辊构成，该粉碎辊按照包围其旋转中心线的方式设置于驱动台上，其中，从磨机中间供给到台中心部上的煤炭因离心力而运送到外部，啮入于辊和台之间，由此，逐渐将煤炭粉碎。经过粉碎的煤炭通过运送气流而气流运送到上方，由分级机进行分级，捕获必要的粒度的煤炭，运送到后级，将大于它的粒度的煤炭再次返送给磨机内部。

在煤炭粉碎用立式辊磨机中，大体分为：粉碎辊的形状为锥台状，旋转台顶面的环状破碎部为水平面的莱歇辊式磨机型；粉碎辊的外周面在与旋转方向相垂直的面内，向外周侧凸出的方向弯曲，在旋转台的顶面上形成嵌合该粉碎辊的外周面的截面呈弧状的环状槽的轮胎型。轮胎型粉碎辊进一步分为其最大直径D和与轮胎破碎面的旋转方向相垂直的面的曲率半径R的比例在4.3以上的凸型轮胎，以及不到4.3的扁平型轮胎型。本发明人对市场上销售的轮胎型辊的D/R进行了调查，前者的凸型轮胎的平均D/R在4.5～5.0的范围内，后者的扁平型轮胎的平均D/R在3.8～4.1的范围内，由此，作为两者的划分点，D/R＝4.3是妥当的。

最近，本发明人还开发了下述的立式辊磨机(专利文献3)，其中，在作为立式辊磨机中的粉碎辊的破碎部的辊外周面、形成于旋转台的外周部顶面上的环状破碎部的两者上开设有狭缝槽。但是，该立式辊磨机对于石灰石这样的粉碎微粉容易附着于辊表面上的原料的进行粉碎，特别是因该粉碎的微粉附着造成的振动的防止来说是有效的，而对于煤炭、石油焦的微粉碎来说不一定有效。

专利文献

专利文献1：日本发明专利第1618574号公报

专利文献2：日本发明专利第2863768号公报

专利文献3：日本特开2009-142809号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明的目的在于提供对于煤炭或石油焦的粉碎粒度的微细化来说有效的立式辊磨机。

用于解决课题的技术方案

为了实现上述目的，本发明人对立式辊磨机中的旋转台和粉碎辊的破碎面形状的组合进行了分析，研究了可获得比过去更细颗粒的两者的适合组合。即，限于煤炭或石油焦的微粉碎的观点，在再次考察立式辊磨机的场合，在专利文献3中记载的类型中，虽然在后面进行了具体描述，但为了得到在旋转台的环状破碎面和粉碎辊中的破碎面之间功能相反的组合，对于在石灰石的粉碎中，防止粉碎辊表面上附着微粉末或许是有效的，但对于煤炭或石油焦的微粉末，未发挥充分的效果；另外，即便是同样的立式辊磨机，莱歇辊式磨机型、凸型的轮胎型、扁平型的轮胎型的各类型之间，粉碎原理有微妙地差异，故对于破碎面的组合，必须针对各种类型而进行固有设计等，着眼于这些方面，针对每种磨机而可大量获得通过200号筛，而-235号筛以下的细微颗粒的破碎面形状的组合进行再次探讨。

于是，在下述的方面取得成功：在粉碎辊和旋转台这两者上提供狭缝槽，充分地把握辊、台破碎面的相应特性，而且，通过有效利用两者的破碎面的特性，实现在过去无法获得的进一步微粉化处理的煤炭和石油焦。下面对该工艺进行说明。

作为第1步，本发明人进行了下述实验，其中，目的为摸索破碎面形状的组合，以达到下述目的：在煤炭粉碎中，可大量地采取通过200号筛而在-235号筛以下的粒度，有助于得到二氧化碳排放削减的更细微的粉末。

针对已有的平滑面的粉碎辊和平滑面的旋转台的组合、以及直角狭缝辊与平滑面台的组合的两种组合，进行下述A)、B)、C)的3种辊形状的不同对粉碎性造成怎样的影响的基础实验，对相应的破碎面形状所具有的粉碎性及其性质进行了调查。该直角狭缝辊与平滑面台的组合以提高粉碎量为目的，在粉碎面上，在旋转方向按照规定间隔而形成与旋转方向相垂直的狭缝。其中，3种辊的台旋转速度是一定的，按照48RPM的旋转速度进行试验。关于试验机将在后面描述。表1表示试验结果。另外，图1(a)～图1(c)以示意方式表示旋转台和粉碎辊的位置关系和各种形状。

A)锥台状粉碎辊

B)轮胎型粉碎辊D/R＜4.3(扁平型)

C)轮胎型粉碎辊D/R≥4.3(凸型)

【表1】

A)锥台状粉碎辊的特征在于：辊的破碎面和旋转台的破碎面平行，面之间相对，在面之间进行粉碎，由此，面有效地灵活用于粉碎作业。为此，通过200号筛的程度的微粉的粉碎量在3种辊破碎面形状中是最优的。更具体地说，由于粉碎辊为锥台状，故粉碎主要在圆周速度快的大直径侧进行，但是，由于大直径侧的周面和小直径侧的周面的圆周速度不同，故如果在台上旋转，则容易产生滑移。该情况正是原始的意图，粉碎通过压缩荷载进行粉碎、与辊滑移而产生的剪切荷载而进行，通过两者的面荷载的协同效果而有效地进行。由于为了不频繁地产生滑移，具有过度地附加辊面压的倾向，故如果在该辊中设置狭缝槽，则啮入性被改善，为了防止滑移而过度地附加的辊面压自动地变换为煤炭的粉碎荷载，粉碎量增加，并且微粉的粉碎量也增加。

在粉碎辊磨耗的时刻，具有无法反转使用它的不经济性，该立式辊磨机作为煤炭粉碎机的性能优良，称为高效率粉碎机的一种。

B)在轮胎型粉碎辊中的D/R＜4.3的扁平状辊的场合，煤炭的外部排出量、微粉的粉碎量在三者中最少。如果根据该情况而判定，由于在该立式辊磨机的场合，马上将从台中间供给的煤炭在辊小直径部进行粉碎，排出到大直径部侧，故判定：没有将该辊所具有的破碎面有效地灵活地用于粉碎。

其理由在于：由于轮胎的R形状为大的扁平状，主粉碎部位于中间处，小于它的轮胎直径和大于它的轮胎直径的差小，圆周速度不产生大的差异，故将通过主粉碎部粉碎的煤炭沿轮胎外侧方向排出的动力小，高效率的粉碎难以进行。于是，仅小直径部的周面构成主粉碎部，如果通过它，则在其它的粉碎面的微粉碎未有效地进行。实际设备的主粉碎部位于台外周侧的辊小直径部，但在实验机中，与此情况相反，位于台内周侧的小直径部。假定在此场合，因台旋转速度的差异而粉碎点不同。但虽然位置不同，由于粉碎位置均与小直径部相同，故作用效果也可视为相同。

该辊的特征在于由于通过小直径部进行粉碎，故如果一侧产生磨耗，故可反转采用，是经济的。但是与(C)的凸型轮胎辊相比较，难以产生振动。

C)在轮胎型粉碎辊中，于D/R≥4.3的凸型辊的场合，判定为煤炭外部排出量最多，提供高生产量的辊。其证据在于：粉碎面中的煤炭层厚度是薄到1mm，与溜入粉碎面上的场合相比较，排到外部的倾向强烈。其结果是，在辊的圆周速度快的中间侧，会将从台中间供给的煤炭粉碎。由于主粉碎部位于中间处，小于它的轮胎直径和大于它的轮胎直径的差有较大差异，故圆周速度产生大的差异，将煤炭上刮，沿排出方向运送，可高效率地粉碎。与B的辊相比较，粉碎性提高，但是，在大直径的中间侧进行主粉碎，主粉碎区域窄于B的场合，在产生磨耗之前，接近线粉碎。同样关于实际设备，由于中间侧的磨耗，故无法反转使用，是不经济的。另外，在电力需要具有富裕的场合，通过额定作业，对于煤炭供给量以少量地供给，但是，在其低负荷作业时，容易产生振动。推定其原因在于：为了进行高效率的粉碎，啮入粉碎室中的煤炭通过优良的上刮性能而排出，这样，煤炭层厚度薄，容易产生滑移。

根据以上的事实，导出下述这样的推论。

在A的锥台状粉碎辊的场合，关于微粉的生产量，推测为：与已有的平滑面之间的破碎面的组合相比较，与旋转方向相垂直的直角狭缝槽或倾斜角度的狭缝槽是最佳的，该倾斜角度的狭缝槽相对旋转方向达到45度。

在B轮胎型粉碎辊中的D/R＜4.3的扁平状辊的场合，关于微粉的生产量，与已有的破碎面的组合相比较，未呈现直角狭缝槽的效果。推定其主要原因在于：由于仅仅在小直径侧进行粉碎，故狭缝槽无法有效地用于粉碎。在该辊的场合，重要的是考虑有效利用小直径部以外的破碎面的方法，为此，最好设置于辊上的狭缝槽的方向为将从台中间供给的煤炭再次刮回到小直径部方向的方向，对于其角度推测以与旋转方向相垂直的方向(直角狭缝)为基准，达到45度的角度是有效的。

在C的轮胎型粉碎辊中的D/R≥4.3的凸型辊的场合，在靠近辊的大直径侧进行主粉碎，通过圆周速度的加快，与凸状的外径差产生的强力的原料刮上作用，可进行高效能粉碎。直角狭缝以较窄的宽度而横切主粉碎线，但是，主动地将煤炭刮出到辊外方，与已有的平滑面辊相比较，使微粉的粉碎量增加。如果在台的环状破碎部中，设置将煤炭主动地排到台外方的方向的狭缝槽，则推测实现进一步促进辊本来具有的排出能力的作用，使微粉的粉碎量增加。

另外判定，对于A粉碎辊和C粉碎辊，在实际设备、实验中，直角狭缝槽非常有效，但是对于B辊，在实验中，未确认狭缝槽的优先性。然而，关于实际设备，由于已确认通过45度倾斜狭缝槽将煤炭刮入台内侧的方向是有效的，故关于粉碎辊，选取通过直角狭缝槽或从直角而倾斜45度的狭缝槽，将煤炭刮入台内侧的方向。由于在B辊中，在小直径侧进行粉碎，故圆周速度慢，煤炭的上刮作用差，另外，与主粉碎线相交叉的狭缝槽的宽度窄，无法发挥狭缝槽产生的煤炭的啮入效果。其原因也许在于由于台旋转速度慢，故受到影响。

另外，在实际设备中，即使在当初属于小直径侧的线粉碎，如果逐渐产生磨耗，则会从线粉末转变为面粉碎，产生狭缝槽的啮入效果，但是，由于在试验机中越产生磨耗，越无法使用，故考虑处于线粉碎的状态，无法发挥狭缝槽的啮入作用。

另一方面，具有下述的经验，即，如果在轮胎型粉碎机中的旋转台上，与粉碎辊相同形成与旋转方向相垂直的径向的直角狭缝槽，则通过两者的破碎面的协同，煤炭的啮入过剩，形成于辊和台之间的粉碎室中的煤炭层厚增加，辊面压不足，无法获得微粉。如果增加辊面压，则微粉量恢复，但是，轴电量增加，并且辊的磨耗加快。假定在锥台状辊的场合，由于为面粉碎，故即使在两者上设置直角狭缝的情况下，有效粉碎面仍大，比轮胎型的微粉碎量大。

关于与辊面对的旋转台的狭缝槽，作为其作用效果，可实现将完全从台中间供给的煤炭稳定地送入粉碎辊的主粉碎点的作用，期待刮板的作用是正确的答案。于是，由于设置于台上的狭缝槽的角度由相对与旋转方向相垂直的径线的倾斜角度表示，在0～45度的范围内使啮入性提高，故判定从提供煤炭的移送性，运送性的观点，最好超过45度，特别是最好在50～85度的范围内。

即，在立式辊磨机中的粉碎辊中，通过从啮入性优先的观点来说，开设直角狭缝槽或达到45度的倾斜狭缝槽，从将原料送入主粉碎部的观点来说，在旋转台上开设上述的超过45度，最好在50～85度的范围内的倾斜狭缝槽的辊和台之间的功能分担，由此-235号筛以下的微粉粒度的采取量增加。

本发明的立式辊磨机是以上述观点为基础而完成的，以下述作为结构上的特征点，该立式辊磨机包括：被旋转驱动的旋转台；由自由辊构成的多个粉碎辊，该自由辊按照包围旋转台的旋转中心线的方式设置于旋转台上的固定位置，该立式辊磨机伴随旋转台的旋转驱动，将粉碎原料啮入粉碎辊之间，将其破碎，其中，在旋转台顶面的环状破碎部上，在周向按照规定间隔设置多个倾斜狭缝槽，其相对台半径线在台旋转方向或逆旋转方向倾斜，各个倾斜狭缝槽位于相对半径线超过45度的区域。

在本发明的立式辊磨机中，由于设置于旋转台的环状破碎部中的倾斜狭缝槽相对半径线的角度大，故在台侧，粉碎原料的啮入粉碎性能变小，粉碎原料向环状粉碎部的供给控制的能力变大。在该状态，在粉碎辊上设置与旋转方向相垂直的直角狭缝槽，或相对它的倾斜角度小的倾斜狭缝槽，通过在粉碎辊侧使啮入粉碎性能提高，可使啮入粉碎性和原料供给控制性在高维度的同时成立变成可能，在立式辊磨机中的粉碎辊的种类所固有的条件下实现该效果，这样，在任意的立式辊磨机中，均获得高微粉碎效果。

特别是最好，旋转台中的各个倾斜狭缝位于从相对台半径线而倾斜50度的直线(相对环状粉碎部的内圆切线而倾斜40度的直线)，到环状粉碎部的内圆的内角区域。

对于立式辊磨机中的粉碎辊，如前面所述，具有锥台状辊；轮胎型粉碎辊中的D/R＜4.3的扁平状辊；轮胎型粉碎辊中的D/R≥4.3的凸型辊这三种。

在具有作为粉碎辊的锥台状辊的所谓的莱歇辊式磨机中，从煤炭或石油焦的微粉碎化的观点来说，最好，在该锥台状辊的外周面上设置直角狭缝槽或倾斜狭缝槽，该直角狭缝槽与和辊旋转方向相垂直的直线平行，该倾斜狭缝槽相对该直线，按照22.5度以下的角度而在旋转方向或逆旋转方向倾斜。

在包括扁平型轮胎辊的立式辊磨机中，作为粉碎辊，外周面在与旋转方向相垂直的面内弯曲，最大辊直径D和弯曲外周面的曲率半径R的比例D/R不到4.3，其中，从煤炭或石油焦的微粉碎化的观点来说，最好，在该扁平型轮胎辊的外周面，设置直角狭缝槽或倾斜狭缝槽，该直角狭缝槽与和辊旋转方向相垂直的弯曲线平行，该倾斜狭缝槽相对该弯曲线，按照45度以下的角度而在辊旋转方向(原料刮回方向)倾斜，而且，旋转台顶面的倾斜狭缝槽的倾斜方向为台旋转方向(原料刮回方向)。

在包括凸型轮胎辊的立式辊磨机中，作为粉碎辊，外周面在与旋转方向相垂直的面内弯曲，最大辊直径D和弯曲外周面的曲率半径R的比例D/R在4.3以上，其中，从煤炭或石油焦的微粉碎化的观点来说，最好，在该凸型轮胎辊的外周面，设置直角狭缝槽或倾斜狭缝槽，该直角狭缝槽与和辊旋转方向相垂直的弯曲线平行，该倾斜狭缝槽相对该弯曲线，按照45度以下的角度而在逆旋转方向(原料排出方向)倾斜，而且，旋转台顶面的倾斜狭缝槽的倾斜方向为与台旋转方向相反的方向(原料排出方向)。

在任意的粉碎辊中，狭缝槽既可在该磨机的使用开始前预先形成，也可在与各槽相对应的部分设置耐磨耗性低的材料，伴随该磨机的使用而形成的磨耗槽。

对于形成于旋转台上的环状破碎部上的倾斜狭缝槽，基本为从旋转台的内周侧延伸到外周侧的直线槽，也可为在从旋转台的内周侧凸出到外周侧方向弯曲的弧状槽。

另外，在专利文献3中记载的立式辊磨机中，在粉碎辊和旋转台的两者上开设狭缝槽，但粉碎辊中的狭缝槽从防止附着的观点，为相对与旋转方向相垂直的方向的角度接近90度的所谓的螺旋槽，另一方面，旋转台中的狭缝槽从确保在粉碎辊侧失去的啮入粉碎性的观点来说，为接近直角狭缝槽的形态，该直角狭缝槽相对与旋转角度相垂直的径线的倾斜角度在45度以下，与本发明的立式辊磨机的狭缝槽的倾斜的组合相反。

于是，在专利文献3中记载的立式辊磨机对于防止石灰石的粉碎的微粉附着造成的振动的防止是也许有效的，但对于煤炭、石油焦的微粉碎是不适合的。即，在专利文献3中记载的立式辊磨机与粉碎原料的微粉化相比较，为优先防止微粉附着于辊表面上的设计。

发明的效果

在本发明的立式辊磨机中，在旋转台的环状粉碎部设置相对台半径线按照大角度而倾斜的狭缝槽，由此可针对每种磨机形式，选择最大限度地发挥作为磨机的本来的性能的微粉化能力的原料供给形式，这样，对于煤炭或石油焦的微粉化促进可发挥很大的效果，进而，有助于发电锅炉等的二氧化碳排放量的抑制。

附图说明

图1(a)～图1(c)为针对每种辊形式而表示立式辊磨机的粉碎辊的主粉碎部的示意图；

图2为用于证实本发明的有效性而采用的实验用的小型粉碎机的主要部的立体图；

图3(a)～图3(d)为表示粉碎辊中的狭缝槽的形式的示意图；

图4(a)～图4(f)为表示旋转台的破碎部中的狭缝槽的形式(主要是倾斜方向和倾斜角度)的示意图；

图5(a)、图5(b)为表示旋转台的破碎部中的狭缝槽的形式(主要是形状)的示意图。

具体实施方式

下面根据附图，对本发明的实施方式进行说明。在本实施方式中，通过小型粉碎机的粉碎实验而确认：可大量地采取通过200号筛、-235号筛以下的粒度的微粉的辊和台的破碎面形状的组合。图2表示实验用的小型粉碎机。

假定立式辊磨机的该粉碎机如图2所示，为下述的结构，其中，粉碎辊2面对作为基底部件的水平旋转台1的外周部表面。粉碎辊2在图2中为圆锥台状辊，但是，也可更换为D/R不到4.3的扁平型轮胎辊，D/R在4.3以上的凸型轮胎辊(参照图1)。扁平型轮胎辊2按照：大直径侧朝向外周侧，而小直径侧朝向中心侧，与台1的抵抗面处于水平状态的方式倾斜设置。由于属于实验机，故辊个数为一个。

在粉碎辊2的外周面设置多个狭缝槽7。该多个狭缝槽7为与和图2中的旋转方向相垂直的直线相平行的直角槽，伴随旋转，将煤炭啮入由旋转台形成的粉碎室中。关于狭缝槽7，如图3(a)～图3(d)所示，不但具有直角狭缝槽，而且分别具有下述倾斜狭缝槽：相对与旋转方向相垂直的直线，在辊旋转方向(原料刮回方向)以45度的角度倾斜的倾斜狭缝槽；相对上述直线，沿逆旋转方向(原料排出方向)按照45度的角度倾斜的倾斜狭缝槽。具有这些狭缝槽的粉碎辊(图3(b)～图3(d)均相对上述三种粉碎辊2的相应辊而配备。另外，没有狭缝槽的平滑面辊(图3(a))也针对三种粉碎辊2的相应辊而配备。即，针对3种粉碎辊2(参照图1(a)～图(c))，配备四种外周面。

关于旋转台1，与粉碎辊2面对的外周部构成环状破碎部3，由于属于试验机，故环状破碎部3可相对台主体4而装卸。环状破碎部3为与锥台状辊相组合的平坦类型；与扁平型轮胎辊相组合的带有浅R槽的类型；可更换为与凸型轮胎辊相组合的带有深R槽的类型的装卸式。另外，如图4(a)～图4(f)所示，关于各台配备没有狭缝槽6的表面是平坦的类型(图4(a))；在表面具有与台旋转方向相垂直的台径向的直角狭缝槽6的类型(图4(b))；具有相对径线，在旋转方向(原料刮回方向)倾斜45度的倾斜狭缝槽6的类型(图4(c))；具有在逆旋转方向(原料排出方向)倾斜45度的倾斜狭缝槽6的类型(图4(d))；具有相对径线，在旋转方向(原料刮回方向)倾斜65度的倾斜狭缝槽6的类型(图4(e))；具有在逆旋转方向(原料排出方向)倾斜65度的倾斜狭缝槽6的类型(图4(f))的共计六种。

无论为哪种类型，粉碎辊2均按照可相对支承机构5而旋转，并且升降的方式安装，以便可任意地调节与环状破碎部3的间隙。另外，为了对粉碎原料施加规定的加压力，粉碎辊2通过弹簧朝向按压环状破碎部3上的方向而偏置。

通过旋转台1的旋转，旋转台1和粉碎辊2进行相对回转运动。为了在本实验中确认旋转台和粉碎辊的各种组合的粉碎性能，未设置已粉碎的煤炭的基于空气的分级器。于是，由于作为已粉碎的粉碎原料的煤炭通过辊所具有的排出能力和台旋转的离心力，从旋转台内部排到外部，故在旋转台1的外侧，设置可完全将排出煤炭捕集的捕集用容器8。

如此，实用的小型粉碎机按照可通过一台试验机而进行全部的辊和台的组合试验的方式设计。试验机的更具体的结构如下所述：

在粒度测定时，在干燥30分钟后，对各试样进行测定。

温度在25～32℃的范围内，湿度在51～87％的范围内。

通过上述实验用小型粉碎机，调查粉碎后的向台外侧的煤炭排出量和台内煤炭残留量，通过200号筛小于-235号筛的颗粒占全部粉碎量的重量比。在该实验中，最重要的项目是通过粉碎辊本身而向台外侧排出的煤炭的粒度调查，小于-235号筛的颗粒重量在判断微粉生产量的方面是重要的。在本实验中，为了方便，只通过一个粉碎辊而粉碎，在实际设备中，采用2～3个辊，设置用于捕集微粉的分级装置，由此呈现与通过实际设备获得的微粉粉碎量完全不同的数值。在本实验中，针对完全同一条件下的粉碎，调查破碎面的差异造成的微粉粉碎量的比较情况。

在粒度测定中，在30分钟的粉碎试验结束后，正确地收集从台排到捕集器8的全部量的煤炭，另外还同样地正确地捕集残留在台内的煤炭。在测定分别捕集的煤炭的重量之后，从已捕集的煤炭的任意的部位，采取作为粒度测定用的3个试样。作为粒度测定结果，为了确保正确性，采用3个资料的平均值。粉碎辊和台破碎面的组合如下所述。另外，其结果在表2～表4中给出。

A)锥台状粉碎辊的场合的组合如下面所述。

【表2】

表2为锥台状粉碎辊的场合的结果，具体内容如下所述。

e、f、g的带有直角狭缝的锥台状辊与台半径线所夹持的角度在65～45度的倾斜狭缝槽，形成于环状破碎部而得到的台的组合，呈现-235号筛的微粉采取量最多的结果。旋转台中的倾斜狭缝槽的方向性向排出侧的倾斜的场合稍多，没有产生与向刮入侧的倾斜的场合大的差异。辊和台之间为面粉碎，如果由这两者形成的粉碎室的煤炭在面间移动，则若移动到位于刮入侧和排出侧时，仅此粉碎所需要的时间加长，微粉碎容易。其中，e为-235号筛的微粉采取量虽有极微小的差，但是呈现最大量。由于该情况，对于位于台上的倾斜狭缝的角度，与台半径线之间的角度最好在50～85度的范围内，特别是最好角度在60～70度的范围内。

关于粉碎辊的狭缝槽的倾斜，如果从理论上考察，则在与旋转方向相垂直的场合，即，没有倾斜的场合，啮入性最优，但是，如果狭缝槽相对与旋转方向相垂直的方向，慢慢地具有到45度的倾斜角度，则啮入性能逐渐地变小，与此相反，搂聚性能增加。在45度的角度的场合，从理论上说，啮入性和搂聚性为50％，如果为其以上的角度，则搂聚性增加，啮入性变小。

按照小型的粉碎试验机，如果观看粉碎试验结果的h、i、j，则全部的-235号筛的粉碎量与其它的破碎面的组合相比较，急剧减少。其理由在于：在带有倾斜角度为45度的倾斜狭缝槽的粉碎辊中，如上所述，将煤炭搂聚在一起的性能变强，并且在台上设置65度的狭缝槽，由此，将煤炭搂聚在一起的倾向进一步加大，于是推测到：煤炭层厚加大，相对层厚的辊加压力不足，微粉的粉碎量减少。由于辊和台的狭缝槽的组合不同，h、i、j的微粉度产生差异，但在从总体观看的话，呈现与e、f、g的破碎面组合相比较明显差的数值。

推定主要的原因在于：由于狭缝槽搂聚效果，煤炭层厚加大。煤炭层厚构成原因这一点可根据下述情况而确认，该情况指在将煤炭搂聚于台内侧的破碎面形状与h辊、台一起组合的场合，与a的平滑面之间的组合相比较，微粉度比其差。

设置于粉碎辊上的狭缝槽的角度在22.5度以下的原因在于：按照粉碎试验的j，辊狭缝槽按照倾斜45度而刮入煤炭的方向，与台狭缝通过65度倾斜狭缝槽将煤炭排到外部的方向的组合中，-235号筛以下的微粉度为30.3％。由于在e的辊狭缝为直角槽的场合和台狭缝排出煤炭的65度倾斜狭缝槽的组合的场合，获得小于-235号筛的微粉度为40.8％，故知道，伴随辊的狭缝角度向45度的接近，一度仅按照0.233％使微粉度减少。即(40.8％-30.3％)/45度＝0.233％/度。

根据计算而推测，在粉碎辊中的狭缝槽角度为45度的1/2的22.5度的场合，微粉度提高5.24％，约为35.6％。在目标值在38％～40％的范围内的场合，如果台狭缝槽角度按照与台半径线的夹角从85度而慢慢地减小，接近40度，由于台的啮入性增加，可实现目标值，故关于粉碎辊的狭缝槽，45度的1/2的22.5度为获得高微粉度的极限值。

B)在D/R＝4.0的扁平型轮胎辊的场合，组合为下面所述。

【表3】

表3为扁平型轮胎辊的场合的结果，具体内容如下所述。

在轮胎辊中的D/R＝4.0的扁平型辊的场合，针对e的带有倾斜45度(刮入侧)的狭缝槽的粉碎辊、和f的带有直角狭缝槽的辊，与形成台的半径线的夹角为65度(刮入侧)倾斜狭缝槽的台的组合，呈现-235号筛的微粉采取量最多的结果。在扁平型轮胎辊中，由于主粉碎在小直径部而进行，故难以产生狭缝槽的啮入效果，由于该原因，在a的平滑面辊和b的带有直角狭缝槽的辊之间，微粉粉碎量不产生差异。相对该情况，在e和f中，小于-235号筛的粉碎量采取量最多的理由不在于狭缝槽的啮入性，而是在将煤炭刮入台内侧的方向设置的狭缝槽的搂聚效果。即，通过将一旦粉碎的煤炭再次刮回到原始的小直径侧，煤炭较长地封闭于破碎面，这样接受充分的粉碎操作，微粉粉碎量增加。f的破碎面组合为在与g相同的条件下，仅台狭缝的方向位于排出侧的场合，但是证明，-235号筛的粉碎量与f相比较大大降低。

在小型的粉碎试验机中，作为狭缝槽的作用效果，煤炭的搂聚作用呈现显著的效果，但未呈现啮入作用的另一效果。推定其原因在于：台旋转速度为48RPM，是过慢的。如果旋转速度上升，则被认为也清楚啮入性的差异。但在实际设备中，还实际证明狭缝槽的啮入性的效果，如果两者的作用效果重合，则小于-235号筛的微粉粉碎量可显著提高，可大大改善扁平型轮胎辊的形状的缺点。在实验中，通过一个辊而进行，但是，由于在实际设备中采用3个辊，故认为，微粉碎量以更大程度增加。

旋转台中的狭缝槽的相对台半径线的倾斜角度最好在50～85度的范围，特别是最好在60～70度的范围。

C)在D/R＝5.0的凸型辊的场合，组合如下所述。

【表4】

表4为凸型轮胎辊的场合的结果，具体内容如下述。

在于轮胎型辊中的D/R＝5.0的凸型辊的场合，与通过a的已有的平滑面获得的-235号筛的微粉量相比较，在c、d、e的组合中，确认有6～8％的粉碎量的增加。关于带有倾斜狭缝槽的旋转台，在带直角狭缝槽的辊、具有倾斜45度(排出侧)的倾斜狭缝槽的辊、与具有倾斜70度的煤炭排出方向和煤炭刮入方向的狭缝槽的台的组合时，在使微粉的粉碎量增加的方面是有效的。特别是具有倾斜45度(排出侧)的狭缝槽的辊、与具有倾斜70度(排出侧)的狭缝槽的台的组合的-235号筛的微粉的粉碎量为29％，多于其它的组合，但是，其差异在误差范围内，未获得表示涉及狭缝槽的方向性的优先性的数据。

于是，进行调查D/R＝5的凸型轮胎辊本身的狭缝槽的方向性对微粉的粉碎量造成多大的差异的追加实验。辊的破碎面形状为平滑面、直角狭缝槽、倾斜45度刮入狭缝、与倾斜45度排出狭缝的4种。为了调查这些粉碎辊中的破碎面形状，通过这些粉碎辊与平滑面台组合，进行粉碎实验，调查-235号筛以下的微粉粉碎量的差异。由于打算确认辊破碎面形状的性能差，故台为平滑面，使其不受到台的影响。其结果在表5中给出。

【表5】

煤炭的种类、尺寸不同于到目前的实验所采用的类型，台旋转速度不为48RPM，为使速度提高、容易产生差异，该旋转速度提高到60RPM。即使在试验条件稍稍不同于到目前的实验的情况下，仍完全属于要求破碎面的性能差的粉碎实验，如果要求差异，则可确认辊破碎面性能本身，考虑可将此数据用作证据。

通过本实验，清楚地确认D/R＝5的凸型轮胎辊的狭缝槽的方向性，在辊狭缝的倾斜方向为排出侧的场合，判定可采用的-235号筛以下的微粉量为最大。与平滑面辊相比较，微粉度增加约39％。

在轮胎型辊中的D/R＝5.0的凸型辊的场合，由于位于大直径部的主粉碎线的圆周速度快，故设置于辊上的狭缝槽大大地影响煤炭的上刮作用，促进微粉粉碎量的增加。但是，在实际设备中，如果连续使用，由于粉碎部发生磨耗，线粉碎慢慢地转变为面粉碎，故认为，台狭缝的方向性可更加发挥其效果。方向性的效果在46RPM的旋转速度的场合是不清楚的，但是在60RPM的场合是清楚的，由此，认为受到旋转速度的影响。

由于具有作为粉碎辊的凸型轮胎辊的立式辊磨机为非常高效的粉碎机，将已粉碎的煤炭排到台外侧的性质高，故最好辊和台中的狭缝槽的方向为将煤炭排到外部的方向。由此，可进一步有助于该粉碎机所具有的粉碎性能的提高。台狭缝槽的倾斜角度最好为相对台半径线为50～85度的大角度，其方向最好为排出煤炭的方向。

【表6】

表6为获得通过表3和表4的破碎面组合试验而获得的所有数值的平均值的表。既包括差的数值，也包括良好的数值，但是认为，包括它们的该平均值明确地指辊本身的性能，如果这样，则锥台状辊的微粉的生产量在三种辊形状中是最多的，然而，对于辊本身的粉碎效率，即，煤炭排出量，比凸型轮胎辊差，而优于扁平型轮胎辊。具有凸型轮胎辊的立式辊磨机为最高效率的粉碎磨机，残留于台上的煤炭量在三者内最少，排出量最多。关于微粉度，比具有锥台状辊的立式辊磨机差，而优于具有扁平型轮胎辊的立式辊磨机。扁平型轮胎磨机呈现其粉碎量、微粉碎性在三者内为差的倾向。

在上述实施方式中，旋转台2的环状破碎部3中的狭缝槽6为直线，但是，也可如图5(a)、图5(b)所示，为从内周侧向外周侧凸出的曲线。根据需要，不论是在台旋转方向倾斜的狭缝槽，还是在逆旋转方向倾斜的狭缝槽，均可位于从相对台半径线而倾斜45度的直线(相对环状粉碎部的内圆切线而倾斜45度的直线)，到环状粉碎部的内圆的之间的内角区域(其中，上述直线除外)，最好可位于从相对台半径线而倾斜50度的直线(相对环状粉碎部的内圆切线而倾斜40度的直线)到环状粉碎部的内圆的内角区域。

这些曲线状(弧状)的狭缝槽也不对原料排出功能、原料刮回功能造成妨碍。在相反方向弯曲的曲线状(弧状)的狭缝槽的场合，大大妨碍这些功能。

标号说明

标号1表示旋转台；

标号2表示粉碎辊；

标号3表示环状破碎部；

标号4表示台主体；

标号5表示支承机构；

标号6、7表示狭缝槽；

标号8表示捕集用容器。

Claims (8)

1.一种立式辊磨机，其包括：被旋转驱动的旋转台；由自由辊构成的多个粉碎辊，该自由辊按照包围旋转台的旋转中心线的方式设置于旋转台上的固定位置，该立式辊磨机伴随旋转台的旋转驱动，将粉碎原料啮入粉碎辊之间，将其破碎；

在旋转台顶面的环状破碎部上，在周向按照规定间隔设置多个倾斜狭缝槽，其相对台半径线在台旋转方向或逆旋转方向倾斜，各个倾斜狭缝槽位于相对半径线超过45度的区域。

2.根据权利要求1所述的立式辊磨机，其中，各个倾斜狭缝槽位于内角区域中，该内角区域为：从相对台半径线倾斜50度的直线(相对环状粉碎部的内圆切线而倾斜40度的直线)到环状粉碎部的内圆的区域。

3.根据权利要求1或2所述的立式辊磨机，其中，具有作为粉碎辊的锥台状辊，在该锥台状辊的外周面上具有直角狭缝槽或倾斜狭缝槽，该直角狭缝槽与和辊旋转方向相垂直的直线平行，该倾斜狭缝槽相对该直线以22.5度以下的角度向旋转方向或逆旋转方向倾斜。

4.根据权利要求1或2所述的立式辊磨机，其中，包括作为粉碎辊的扁平型轮胎辊，其外周面在与旋转方向相垂直的面内弯曲，最大辊直径D和弯曲外周面的曲率半径R的比例D/R不到4.3，在该扁平型轮胎辊的外周面，具有直角狭缝槽或倾斜狭缝槽，该直角狭缝槽与和辊旋转方向相垂直的弯曲线平行，该倾斜狭缝槽相对该弯曲线以45度以下的角度而向辊旋转方向(原料刮回方向)倾斜，旋转台顶面的倾斜狭缝槽的倾斜方向为台旋转方向(原料刮回方向)。

5.根据权利要求1或2所述的立式辊磨机，其中，包括作为粉碎辊的凸型轮胎辊，其外周面在与旋转方向相垂直的面内弯曲，最大辊直径D和弯曲外周面的曲率半径R的比例D/R在4.3以上，在该凸型轮胎辊的外周面具有直角狭缝槽或倾斜狭缝槽，该直角狭缝槽与和辊旋转方向相垂直的弯曲线平行，该倾斜狭缝槽相对该弯曲线，按照45度以下的角度在逆旋转方向(原料排出方向)倾斜，旋转台顶面的倾斜狭缝槽的倾斜方向为与台旋转方向相反的方向(原料排出方向)。

6.根据权利要求1～5中任何一项所述的立式辊磨机，其中，狭缝槽在该磨机的使用开始前预先形成。

7.根据权利要求1～5中任何一项所述的立式辊磨机，其中，狭缝槽为磨耗槽，该磨耗槽是通过在与这些槽相对应的部分设置耐磨耗性低的材料，伴随该磨机的使用而形成的。

8.根据权利要求1～7中任何一项所述的立式辊磨机，其中，形成于旋转台上的倾斜狭缝槽为在从旋转台的内周侧向外周侧凸出的方向弯曲的弧状槽。

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