JP2017029915A - 破砕装置 - Google Patents

Abstract

【課題】粘性物質を含む破砕物が破砕機及び付随する機器設備へ付着することを効率的に防止できる破砕装置を提供する。
【解決手段】破砕装置１０は、粘性物質を含む破砕物１２の破砕手段４０を備えた破砕装置１０において、前記破砕手段４０の前段で、前記破砕物１２を内部に投入して回転可能な回転ドラム３４と、前記回転ドラム３４の内部へ粒状体１４を供給可能な供給部３２とからなり、前記破砕物１２と前記粒状体１４を撹拌しながら前記粘性物質に前記粒状体１４を付着させる撹拌手段３０を備えたことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、破砕物の破砕装置に関し、特に粘土などの粘性物質を含んだ岩石（例えば、石灰石など）を破砕する際に好適な破砕物の破砕装置に関する。

採石場又は鉱山から採掘した岩石を粉砕して得られる砕石砕砂の製造方法は、水を用いる湿式と、水を用いない乾式に大別される。このうち乾式は、湿式と比べて設備費や運転コストが安価であり、多くの砕石現場で採用されている。
しかし、乾式は、粉砕時に発生する粉塵対策の設備が必要であることに加え、粉砕時の粘土を含んだ微粒分が設備各部に付着成長することが課題として挙げられている。粘土を多く含んでいると、水分により膨潤して粘り気を生じて固着し易い。砕石に粘着性の粘土や汚泥が多く含まれていると、機器設備への付着が早期に成長して破砕物の流れを阻害してしまう。また、微粒分が破砕機の圧縮力を緩和させ粉砕効率が低下してしまうという問題も生じている。ホッパや破砕機に固着する粘着物質の量が増加すると、稼働中の機器設備を一時停止して作業者の人手により除去しなければならない。除去作業中は、設備の停止や、粉塵が舞い上がるなど作業環境の悪い中で作業者の負担が大きくなるなどの課題があった。

一般の石灰石の採石現場では、石灰石を破砕機に投入する前に、金属製バーを並列に配置した簀子形状のバースクリーンを通過させ、石灰石に付着や混在した粘土分を篩分けしている。バースクリーンに投入する石灰石の最大サイズは、一例として、約６００〜７００ｍｍであり、それに付着する粘土分を５％（重量比）未満と規定している。しかし、実際の現場においては、採掘山の状況や雨天など天候によって、付着粘土分の量もばらついている。特に湿気を含んだ粘土分はバースクリーンで篩分けできずに、石灰石と共に砕石設備や搬送設備へ投入されるので、短時間で付着成長してしまう。また、採石場の現場によって、粘性物質には粘土のほか、シルト、汚泥、水分を含んだ微粒分がある。

従来、破砕時に岩石の粘土分が機器設備に付着することを防止する技術として、特許文献１には、投入される粘性物質である粘土の一部をクラッシャで粉砕し、粉砕された粘着性の粒状体をドライヤで乾燥させている。そして粘性物質が投入されるホッパの散布手段から乾燥した粒状体を散布させて、付着を防止している。

また、特許文献２の処理方法は、器壁と接触する含水粒／泥状物の摩耗を、少ない薬剤使用量で摩擦低下できる被膜形成剤を用いている。

また、特許文献３、４に開示の技術は、汚泥のホッパ内部に袋詰め体や可撓性のシートを排出しやすい角度に配置している。そして破損や付着固化した場合にはシートなどを短時間で交換している。

特開２０００−３３４２９１号公報 特開２０１５−９３９７７号公報 特開２００２−２７６９２０号公報 特開２００１−３１１８７号公報

しかしながら特許文献１に記載の装置によれば、乾燥設備、乾燥する熱源が新たに必要となる。一般の採石現場には乾燥するための余剰熱源がなく確保が難しいという問題がある。また、ホッパの滑り面に粒状体を散布しているが、破砕物が大きい場合、ホッパと接触しない部分が多いので粒状体とも接することが少ない。さらに、破砕物が一度に大量投入された場合、上部から一定量の乾燥粒を散布する方法では、上から振り掛けられて影となる部分が粘性物質と接しないため粘着防止効果が期待できない。また、上部から均等に振り掛けることは技術的に難しい。

また、特許文献２の開示の被膜形成剤はコストが嵩み、環境面の影響を考慮して選択しなければならない。

また、特許文献３、４のシートなどによれば、シート代や、交換費用が発生する。また、砕石場などサイズの大きいホッパで使用すると、シートが短時間で損傷する可能性があり作業効率が悪くなるおそれがある。

そこで本発明は、粘性物質を含む破砕物が破砕機及び付随する機器設備へ付着することを効率的に防止できる破砕装置を提供することを目的としている。

上記の課題を解決するための第１の手段として、本発明は、粘性物質を含む破砕物の破砕手段を備えた破砕装置において、前記破砕手段の前段で、前記破砕物を内部に投入して回転可能な回転ドラムと、前記回転ドラムの内部へ粒状体を供給可能な供給部とからなり、前記破砕物と前記粒状体を撹拌しながら前記粘性物質に前記粒状体を付着させる撹拌手段を備えたことを特徴とする破砕装置を提供することにある。

上記の課題を解決するための第２の手段として、前記第１の手段において、前記粒状体は、微粒砂、石炭灰のいずれか一つ以上であることを特徴とする破砕装置を提供することにある。

上記の課題を解決するための第３の手段として、前記第１又は第２の手段において、前記回転ドラムに投入された前記破砕物の重量を計測可能な計測手段と、
前記計測手段の測定値に基づいて前記供給部から供給する前記粒状体の供給量を調整可能な制御手段と、を備えたことを特徴とする破砕装置を提供することにある。

上記構成による第１の手段によれば、粘性物質を含む破砕物の表面に、乾燥した粒状体が付着して、粘性物質の表面水分が吸水されて粘性が低下し、かつ付着した粒状体がすべり層となる。このため、破砕物が付着することなく機器設備を摺動し易くなり、機器設備との接触面に固着して成長することがなくなる。
また、回転ドラムの内周面を転がることにより、内部で粘性土を含む破砕物と、粒状体の接触回数、接触面積が増え、破砕物に満遍なく粒状体が接することになり、破砕物の表面が粒状体で覆われて機器設備への付着を効率的に防止できる。

上記構成による第２の手段によれば、粒状体となる微粒砂又は石炭灰（フライアッシュ）は、砕石工場や火力発電所などから発生する副産物であり、容易に入手可能で、かつ、原料コストが低廉であるため、粉砕コストの低減化を図ることができる。

上記構成による第３の手段によれば、破砕物の重量の測定値に基づいて、粒状体の供給量を任意に自動供給することができ、人手による作業負担を軽減して、効率的な破砕作業を行うことができる。

本発明の破砕装置の構成概略図である。 バースクリーンと撹拌手段と破砕手段の斜視図である。 変形例のバースクリーンと撹拌手段と破砕手段の斜視図である。

本発明の破砕装置の実施形態を添付の図面を参照しながら、以下詳細に説明する。

［破砕装置１０］
図１は、本発明の破砕装置の構成概略図である。図２は、バースクリーンと撹拌手段と破砕手段の斜視図である。図１に示す破砕装置１０は、バースクリーン２０と、撹拌手段３０と、破砕手段４０を主な基本構成としている。

バースクリーン２０は、複数の金属製バー２２を簀子状に並べて形成した篩である。バースクリーン２０は上方から落下する破砕物１２との接触面（上面）を傾斜させて後述する回転ドラム３４の導入口にシュート２４を介して取り付けている。このようなバースクリーン２０は、上方から落下する破砕物１２のうち、金属製バー２２の隙間よりも小さい粒径の破砕物が下方に落下して分別され、金属製バー２２の隙間よりも大きな所定粒径の破砕物が金属製バー２２の上を下方へ滑りながら回転ドラム３４の導入口へシュート２４を介して導入される。

撹拌手段３０は、供給部３２と回転ドラム３４を主な基本構成としている。
供給部３２は、粒状体１４を一時的に貯留する容器である。供給部３２の下部は、ロート状に形成されており、排出口から所定量の粒状体を供給可能な開閉バルブ３３を取り付けている。供給部３２の排出口は、後述する回転ドラム３４の破砕物１２の導入口に取り付けられており、破砕物の量に応じた所定量の粒状体１４を回転ドラム３４の内部に供給できる。

本発明の粒状体１４は、乾燥した微粒であり、より具体的には、微粒砂と石炭灰のいずれか一つ以上を用いている。
微粒砂（乾式砂ともいう）は、砕砂工場などで発生する微粒分が約２００メッシュアンダーの砂である。このような微粒砂は主に砕石工場の副生成物であるため、砕石工場において適用すると良い。

石炭灰となるフライアッシュは、粒子径が球形で表面がガラス状に形成されている。このためベアリング効果があり、混合することによって滑りやすくなる。従って、生コンクリートに用いた場合、流動性が向上して、コンクリート打設時の施工性が良くなる。このような石炭灰は、セメント製造原料として使用される粘土と構成成分が比較的近いため一般に代用されており、セメント工場において適用すると良い。

回転ドラム３４は、円筒状のドラム本体３６の両端にリング３８が装着されている。各リング３８は一対のローラ３９によって支持され、駆動部（不図示）によってドラム本体３６の軸回りを回転可能に構成されている。

このような撹拌手段３０は、上方の導入口から破砕物１２及び粒状体１４が導入されると、ドラム本体３６の軸回りを回転することよって、破砕物１２の粘性物質に粒状体１４が付着して、粘性物質が吸水されて粘性が低下して、ドラム本体３６の内周面に付着することがない。そして、破砕物１２の表面に付着した粒状体１４がすべり層となり、下方の排出口に向けて滑り易くなり、容易に移動させることができる。破砕物１２及び粒状体１４はドラム本体３６の下方の排出口から後段の破砕手段４０のホッパ４２へ向けて排出される。

破砕手段４０は、破砕物１２を所定のサイズに破砕する破砕機であり、一例として、ジョークラッシャを適用することができる。

［作用］
次に上記構成による破砕装置の作用について以下説明する。
バースクリーン２０の上方から落下する破砕物１２のうち、金属製バー２２の隙間よりも小さい粒径の破砕物が下方に落下して分別され、金属製バー２２の隙間よりも大きな所定粒径の破砕物１２が金属製バー２２の上を下方へ滑りながら回転ドラム３４の導入口へシュート２４を介して導入される。
また、撹拌手段３０の供給部３２から破砕物１２の量に応じた所定量の粒状体１４が回転ドラム３４の内部に供給される。

撹拌手段３０の上方の導入口から破砕物１２及び粒状体１４が導入されると、ドラム本体３６が軸回りを回転することよって、内周面に沿って転がりながら破砕物１２の粘性物質に粒状体１４が付着して、粘性物質が吸水されて粘性が低下して、ドラム本体３６の内周面に付着することがない。そして、破砕物１２の表面に付着した粒状体１４がすべり層となり、下方の排出口に向けて滑り易くなる。破砕物１２及び粒状体１４はドラム本体３６の下方の排出口から後段の破砕手段４０のホッパ４２へ向けて排出される。
破砕手段４０に導入された破砕物は、ホッパ４２に付着することなく所定のサイズに破砕される。

このような本発明の破砕装置によれば、破砕物の粘性物質表面に、乾燥した粒状体が付着して、粘性物質の表面水分が吸水されて粘性が低下し、かつ付着した粒状体がすべり層となって、機器設備との接触面に付着して成長することがなくなる。

また、回転ドラムの内部で粘性物質を含む破砕物と、粒状体の接触回数、接触面積が増え、破砕物に満遍なく粒状体が接することになって、破砕物の表面が粒状体で覆われて機器設備への付着を効率的に防止できる。

［変形例］
図３は変形例のバースクリーンと撹拌手段と破砕手段の斜視図である。図示のように変形例の破砕装置１０Ａは、図２に示すバースクリーン２０と、撹拌手段３０と、破砕手段４０に加えて、計測手段５０と、制御手段６０を備えている。

計測手段５０は、回転ドラム３４のドラム本体３６を支持するローラ３９の下面に取り付けている。換言すると、計測手段５０の上にローラ３９を取り付けている。計測手段５０は、一例としてロードセル等を適用することができ、重量を計測するセンサーである。このような構成の計測手段５０は、ドラム本体３６に投入された破砕物１２の重量を計測することができる。

制御手段６０は、有線又は無線を介して開閉バルブ３３及び計測手段５０と電気的に接続している。制御手段６０は、計測手段５０からの計測値が入力可能とし、開閉バルブ３３へバルブの開度の制御信号を送信可能に構成している。制御手段６０は、計測手段５０で計測された破砕物１２の重量に基づいて、供給部３２の開閉バルブ３３の開度を調整して、回転ドラム３４に供給される粒状体１４の供給量を調整することができる。なお、粒状体１４の供給量は、現場毎に破砕物１２に含まれる粘性物質の含有量に応じて、一例として、破砕物１２の重量の数〜数十パーセント等に設定することができる。

このような構成の破砕装置１０Ａは、計測手段５０で計測された破砕物１２の重量に基づいて、供給部３２の開閉バルブ３３の開度を自動調整して、回転ドラム３４に供給される粒状体１４の供給量を調整することができる。従って、破砕物１２の重量の測定値に基づいて、粒状体１４の供給量を任意に自動供給することができ、人手による作業負担を軽減して、粘性物質を含む破砕物が設備機器に付着することなく、効率的な破砕作業を行うことができる。

本発明の破砕装置は、粘性物質を含む破砕物を破砕する採石場、鉱山などの破砕分野において、産業上利用することができる。

１０，１０Ａ………破砕装置、１２………破砕物、１４………粒状体、２０………バースクリーン、２２………金属製バー、２４………シュート、３０………撹拌手段、３２………供給部、３３………開閉バルブ、３４………回転ドラム、３６………ドラム本体、３８………リング、３９………ローラ、４０………破砕手段、４２………ホッパ、５０………計測手段、６０………制御手段。

Claims (3)

1. 粘性物質を含む破砕物の破砕手段を備えた破砕装置において、
   前記破砕手段の前段で、前記破砕物を内部に投入して回転可能な回転ドラムと、前記回転ドラムの内部へ粒状体を供給可能な供給部とからなり、前記破砕物と前記粒状体を撹拌しながら前記粘性物質に前記粒状体を付着させる撹拌手段を備えたことを特徴とする破砕装置。
2. 前記粒状体は、微粒砂、石炭灰のいずれか一つ以上であることを特徴とする請求項１に記載の破砕装置。
3. 前記回転ドラムに投入された前記破砕物の重量を計測可能な計測手段と、
   前記計測手段の測定値に基づいて前記供給部から供給する前記粒状体の供給量を調整可能な制御手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の破砕装置。

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