JP2526226B2 - Air Swept Ball Mill - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エアスウェプトボールミルに係り、特に微
粉炭の粒度向上と動力原単位を低減するのに好適なエア
スウェプトボールミルに関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an air swept ball mill, and more particularly to an air swept ball mill suitable for improving the particle size of pulverized coal and reducing the power consumption.

（従来の技術） 従来より、ボイラ燃料やキルン吹込み用燃料として、
通常200メッシュ（相当径74μｍ）以下が約65〜85％に
なる程度に細かさまで乾式粉砕した石炭が用いられてい
る。このような乾式微粉炭機としては、回転リングと粉
砕ローラを備えたリングローラミルの他に、回転円筒内
に充填した粉砕ボールの転動によって砕料を粉砕するボ
ールミルがある。乾式微粉炭機としてのボールミルで
は、一般にミル内に高温空気等の高温ガスを導入し、石
炭の乾燥と同時に生成した微粉炭をミル外に気流搬送す
るエアスウェプト方式が採用されている。このような従
来のエアスウェプトボールミルについては、例えばCoal
Grinding Technology,FE−2475−25,Dist.Category
UC−90,National Technical Information Servic
e,US Dept.of Commerceに示されている。(Prior Art) Conventionally, as a boiler fuel or a fuel for blowing a kiln,
Usually, coal that has been dry pulverized to a fineness of about 65 to 85% of 200 mesh (equivalent diameter 74 μm) or less is used. As such a dry pulverized coal machine, in addition to a ring roller mill provided with a rotating ring and a crushing roller, there is a ball mill for crushing a crushed material by rolling crushing balls filled in a rotating cylinder. In a ball mill as a dry pulverized coal machine, an air swept method is generally used in which a high temperature gas such as high temperature air is introduced into the mill, and the pulverized coal produced simultaneously with the drying of coal is conveyed by air flow outside the mill. For such a conventional air swept ball mill, for example, Coal
Grinding Technology, FE-2475-25, Dist.Category
UC-90, National Technical Information Servic
e, US Dept. of Commerce.

第５図は、このような従来のエアスウェプトボールミ
ルの構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the structure of such a conventional air swept ball mill.

この装置は、ボールミル４と、該ボールミル４の入口
側に入口トラニオン３およびシュート６を介して連結さ
れた給炭機２と、上記ボールミル４の出口側に出口トラ
ニオン５およびダクト17を介して連結された分級器７
と、該分級器７にダクト19を介して連結されたファン８
とから主として構成される。なお10は、高圧ガスＢの発
生源とシュート６を連結するダクト、18は、分級器７と
シュート６を連結するダクトである。このような構成に
おいて、石炭Ａは、給炭機２からシュート６を経てボー
ルミル４の入口トラニオン３の供給される。一方、高温
ガスＢは、ミルの後流側に設置されたファン８により吸
引されたダクト10を通ってシュート６で、給炭機２から
供給された石炭Ａと、分級器７で分級された粗粒炭と合
流してミルの入口トラニオン３よりボールミル４内に導
入される。ボールミル４内で乾燥・粉砕された石炭粉
は、高温ガスによって気流搬送され、ミル出口トラニオ
ン５からダクト17を通り分級器７に導入される。分級器
７において、石炭粉は風力分級され、粗粒炭はダクト18
を経てシュート６からボールミル４に戻される。一方微
粉炭はダクト19から排気用のファン８を経て、図示され
ていない燃焼器で直接燃焼されるか、サイクロン等の分
離器により製品として回収される。また第6A図は、前記
ボールミル４内の内容物の運動を示すボールミルの断面
図である。図において、ミルは矢印の方向に所定の速さ
で回転される。ミルの回転によりボールと石炭の混合物
はミル内壁に沿ってある高さまで持上げられた後、円周
方向に投出され、自由落下もしくは充填物表面を転がり
落ちる運動を繰返す。このとき、石炭はボールによる衝
撃力、摩擦力等によって粉砕されると同時に、高温空気
との接触により乾燥される。さらにミル内の空間部に投
出された粒子はミル入口から出口方向に流れる高温空気
によって分級され、空気の流速と密度に対応した粒径よ
りも細かい石炭粒子は、気流搬送されてミルから排出さ
れる。一方、粗い粒子は、充填層上に落下し、上述の運
動を繰返して再び粉砕される。このようなエアスウェプ
トボールミルにおいては、ミル内のガスの流動抵抗（圧
力損失）を小さくするためにミル入口および出口のトラ
ニオン３および５の開口部の断面積は、ある程度大きく
設計されており、ミル内径に対するトラニオン内径は通
常25〜30％（断面積比として６〜９％）とされている。
このようにトラニオン開口部が大きいために、ボールが
トラニオン部に蓄積して閉塞しないようにミル内のボー
ル充填量は、低く抑えられ、通常ミル容積に対するボー
ルの見掛容積の比は25％以下とされる。ボール充填量を
少なくしなければならないもう一つの理由としては、ボ
ール充填量を増加させるとミル内に滞留する石炭粒子量
も増加し単位時間当たりに石炭粒子が空間部に投出され
る量が少なくなり空気との接触効率が低下すること、す
なわち乾燥および分級効率が低下することが挙げられ
る。This device comprises a ball mill 4, a coal feeder 2 connected to the inlet side of the ball mill 4 via an inlet trunnion 3 and a chute 6, and an outlet side of the ball mill 4 via an outlet trunnion 5 and a duct 17. Classifier 7
And a fan 8 connected to the classifier 7 via a duct 19.
It mainly consists of and. Reference numeral 10 is a duct connecting the generation source of the high-pressure gas B and the chute 6, and 18 is a duct connecting the classifier 7 and the chute 6. In such a configuration, coal A is supplied from the coal feeder 2 through the chute 6 to the inlet trunnion 3 of the ball mill 4. On the other hand, the high-temperature gas B was classified by the classifier 7 with the coal A supplied from the coal feeder 2 through the chute 6 through the duct 10 sucked by the fan 8 installed on the downstream side of the mill. It joins with the coarse-grained coal and is introduced into the ball mill 4 through the trunnion 3 at the inlet of the mill. The coal powder dried and crushed in the ball mill 4 is carried by a high temperature gas in an air stream and introduced into the classifier 7 from the mill exit trunnion 5 through the duct 17. In the classifier 7, the coal powder is subjected to wind classification, and the coarse coal is duct 18
After that, it is returned from the chute 6 to the ball mill 4. On the other hand, the pulverized coal is directly burnt in a combustor (not shown) from the duct 19 through the exhaust fan 8 or is recovered as a product by a separator such as a cyclone. Further, FIG. 6A is a sectional view of the ball mill showing the movement of the contents in the ball mill 4. In the figure, the mill is rotated at a predetermined speed in the direction of the arrow. By the rotation of the mill, the mixture of balls and coal is lifted to a certain height along the inner wall of the mill and then thrown out in the circumferential direction to repeat a free fall motion or a rolling motion over the packing surface. At this time, the coal is crushed by the impact force, friction force, etc. of the balls, and at the same time, it is dried by the contact with the hot air. Furthermore, the particles thrown into the space inside the mill are classified by the hot air flowing from the mill inlet to the outlet, and coal particles smaller than the particle size corresponding to the flow velocity and density of the air are conveyed by air flow and discharged from the mill. To be done. On the other hand, the coarse particles fall on the packed bed, and the above-mentioned movement is repeated to pulverize again. In such an air swept ball mill, the cross-sectional areas of the openings of the trunnions 3 and 5 at the mill inlet and outlet are designed to be large to some extent in order to reduce the flow resistance (pressure loss) of gas in the mill. The inner diameter of the trunnion with respect to the inner diameter is usually 25 to 30% (6 to 9% as a cross-sectional area ratio).
Due to the large trunnion opening, the ball filling amount in the mill is kept low so that the balls do not accumulate in the trunnion and block, and the ratio of the apparent volume of the ball to the normal mill volume is 25% or less. It is said that Another reason why the ball filling amount must be reduced is that when the ball filling amount is increased, the amount of coal particles retained in the mill also increases and the amount of coal particles discharged per unit time into the space is small. In other words, the contact efficiency with dry air is reduced, that is, the drying and classification efficiency is reduced.

第6B図は、このようにボール充填量を多くした場合の
ミルの断面図である。図においてミルは、矢印方向に回
転され石炭の粉砕が行なわれるが、ボール充填量が第6A
図に比べかなり多いため、ミル内に滞留する石炭粉量も
増加し、乾燥および分級効率が低下する。一方、ミル内
に充填されるボールの径については、径の大きいボール
は大粒子の粉砕には効率がよいが、小粒子の粉砕には効
率が悪いため、通常数種の径の異なるボールの混合物が
充填される。さらにこのようなボールミルは、ミル内の
ボールがミルの回転による遠心力を受け内壁に沿って回
転し落下してこなくなる臨界速度Nc（rpm）すなわち、 D:ミル内径（ｍ） d:ボール径（ｍ） の約70〜80％の回転数で運転される。FIG. 6B is a sectional view of the mill when the ball filling amount is increased in this way. In the figure, the mill is rotated in the direction of the arrow to crush coal, but the ball filling amount is 6A.
Since it is much larger than the figure, the amount of coal powder retained in the mill also increases, and the drying and classification efficiency decreases. On the other hand, regarding the diameter of the balls filled in the mill, a ball with a large diameter is effective for crushing large particles, but is inefficient for crushing small particles. The mixture is filled. Furthermore, such a ball mill has a critical velocity Nc (rpm), in which the balls in the mill receive centrifugal force due to the rotation of the mill, rotate along the inner wall and do not fall, D: Mill inner diameter (m) d: Ball diameter (m) It is operated at about 70 to 80% of the rotation speed.

またミルの内径Ｄに対するミル長さＬの比L/Dは、0.8
〜1.25程度である。このようにL/Dを小さくした理由と
して、同一処理量を基準にすれば、L/Dの大きいミルの
ほうがミル断面積における空筒部の面積が小さくなり、
同一風量では流速が大きくなり粗い粒子が系外に運び出
されてしまうことと、前述したように圧損が大きくなる
ことが考えられる。The ratio L / D of the mill length L to the mill inner diameter D is 0.8
It is about 1.25. As a reason for reducing L / D in this way, if the same throughput is taken as a reference, the area of the hollow cylinder part in the mill cross-sectional area will be smaller in a mill with a larger L / D,
It is conceivable that the flow velocity will increase with the same air volume and coarse particles will be carried out of the system, and that the pressure loss will increase as described above.

さらに、この種の公知技術として、米国特許第262098
7号が挙げられる。第７図は、この米国特許におけるエ
アスウェプトボールミルとして使用される２室型ボール
ミルの構成を示す図である。この装置は、ボールミル４
と、該ボールミル４の入口側に、入口トラニオン３を介
して連結されたシュート６と、前記ボールミル４の出口
側に、出口トラニオン５を介して連結されたファン８
と、該ファン８の後段に、ダクトを介して連結された分
級器７とから主として構成されている。なお20は、ミル
内を２室に仕切る多孔仕切板であり、入口側の部屋に
は、径の大きいボールが、出口側には、径の小さいボー
ルが充填されている。このような構成において、石炭Ａ
は、シュート６より、入口トラニオン３を介してボール
ミル４内に供給され、初め径の大きいボールにより、続
いて径の小さいボールにより粉砕される。このようにし
て粉砕された石炭粉は、ファン８により分級器７に送ら
れ、該分級器７において分級される。なおこの装置にお
いても、前記CoalGrinding Technologyに示された従来
技術と同様にミル内のガスの流動抵抗を小さくするため
に、入口および出口トラニオンの断面積は、大きく設計
されそれぞれミルの断面積の15％以上とされている。Further, as a known technique of this kind, US Pat.
No. 7 is mentioned. FIG. 7 is a diagram showing the structure of a two-chamber ball mill used as the air swept ball mill in this US patent. This device is a ball mill 4
A chute 6 connected to the inlet side of the ball mill 4 via an inlet trunnion 3, and a fan 8 connected to the outlet side of the ball mill 4 via an outlet trunnion 5.
And a classifier 7 connected downstream of the fan 8 via a duct. Reference numeral 20 is a porous partition plate that divides the inside of the mill into two chambers. The inlet side chamber is filled with balls having a large diameter, and the outlet side is filled with balls having a small diameter. In such a configuration, coal A
Is supplied from the chute 6 into the ball mill 4 through the inlet trunnion 3, and is first crushed by balls having a large diameter and then by balls having a small diameter. The coal powder pulverized in this way is sent to the classifier 7 by the fan 8 and classified in the classifier 7. Even in this device, in order to reduce the flow resistance of the gas in the mill as in the prior art shown in the Coal Grinding Technology, the cross-sectional areas of the inlet and outlet trunnions were designed to be large, and the cross-sectional area of the mill was 15 mm, respectively. It is said to be over%.

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記した従来のエアスウェプトボール
ミルには、（１）微粉炭機として他の代表機種であるリ
ングローラミルと比較して、分級効率および粉砕効率が
悪いという欠点がある。すなわち、粉砕所要動力は、リ
ングローラミルが約７〜15kwh/t石炭であるのに対し上
記従来のエアスウェプトボールミルでは、約15〜20kwh/
t石炭である。これは、第6A図および第6B図に示したよ
うに、ミル内の石炭粒子が、主としてミル内の空間部に
飛び出したときだけに高温空気と接触するために、空気
と石炭粒子の接触効率が低く乾燥効率が悪いために、石
炭粒子の粉砕性も悪くなるためである。第８図は、石炭
のハードグローブ粉砕性指数（H.G.I）と石炭粒子の表
面水分の関係を調べた結果の一例を示すグラフである。
一般に水分が多いほど粉砕性は低い。また分級効率およ
び粉砕効率が悪い原因として、乾燥効率が悪いと、粉砕
の進行とともに石炭粒子同志の凝集および粉砕機内部や
ボールへの付着が起こることが挙げられる。このよう
に、分級効率が悪いために、本来ならばガスによって粉
砕部から搬出されるべき微粒子が、粉砕部に停滞して過
粉砕され、エネルギーのむだを生じる。(Problems to be Solved by the Invention) However, the conventional air swept ball mill described above has poor classification efficiency and crushing efficiency as compared with (1) a ring roller mill which is another representative model of a pulverized coal machine. There are drawbacks. That is, the required power for crushing is about 7 to 15 kwh / t for the ring roller mill, whereas it is about 15 to 20 kwh / t for the conventional air swept ball mill.
It is coal. As shown in FIGS. 6A and 6B, this is because the coal particles in the mill mainly come into contact with the hot air only when they jump out into the space in the mill, so that the contact efficiency between the air and the coal particles is high. Is low and the drying efficiency is poor, and the pulverizability of coal particles is also poor. FIG. 8 is a graph showing an example of the results of examining the relationship between the hard grindability index (HGI) of coal and the surface water content of coal particles.
Generally, the higher the water content, the lower the grindability. Further, the reason why the classification efficiency and the pulverization efficiency are poor is that when the drying efficiency is poor, the coal particles agglomerate and adhere to the inside of the pulverizer and the balls as the pulverization progresses. As described above, since the classification efficiency is low, the fine particles that should be discharged from the crushing unit by the gas are stagnated in the crushing unit and excessively crushed, resulting in wasted energy.

また、（２）他の乾式や湿式ボールミルと比較して同
一粉砕量でミルの寸法が大きくなるという欠点がある。
一般にミル寸法が同一であればミルを駆動させる動力は
ボール充填量に概略比例し、粉砕容量は動力に比例する
とされている。乾式ボールミルや湿式ボールミルは、ボ
ール充填量が30〜35％で運転される場合が多いが、上述
したエアスウェプトボールミルではボール充填量が25％
以下に抑え込まれるために駆動動力を大きくすることが
できなくて粉砕容量も小さくなり相対的にミル寸法が大
きくなる。Further, (2) there is a drawback that the size of the mill becomes large with the same crushing amount as compared with other dry type or wet type ball mills.
Generally, if the mill size is the same, the power for driving the mill is roughly proportional to the ball filling amount, and the crushing capacity is generally proportional to the power. Dry ball mills and wet ball mills are often operated with a ball filling amount of 30 to 35%, but the air swept ball mill described above has a ball filling amount of 25%.
Since it is suppressed below, the driving power cannot be increased, the crushing capacity is reduced, and the mill size is relatively increased.

また、（３）粉砕物は空気によりミルから気流搬送さ
れるため、ミル内で細かくならないものはミルの出口付
近に滞留し、ミル内の石炭粒子のホールドアップ量を増
加させ、石炭／ボール比が大きくなり粉砕効率が低下す
るという問題が生じる。これを避けるために一般には、
マイクロホン等で粉砕音を監視し、ホールドアップ量が
増加すれば、風量（すなわち流速）を増加させて、粗い
粒子もミル系外に輸送する方式がとられるが、最終製品
としての微粉炭の粒度が粗くなる。In addition, (3) the crushed material is conveyed by air from the mill, so if it does not become fine in the mill, it stays near the exit of the mill, increasing the hold-up amount of coal particles in the mill and increasing the coal / ball ratio. Becomes large and the pulverization efficiency decreases. To avoid this, in general,
The crushing noise is monitored with a microphone, etc., and if the holdup amount increases, the air volume (that is, the flow velocity) is increased and coarse particles are also transported outside the mill system. Becomes rough.

さらに、（４）スケールアップ上の問題点がある。例
えば第9A図および第9B図は、ミル径の異なるエアスウェ
プトボールミルの断面を示す図であるが、この２つのミ
ルにおいて、ボール充填量を同一条件とし、ミル回転数
を前出（Ｉ）式で規定された臨界速度の70％で運転する
場合、径の大きいミルの回転数Nbは、径の小さいミルの
回転数Naより小さくなり、図中のそれぞれａ点に位置す
る粒子が単位時間にミル内を循環する回数は、ミル径の
大きいほうが少なくなる。すなわち、スケールアップを
すればするほど粒子と高温空気の接触効率が低下し、粒
子の乾燥速度と分級効率が低下して、粉砕効率が悪くな
るという欠点がある。Furthermore, (4) there is a problem in scale-up. For example, FIGS. 9A and 9B are views showing cross sections of air swept ball mills having different mill diameters. In these two mills, the ball filling amount is set to the same condition, and the rotation speed of the mill is expressed by the above formula (I). When operating at 70% of the critical speed specified in, the rotational speed Nb of the large diameter mill becomes smaller than the rotational speed Na of the small diameter mill, and the particles located at each point a in the figure The number of circulations in the mill decreases as the mill diameter increases. That is, as the scale-up increases, the contact efficiency between the particles and the high temperature air decreases, the particle drying rate and the classification efficiency decrease, and the pulverization efficiency deteriorates.

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を克服し、
高性能なエアスウェプトボールミルを提供することにあ
る。The object of the present invention is to overcome the above-mentioned drawbacks of the prior art,
It is to provide a high performance air swept ball mill.

（問題点を解決するための手段） 上記の目的は、乾燥および気流搬送用高温ガスをミル
入口とミル内壁とに分割して導入し、かつ複数の部屋に
分割したミルの出口側に他の部屋よりも最大径の大きい
ボールを配置することにより達成される。(Means for Solving the Problems) The above-mentioned object is to introduce hot gas for drying and air flow by dividing it into the mill inlet and the inner wall of the mill, and to introduce another gas into the outlet side of the mill divided into a plurality of chambers. This is achieved by placing a ball with a larger maximum diameter than the room.

すなわち、本発明は、２室以上に分割したボールミル
内に気流搬送媒体を導入して、砕料の乾燥と粉砕物の気
流搬送を同時に行うエアスウェプトボールミルにおい
て、上記気流搬送媒体の供給手段を、砕料の供給口とミ
ルの内壁に設けるとともに、ミルの出口側に入口側より
径の大きいボールを充填したことを特徴とするものであ
る。That is, the present invention is an air swept ball mill that introduces an air flow carrier into a ball mill divided into two or more chambers to simultaneously dry a crushed material and carry a crushed product in an air flow. It is characterized in that it is provided at the supply port for the crushed material and the inner wall of the mill, and that the outlet side of the mill is filled with balls having a larger diameter than the inlet side.

本発明において、ミル内壁に設ける気流搬送媒体供給
口は、ミル中心軸に対して対称に２方向に設け、ミルの
回転により一方が充填層から露出したときは他方が充填
層でおおわれる構成とし、気流搬送媒体が常に充填層内
から供給されるようにすることが好ましい。またこのと
きミルの内壁から供給される気流搬送媒体はミル内に供
給される全気流搬送媒体量の５〜20％とする。さらにミ
ル内径Ｄに対するミル直胴部の長さＬの比を1.5以上と
するとともに、ミル内を仕切る仕切板としては、多孔板
を用い出口側の部屋の容積を全ミル容積の1/5〜1/3とす
ることが好ましい。In the present invention, the air flow carrier supply ports provided on the inner wall of the mill are provided in two directions symmetrical with respect to the mill center axis, and when one is exposed from the packed bed by the rotation of the mill, the other is covered with the packed bed. It is preferable that the air flow carrier is always supplied from inside the packed bed. Further, at this time, the air flow carrier supplied from the inner wall of the mill is 5 to 20% of the total amount of air flow carrier supplied to the mill. Furthermore, the ratio of the length L of the straight part of the mill to the inner diameter D of the mill is set to 1.5 or more, and a porous plate is used as a partition plate for partitioning the inside of the mill, and the volume of the chamber on the outlet side is 1/5 to the total volume of the mill. It is preferably 1/3.

（作用） 乾燥および気流搬送用高温ガスがミル内壁から導入さ
れることにより、上記高温ガスは、ボールミル内充填層
内を通過する。これによって、石炭粒子と乾燥用ガスの
接触効率が上昇し、石炭粒子の乾燥速度が速くなり、粒
子の粉砕性が向上して粉砕効率が上がる。また充填層内
の微粒炭は、充填層から直接ミル内空間部に吹飛ばされ
ることにより分級効率が向上して過粉砕が避けられ粉砕
効率が向上する。したがってミル内ボール充填量は25％
以下に抑える必要がなくなり、ミル径を大きくするにつ
れて粉砕効率が低下することもない。さらにミル入口側
よりも出口側に径の大きいボールを配置することによ
り、ミル入口に供給されて生き延びてミル出口側に流動
してくる粉砕性の悪い粒子が、上記径の大きいボールに
より粉砕されるので、ミル出口付近に生じる粗粒子の滞
留によるホールドアップ量の増加を避けることができ
る。したがってホールドアップ量増加により粉砕効率を
低下させることはない。(Operation) By introducing the hot gas for drying and air flow from the inner wall of the mill, the hot gas passes through the packed layer in the ball mill. As a result, the contact efficiency between the coal particles and the drying gas is increased, the drying speed of the coal particles is increased, the pulverizability of the particles is improved, and the pulverization efficiency is increased. Further, the fine coal particles in the packed bed are blown directly from the packed bed into the space inside the mill, so that the classification efficiency is improved and excessive crushing is avoided, and the crushing efficiency is improved. Therefore, the ball filling amount in the mill is 25%
It is not necessary to suppress the amount below, and the pulverization efficiency does not decrease as the mill diameter increases. Furthermore, by arranging balls with a larger diameter on the outlet side than on the mill inlet side, particles with poor pulverizability that are supplied to the mill inlet and survive and flow to the mill outlet side are pulverized by the balls with a larger diameter. Therefore, it is possible to avoid an increase in the hold-up amount due to the retention of coarse particles near the exit of the mill. Therefore, the crushing efficiency will not be reduced by the increase in the hold-up amount.

（実施例） 次に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。(Example) Next, the present invention will be described in detail based on an example.

第１図は、本発明の一実施例であるエアスウェプトボ
ールミルの系統を示す図である。この装置は、ボールミ
ル４と、該ボールミル４の入口側に入口トラニオン３を
介して連結された給炭機２と、該給炭機２の前段に配置
されたバンカ１と、前記ボールミル４の出口側に出口ト
ラニオン５およびダクト17を介して連結された分級器７
と、前記ボールミル４の入口トラニオン３に熱交換器９
およびダクト10を介して連結された送風用のファン８
と、前記ボールミル４の内壁に、前記熱交換器９、バル
ブ13を有するダクト14およびバルブ15を有するダクト16
を介して連結された送風用のファン12とから主として構
成されている。なお11は、バルブ32を有し熱交換器９を
バイパスして送風用のファン８とダクト10とを連結する
ダクト、18は、分級器７とボールミル４の入口トラニオ
ン３を連結するダクト、19は、分級器７より、石炭微粒
子を送り出すダクト、Ｆは、ダクト19に設けられた温度
調節計、Ｅは、ダクト16に設けられた圧力調節計であ
る。このような構成において、直径が約10mm以下に粗砕
された石炭Ａは、バンカ１から投入された後、給炭機２
により定量切り出され、分級器７よりボールミル４に戻
される粗粒炭とともに該ボールミル４へ投入される。一
方、空気Ｂは送風用のファン８により、ボールミル４の
入口トラニオン３に供給されるが、その一部は熱交換器
９で加熱され残りは熱交換器９をバイパスしてそれぞれ
ダクト10に合流した後、ボールミル４の入口トラニオン
３に供給される。このとき分級器７の出口側のダクト19
に設置された温度調節計Ｆにより、該ダクト19内の温度
が一定範囲内になるようにバルブ32の開度が調節され
る。また空気Ｃは、送風用のファン12により、熱交換器
９で加熱された後バルブ13を有するダクト14またはバル
ブ15を有するダクト16を経てミル壁からボールミル４内
に導入される。このとき、ダクト16に設置された圧力調
節計Ｅが該ダクト16内の圧力を検知してバルブ13および
15を開閉することにより、空気Ｃは、ダクト14または16
の一方からボールミル４内に導入される。ボールミル４
で乾燥・粉砕された石炭粒子は加熱空気により気流搬送
されダクト17を経て分級器７に送られ、該分級器７にお
いて粗粒子と微粒子とに分級される。分級された粗粒子
は、ダクト18を経てボールミル４に戻され、微粒子はダ
クト19を経て図示されないバーナまたは回収装置に気流
搬送される。FIG. 1 is a diagram showing a system of an air swept ball mill which is an embodiment of the present invention. This device comprises a ball mill 4, a coal feeder 2 connected to an inlet side of the ball mill 4 through an inlet trunnion 3, a bunker 1 arranged in front of the coal feeder 2, and an outlet of the ball mill 4. A classifier 7 connected to the side through an outlet trunnion 5 and a duct 17.
And a heat exchanger 9 at the inlet trunnion 3 of the ball mill 4.
And a fan 8 for ventilation connected via a duct 10
And the duct 16 having the heat exchanger 9, the duct 14 having the valve 13 and the valve 15 on the inner wall of the ball mill 4.
It is mainly composed of a blower fan 12 which is connected via. Reference numeral 11 denotes a duct that has a valve 32 and bypasses the heat exchanger 9 to connect the fan 8 for blowing and the duct 10, 18 denotes a duct that connects the classifier 7 and the inlet trunnion 3 of the ball mill 4, 19 Is a duct for sending out fine coal particles from the classifier 7, F is a temperature controller provided in the duct 19, and E is a pressure controller provided in the duct 16. In such a configuration, the coal A crushed to a diameter of about 10 mm or less is charged from the bunker 1 and then fed to the coal feeder 2.
Then, it is put into the ball mill 4 together with the coarse-grained charcoal which is quantitatively cut out by the above and returned to the ball mill 4 from the classifier 7. On the other hand, the air B is supplied to the inlet trunnion 3 of the ball mill 4 by the fan 8 for blowing, part of which is heated by the heat exchanger 9 and the rest bypasses the heat exchanger 9 and joins the ducts 10, respectively. After that, it is supplied to the inlet trunnion 3 of the ball mill 4. At this time, the duct 19 on the exit side of the classifier 7
The opening of the valve 32 is adjusted so that the temperature inside the duct 19 is within a certain range by a temperature controller F installed at. Further, the air C is introduced into the ball mill 4 from the mill wall through the duct 14 having the valve 13 or the duct 16 having the valve 15 after being heated by the heat exchanger 9 by the blower fan 12. At this time, the pressure regulator E installed in the duct 16 detects the pressure in the duct 16 and detects that the valve 13 and
By opening and closing 15, the air C is transferred to the duct 14 or 16
It is introduced into the ball mill 4 from one side. Ball mill 4
The coal particles that have been dried and pulverized by means of air are carried by heated air and sent to the classifier 7 via the duct 17, where they are classified into coarse particles and fine particles. The classified coarse particles are returned to the ball mill 4 via a duct 18, and the fine particles are conveyed by air flow to a burner or a recovery device (not shown) via a duct 19.

ここで、ボールミル４についてより詳細に説明する。
第２図は、第１図に示された本発明の一実施例に使用さ
れるボールミル４の構造を示す図である。このボールミ
ル４は、内壁にクッション材28を介してライナ25が張り
つめられたミルシェル31と、ボールミル４内を２室に分
割する多孔仕切板20とミルシェル31の入口側に鏡板24を
介して設けられた入口トラニオン３と、該入口トラニオ
ン３内でジョイント21により高温空気Ｃのダクト14に接
続されたダクト23と、前記ミルシェル31の出口側に鏡板
26を介して設けられた出口トラニオン５と、該出口トラ
ニオン５内でジョイント22により、高温空気Ｃのダクト
16に接続されたダクト27とから主として構成されてお
り、ダクト23は、鏡板24に沿ってボールミル４内に導入
され、ライナ25の間をミル壁に沿って、ミル出口側の鏡
板26までの直胴部に配設されており、一方、ダクト27
は、鏡板26に沿ってボールミル４内に導入され、ライナ
25の間をミル壁に沿って、ミル入口側の鏡板24までの直
胴部に配設されている。Here, the ball mill 4 will be described in more detail.
FIG. 2 is a view showing the structure of the ball mill 4 used in the embodiment of the present invention shown in FIG. This ball mill 4 is provided with a mill shell 31 in which a liner 25 is tensioned on the inner wall via a cushion material 28, a porous partition plate 20 that divides the ball mill 4 into two chambers, and an end plate 24 on the inlet side of the mill shell 31. An inlet trunnion 3, a duct 23 connected to the duct 14 for the hot air C by a joint 21 in the inlet trunnion 3, and an end plate on the outlet side of the mill shell 31.
A duct for the high temperature air C by an outlet trunnion 5 provided via 26 and a joint 22 in the outlet trunnion 5.
It is mainly composed of a duct 27 connected to 16, and the duct 23 is introduced into the ball mill 4 along an end plate 24 and extends between the liner 25 along the mill wall to the end plate 26 on the mill outlet side. It is located in the straight body part, while duct 27
Is introduced into the ball mill 4 along the end plate 26, and the liner
Along the wall of the mill between 25, it is arranged in the straight body portion up to the end plate 24 on the mill inlet side.

なお29は、サポート、30は、軸受である。また、図示
されていないが、ダクト23および27のボールミル４の直
胴部に配置された部分には、空気の噴出孔が多数設けら
れている。さらに、多孔仕切板20によって２室に分割さ
れた、ミル入口側には20〜50mmの径の異なるスチールボ
ールが、ミル出口側には20〜70mmの径の異なるスチール
ボールが、それぞれ各部屋の容積の30％相当分（ボール
の見掛密度4.68t/m³）充填されている。またミル内径Ｄ
に対する直胴部の長さＬの比L/Dは２である。このよう
な構成において第１図の給炭機２より供給される石炭Ａ
は、分級器７よりボールミル４に戻される粗粒炭ととも
に、入口トラニオン３を経て前記ボールミル４の入口側
の部屋へ導入され径が20〜50mmのスチールボールにより
粉砕された後、出口側の部屋へ導入される。入口側の部
屋で微粒化されずに残った粗粒炭は、出口側の部屋で径
が20〜70mmのスチールボールによりさらに粉砕される。
一方ダクト23または27からボールミル４内の充填層内に
噴出される高温空気Ｃは、石炭粒子の乾燥を促し粉砕性
を向上させ、入口トラニオン３を介してボールミル４に
導入される空気Ｂとともに、粉砕された微粒炭と一部の
粗粒炭を、出口トラニオン５を経て分級器７へ気流搬送
する。In addition, 29 is a support and 30 is a bearing. Although not shown, a large number of air ejection holes are provided in the portions of the ducts 23 and 27 arranged in the straight body portion of the ball mill 4. Further, steel balls with different diameters of 20 to 50 mm on the mill inlet side and steel balls with different diameters of 20 to 70 mm on the mill inlet side, which are divided into two chambers by the porous partition plate 20, are provided in each chamber. 30% of the volume (ball apparent density 4.68 t / m ³ ) is filled. Also, the mill inner diameter D
The ratio L / D of the length L of the straight body part to 2 is 2. Coal A supplied from the coal feeder 2 of FIG. 1 in such a configuration
Is introduced into the chamber on the inlet side of the ball mill 4 through the inlet trunnion 3 together with the coarse coal returned to the ball mill 4 from the classifier 7, and is crushed by a steel ball having a diameter of 20 to 50 mm, and then the chamber on the outlet side. Be introduced to. Coarse-grained coal that remains without being atomized in the chamber on the inlet side is further pulverized in the chamber on the outlet side with steel balls having a diameter of 20 to 70 mm.
On the other hand, the hot air C ejected from the duct 23 or 27 into the packed bed in the ball mill 4 promotes the drying of the coal particles and improves the pulverizability, and together with the air B introduced into the ball mill 4 through the inlet trunnion 3, The crushed fine coal and a part of the coarse coal are conveyed by air stream to the classifier 7 through the outlet trunnion 5.

さらに第３図は、第２図に示したボールミルのIII−I
II線矢視方向断面図である。図において、ダクト23およ
び27は、ボールミルの中心軸を対称軸としてミル内壁に
張られたライナ25の間に対称に配置されている。このよ
うな構成においてミルの回転によってダクト27がボール
と石炭粒子の充填層から露出すると空気の抵抗が小さく
なるためダクト27の上流のダクト16（第１図）内の空気
圧力が下がり、第１図に示された圧力調節計Ｅは、この
空気の静圧低下を検知して、バルブ15を閉じ、バルブ13
を開くために、ダクト27からボールミル４内に導入され
る高温空気Ｃが停止され、高温空気Ｃは、ダクト23から
充填層内に導入される。すなわち、高温空気Ｃは、常に
充填層の下部にあるダクトから充填層を通してミル内に
導入される。Further, FIG. 3 shows III-I of the ball mill shown in FIG.
It is a sectional view taken along line II. In the figure, the ducts 23 and 27 are arranged symmetrically between the liners 25 stretched on the inner wall of the mill with the central axis of the ball mill as the axis of symmetry. In such a structure, when the duct 27 is exposed from the packed bed of balls and coal particles by the rotation of the mill, the air resistance in the duct 16 (Fig. 1) upstream of the duct 27 decreases, and the first pressure decreases. The pressure regulator E shown in the figure detects this decrease in static pressure of air, closes the valve 15, and
The hot air C introduced from the duct 27 into the ball mill 4 is stopped so that the hot air C is introduced from the duct 23 into the packed bed. That is, the hot air C is always introduced into the mill through the packed bed from the duct below the packed bed.

本実施例において、高温空気の一部が、ミル内壁の軸
方向に沿って配置されたダクト23または27より、ボール
と石炭粒子の充填層内に吹込まれることにより、石炭粒
子と高温空気との接触効率がよくなるために、（１）乾
燥効率がよく石炭の粉砕性が向上する（第８図参照）と
ともに、微粒炭の付着・凝集による粉砕効率の低下がな
くなる。また、（２）充填層内の微粒炭が、空気によっ
て吹上げられて気流搬送されるために過粉砕によるエネ
ルギーロスが少ない。また、（３）ボール充填量をミル
容積の30％以上とすることが可能となり、従来のエアス
ウェプトボールミルよりも同一粉砕量で比較すると、ミ
ル寸法を、小さく設計することができる。また、（４）
装置をスケールアップする場合は、ミルの回転数を小さ
くしなければならないが、ミル寸法の増大につれて充填
層内に吹込む空気量を増加させることにより、回転数の
低下による粉砕効率の低下をカバーすることができる。
また、（５）気流搬送媒体量を絞ることができるのでミ
ル内の圧力損失を増大させることはない。したがってミ
ル径Ｄに対する直胴部の長さＬの比L/Dを大きくとれる
ことになり、同一粉砕量での粒子の滞留時間は、L/Dが
小さいミルよりも長くなり、粉砕性の悪い粒子も粉砕さ
れ易くなる。In this embodiment, a part of the hot air is blown into the packed bed of the balls and the coal particles from the duct 23 or 27 arranged along the axial direction of the inner wall of the mill, whereby the coal particles and the hot air are blown. Since the contact efficiency of (1) is improved, (1) the drying efficiency is good and the pulverizability of coal is improved (see FIG. 8), and the pulverization efficiency does not decrease due to the adhesion and aggregation of pulverized coal. Further, (2) the fine coal particles in the packed bed are blown up by air and conveyed by air flow, so that energy loss due to overpulverization is small. Further, (3) the ball filling amount can be set to 30% or more of the mill volume, and the mill size can be designed to be smaller when compared with the conventional air swept ball mill with the same crushing amount. Also, (4)
When the equipment is scaled up, the number of revolutions of the mill must be reduced, but by increasing the amount of air blown into the packed bed as the size of the mill increases, the reduction of the number of revolutions reduces the reduction of grinding efficiency. can do.
Further, (5) since the amount of the air flow carrier can be reduced, the pressure loss in the mill is not increased. Therefore, the ratio L / D of the straight body length L to the mill diameter D can be made large, and the residence time of particles at the same pulverization amount is longer than that of a mill with a small L / D, resulting in poor pulverizability. The particles are also easily crushed.

一方、石炭は不均一性の物質であり、粉砕性の悪い粒
子（部分）は、いつまでも粉砕されずミル入口から出口
まで移行して停滞し、ホールドアップ量を増加させ粉砕
効率を低下させるが、本実施例においては、ミル出口側
の部屋には、ミル入口側の20〜50mmのボールに対し径の
大きい20〜70mmのボールが充填されており粉砕されずに
生き延びた粉砕性の悪い粒子も、この50〜70mmの大径ボ
ールによる衝撃力により粉砕され、ホールドアップ量の
増加による粉砕効率の低下を回避することができる。On the other hand, coal is a non-uniform substance, and particles (parts) with poor grindability are not crushed forever and move from the mill inlet to the outlet and stagnant, increasing the hold-up amount and reducing the crushing efficiency, In this example, the chamber on the mill outlet side is filled with 20 to 70 mm balls having a large diameter with respect to the balls on the mill inlet side of 20 to 50 mm, and particles with poor crushability that survived without being crushed are also included. It is possible to avoid the reduction of the pulverization efficiency due to the increase of the hold-up amount, because the crushing is performed by the impact force of the large diameter ball of 50 to 70 mm.

ここで第４図に、本実施例のエアスウェプトボールミ
ルを用いて、粉砕性の異なる石炭を200メッシュパス80
％まで粉砕した場合の、動力原単位（ファン動力を含
む）とハードグローブ粉砕性指数（H.G.I）の関係を従
来技術と比較して示す。この結果から、本実施例は、従
来技術に比べ、動力原単位を約20％低減できることがわ
かる。Here, in FIG. 4, coal having different grindability was treated with a 200 mesh pass 80 using the air swept ball mill of this example.
The relationship between the power consumption unit (including fan power) and the hard glove grindability index (HGI) when crushed to 100% is shown in comparison with the conventional technique. From this result, it is understood that the power source unit of this embodiment can be reduced by about 20% as compared with the conventional technique.

本実施例においては、入口側の部屋に20〜50mm、出口
側の部屋に20〜70mmのボールが充填されたが、一般的に
は砕料の種類と粒度によって変わり得るものである。ま
た２本のダクトを用いてミル内壁から充填層内に高温空
気が吹込まれるが、３本以上のダクトを用いることも可
能である。さらに高温空気として高温圧縮空気を利用す
ることも可能である。In the present embodiment, 20-50 mm balls were filled in the chamber on the entrance side and 20-70 mm balls were filled in the chamber on the exit side, but generally, it may vary depending on the type and particle size of the crushed material. Although hot air is blown into the packed bed from the inner wall of the mill by using two ducts, it is possible to use three or more ducts. Further, it is also possible to use hot compressed air as the hot air.

一方、本実施例は約10％程度の水分を含む石炭を乾式
粉砕する場合の装置構成であるが、石炭以外の水分の少
ない砕料の乾式粉砕にも適用することができる。一般
に、ボールミル内で粉砕に使用されるエネルギーのほと
んどが熱に転換されるために、高温空気の代わりに常温
空気等の流体が冷媒と気流搬送用として使用されるが、
この場合も、空気の一部をミル内壁から吹込むことによ
り砕料と空気の接触効率が改善されるため冷却効率、分
級効率および粉砕効率が向上する。また粉砕物の一部が
気流搬送され、残りが重力流動してミル外に排出される
セメントクリンカーの乾式チューブミル粉砕において
も、本発明を適用することにより同様の効果が期待され
る。On the other hand, the present embodiment has an apparatus configuration in the case of dry pulverizing coal containing about 10% water, but it can also be applied to dry pulverizing a crushed material having a low water content other than coal. Generally, since most of the energy used for pulverization in a ball mill is converted into heat, a fluid such as room temperature air is used as a refrigerant and air flow carrier instead of hot air,
Also in this case, since the contact efficiency between the crushed material and the air is improved by blowing a part of the air from the inner wall of the mill, the cooling efficiency, the classification efficiency and the crushing efficiency are improved. The same effect can be expected by applying the present invention to the dry tube mill crushing of cement clinker in which a part of the crushed product is conveyed by air flow and the rest is gravity-flowed and discharged to the outside of the mill.

（発明の効果） 本発明によれば、気流搬送媒体と砕料の接触効率が向
上し石炭粉の乾燥または冷却が促進されるとともに、分
級効率が向上し、かつ粉砕動力原単位（kwh/t）の低減
と粒度向上を実現させるエアスウェプトボールミルを提
供することができる。(Effects of the Invention) According to the present invention, the contact efficiency between the air flow carrier and the crushed material is improved to accelerate the drying or cooling of the coal powder, the classification efficiency is improved, and the crushing power consumption rate (kwh / t) It is possible to provide an air swept ball mill that achieves the reduction of) and the improvement of particle size.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図は、本発明の一実施例の構成を示す図、第２図
は、第１図におけるボールミルの詳細な構造を示す図、
第３図は、第２図のIII−III線矢視方向断面図、第４図
は、本発明と従来法における動力原単位の比較を示す説
明図、第５図は、従来のエアスウェプトボールミルの構
成を示す図、第6A図および第6B図は、ミル内の粒子と気
流の接触効率を示す図、第７図は、エアスウェプトボー
ルミルとして使用される従来の２室型ボールミルの構成
を示す図、第８図は、ハードグローブ粉砕性指数と表面
水分の関係を示す説明図、第9A図および第9B図は、ミル
内の粒子と気流の接触効率を示す説明図。 １……バンカ、２……給炭機、４……ボールミル、７…
…分級器、８……ファン、９……熱交換器、20……多孔
仕切板、14、16、23、27……ダクト。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a detailed structure of the ball mill in FIG. 1,
FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III of FIG. 2, FIG. 4 is an explanatory view showing a comparison of power consumption units in the present invention and a conventional method, and FIG. 5 is a conventional air swept ball mill. FIG. 6A and FIG. 6B are diagrams showing the contact efficiency of particles and air flow in the mill, and FIG. 7 shows the configuration of a conventional two-chamber ball mill used as an air swept ball mill. FIG. 8 is an explanatory diagram showing the relationship between the hard glove pulverizability index and surface moisture, and FIGS. 9A and 9B are explanatory diagrams showing the contact efficiency between the particles in the mill and the air flow. 1 ... Bunker, 2 ... Coal feeder, 4 ... Ball mill, 7 ...
… Classifier, 8 …… Fan, 9 …… Heat exchanger, 20 …… Perforated partition, 14, 16, 23, 27 …… Duct.

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】２室以上に分割したボールミル内に気流搬
送媒体を導入して、砕料の乾燥と粉砕物の気流搬送を同
時に行なうエアスウェプトボールミルにおいて、上記気
流搬送媒体の供給手段を、砕料の供給口とミルの内壁に
設けるとともに、ミルの出口側に入口側より径の大きい
ボールを充填したことを特徴とするエアスウェプトボー
ルミル。1. An air swept ball mill which introduces an air flow carrier into a ball mill divided into two or more chambers to simultaneously dry a crushed material and carry an air flow of the crushed material. An air swept ball mill, characterized in that it is provided at the material supply port and the inner wall of the mill, and that the outlet side of the mill is filled with balls having a larger diameter than the inlet side. 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、ミルの内
径Ｄに対するミルの長さＬの比L/Dを1.5以上としたこと
を特徴とするエアスウェプトボールミル。2. An air swept ball mill according to claim 1, wherein the ratio L / D of the length L of the mill to the inner diameter D of the mill is 1.5 or more. 【請求項３】特許請求の範囲第１項または第２項におい
て、ミル出口側の部屋の容積が全ミル容積の1/5〜1/3に
なるように仕切板を設けたことを特徴とするエアスウェ
プトボールミル。3. The partition plate according to claim 1 or 2, wherein the volume of the chamber on the mill outlet side is 1/5 to 1/3 of the total mill volume. Air swept ball mill. 【請求項４】特許請求の範囲第１項ないし第３項のいず
れかにおいて、ミルの内壁から導入される気流搬送媒体
量を、ミル内に導入される全気流搬送媒体量の５〜20％
に調節する手段を設けたことを特徴とするエアスウェプ
トボールミル。4. The amount of air flow carrier medium introduced from the inner wall of the mill according to any one of claims 1 to 3 is 5 to 20% of the total amount of air flow carrier medium introduced into the mill.
An air swept ball mill characterized in that it is provided with a means for adjusting.