JP3624307B2 - 粉砕分級方法及びその装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、石灰石、セメント原料、セメントクリンカ、鉱石、珪石、等を竪型ローラミルで粉砕した後、空気分級機で分級する粉砕分級方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
石灰石、セメント原料、セメントクリンカ、鉱石、珪石、等（以下粉砕原料という）の粉砕分級装置は、外側密閉ケーシングの下部に設けられた竪型ローラミル粉砕室と，該外側密閉ケーシングの上部に設けられた空気分級室と，該外側密閉ケーシング内に搬送分級用一次気流を供給して前記粉砕室から前記分級室に向かう搬送旋回流を形成せしめるノズルと，該粉砕室に粉砕原料を供給する送り込み手段と、を備えている。
【０００３】
この装置では、粉砕原料は送り込み手段を介して竪型ローラミル粉砕室に供給されて粉砕されるとともに、粉砕された原料は該外側密閉ケーシング内に形成されている該粉砕室から空気分級室に向かう搬送旋回流に乗って上昇する。
そして、該空気分級室に搬送された前記原料は空気分級機により粗粉（細粉）と微粉に分級されるとともに、該粗粉（細粉）は再び該粉砕室に戻されて再粉砕され、また、該微粉はバグフィルタを介して空気と分離された後、製品として回収される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
粉砕原料を粉砕分級する場合、粒度の大きさや粒度分布の幅等は、製造しようとする製品によりその要求が相違する。
そこで、前記要求に合致する産物粒度分布を得るために、従来例では、次の（１）〜（３）を組合せた制御方法、或いは（１）〜（４）を組合せた制御方法を用いている。
【０００５】
（１）空気分級機のガイドベーンの傾斜角度を変更すること。
（２）空気分級機のロータブレードの回転数を変更すること。
（３）分級風量の変更、即ち、粉砕機入口から導かれる搬送分級の一次気流を変更すること。
（４）粉砕室と分級室との間隔を変更すること、すなわち、分級室の高さを変更すること。
【０００６】
前記（４）の制御方法は、粉砕室と分級室との間に、高さの異なるケーシング、即ち、微粉末を分級調整するためのハイサイド用ケーシング、或いは粗粉末を分級調整するためのローサイド用ケーシング、を着脱しなければならない。
そのため、この方法は、面倒であり、省力化と運転率向上に逆行することになる。 そこで、この制御方法として主に前記（１）〜（３）を同時に用い、三つの操作変数の組み合わせで、様々な粒度分布を得ているのが実情である。
【０００７】
又、粉砕室で粉砕された粉砕産物の中、特に塊石、フレーク塊等の塊は、粉砕効率の観点から、前記ノズルで落下排石されることのないような粉砕条件で運転されている。従って、微粉砕領域の粉砕でフレークが発生すると、それ以上の微粉砕を行うことができないシステムとなっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
最近の機能材料用粉粒体等の粒度分布は、従来の粒度分布に比し様々な分布が所望される様になった。即ち、シャープ或いはブロード分布の上に、更に粗大粒子の飛込みが極力少ない粉粒体、又は、同じ比表面積でも粒度分布幅が大きく異なる粉粒体など、が要求されるようになってきている。
また、省力化、省エネ、運転率向上の観点からも産物粒度分布の制御についても容易な操作が要求されている。
ところが、従来例では、この要求に応じきれないのが実情であった。
【０００９】
従来例の微粉砕領域では、微粉末の凝集力が非常に強くなり、粉砕室内に凝集塊（フレーク）が生成する。そのため、微粉砕効率の著しい低下と同時にフレークが前記搬送分級用一次気流に逆らって落下して、粉砕室外に排出されるようになり、粉砕機の連続安定運転ができないばかりか、更なる微粉砕化を行うことができなくなり、粉砕限界に達してしまう。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑み、粒度分布を任意に変更できる様にするとともに、その変更を簡単、かつ、容易にすることを目的とする。
他の目的は、微粉砕領域における粉砕効率の向上を図ることである。
【００１１】
この発明は、 外側密閉ケーシングの下部に設けられた竪型ローラミル粉砕室と，該外側密閉ケーシングの上部に設けられた空気分級室と，該外側密閉ケーシング内に搬送分級用一次気流を導入して前記粉砕室から前記分級室に向かう搬送旋回流を形成せしめるノズルと，該粉砕室に粉砕原料を供給する送り込み手段と，を備えた粉砕分級装置であって；前記竪型ローラミル粉砕室から排出されるフレークを解砕して前記送り込み手段に送り込む解砕循環搬送手段が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
この発明は、 外側密閉ケーシングの下部に設けられた竪型ローラミル粉砕室と，該外側密閉ケーシングの上部に設けられた空気分級室と，該外側密閉ケーシング内に搬送分級用一次気流を導入して前記粉砕室から前記分級室に向かう搬送旋回流を形成せしめるノズルと，該粉砕室に粉砕原料を供給する送り込み手段と，を備えた粉砕分級装置であって；前記粉砕室の粉砕ローラの上端レベルと前記分級室の下部真下端面レベルの間に配設され、かつ、前記搬送旋回流中に搬送分級用二次気流気流を導入せしめる粒度分布調整手段と、前記竪型ローラミル粉砕室から排出されるフレークを解砕して前記送り込み手段に送り込む解砕循環搬送手段と、が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
この発明の粒度分布調整手段が、流量比制御装置を備えていることを特徴とする。
【００１４】
この発明の粒度分布調整手段が、二次気流導入部を備えており、解砕循環搬送手段が、切換シュートを介して前記送り込み手段に連結されており、該切換シュートが、前記二次気流導入部に連結されていることを特徴とする。
【００１５】
この発明は、外側密閉ケーシング下部に設けられた竪型ローラミル粉砕室に粉砕原料を供給して粉砕する工程と，粉砕した原料を、該外側密閉ケーシング内に形成され、かつ、該粉砕室から空気分級室に向かう搬送旋回流に乗せて搬送する工程と，該空気分級室に搬送された前記原料を空気分級する工程と，を備えた粉砕分級方法であって；
前記竪型ローラミル粉砕室から排出されるフレークを解砕した後、粉砕原料を供給する送り込み手段を介して前記粉砕室に戻すことを特徴とする。
【００１６】
この発明は、 外側密閉ケーシングの下部に設けられた竪型ローラミル粉砕室に粉砕原料を供給して粉砕する工程と，粉砕された原料を、該外側密閉ケーシング内に形成され、かつ、該粉砕室から空気分級室に向かう搬送旋回流に乗せて搬送する工程と，該空気分級室に搬送された前記原料を空気分級する工程と，を備えた粉砕分級方法であって；前記粉砕室の粉砕ローラの上端レベルと前記分級室の下部真下端面レベルの間に位置する前記搬送旋回流中に、接線方向から搬送分級用二次気流を導入せしめるとともに、前記竪型ローラミル粉砕室から排出されるフレークを解砕した後、粉砕原料を供給する送り込み手段を介して前記粉砕室に戻すことを特徴とする。
【００１７】
この発明は、 外側密閉ケーシングの下部に設けられた竪型ローラミル粉砕室に粉砕原料を供給して粉砕する工程と，粉砕された原料を、該外側密閉ケーシング内に形成され、かつ、該粉砕室から空気分級室に向かう搬送旋回流に乗せて搬送する工程と，該空気分級室に搬送された前記原料を空気分級する工程と，を備えた粉砕分級方法であって；前記粉砕室の粉砕ローラの上端レベルと前記分級室の下部真下端面レベルの間に位置する前記搬送旋回流中に、接線方向から搬送分級用二次気流を導入せしめるとともに、前記竪型ローラミル粉砕室から排出されるフレークを解砕した後、その解砕物を前記搬送分級用二次気流の導入部に供給することを特徴とする。
【００１８】
この発明の搬送分級用二次気流の導入量が、調整可能であることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明者は、外側密閉ケーシング内を粉砕室から分級室に向かって上昇する搬送分級用一次気流（旋回流）に、搬送分級用二次気流を接線方向に供給し、両気流の流量比を変えることにより粉砕産物の粒度分布を変更できると考え、種々実験を行った。
【００２０】
その結果、該二次気流を粉砕室の粉砕ローラ上端面レベルと分級室の下部真下端面レベルとの間から導入し、両気流の流量比を変更すると大幅に粒度分布が変更できることを知った。
【００２１】
又、粉砕室で発生するフレークは、粉砕室から排出させ送り込み手段を介して前記粉砕室に戻して再粉砕したり、或いは、粉砕室から排出するフレークを解砕手段により解砕した後、送り込み手段を介して前記粉砕室に戻したりすると、微粉砕化効率が向上することを知った。
【００２２】
そこで、本発明者は、上記知見に基いて本発明を完成させたものである。
【００２３】
【実施例】
この発明の第１実施例を図１〜図３により説明する。粉砕分級機は、外側密閉ケーシング１の下部に竪型ローラミル粉砕室３が設けられ、その上部に空気分級室５が設けられている。
【００２４】
粉砕室３には、ダムリング６を備えた粉砕テーブル７と、該粉砕テーブル７上に配設された複数個の粉砕ローラ８と、該テーブル７の外周部と前記ケーシング１との間に設けられたノズル１０と、を備えている。
【００２５】
分級室５には、空気分級機１１が設けられている。この空気分級機１１は、複数のガイドベーン１３と、複数のロータブレード２０とを備えている。
【００２６】
各ガイドベーン１３の内周側端部はピン１５の下端に固着されている。このピン１５は外側密閉ケーシング１の天井部１４に回転自在に支持されている。各ピン１５は天井部１４を貫通し、その上端にはアーム１６の一端が取り付けられている。このアーム１６の他端は、回転自在な連結リング１７の円周方向等間隔位置に形成した長孔に対してピン１８で結合されている。この連結ピン１８を回動することにより、全てのガイドベーン１３を同じ傾斜角度で傾斜操作し得るようになっている。
【００２７】
ロータブレード２０は、内側ホッパ１２と同心状に配設され、該ロータブレード２０と内側ホッパ１２との間には、分級隙間２２が形成されている。このロータブレード２０は図示しない電動機、減速機、縦軸駆動を介して遠隔操作により回転自在に運転操作される。
【００２８】
前記内側ホッパ１２の上部には、微粉出口３０が設けられ、又、その下部には粗粉出口４０が設けられている。
この微粉出口３０は、バグフィルタ３２を介して排風機３４に連通している。又、粗粉出口４０は、外側密閉ケーシング１を貫通する水平排出設備４２に連通している。
【００２９】
この水平排出設備４２の出口は検量装置４３の入口４３ａに連結され、該検量装置４３の出口４３ｂは、循環回路５０を介してスクリューコンベア５１に連結されている。
【００３０】
このスクリューコンベア５１には、ミルフィードビン５３、ロータリフィーダ５４が連結され、その出口５１ａは原料送り込み手段であるスクリューコンベア５５に連結されている。
このスクリューコンベア５５の出口５５ａは、粉砕テーブル７の中央部を向いている。なお、供給手段としては、スクリューコンベア５５以外に、シュートやベルトコンベアなどを用いることが出来る。また、スクリューコンベア５１を省略し、スクリューコンベア５５にミルフィーダビン５３、ロータリフィーダ５４などを連結することもできる。
【００３１】
外側密閉ケーシング１には、二次気流導入部６０が設けられている。この導入部６０は、図３に示す様に、接線方向を向いた４本の導入管６０Ｐから構成されているが、この導入管６０Ｐの数は必要に応じて適宜選択される。この導入部６０は、内側ホッパ１２の粗粉出口４０の下部と対向する位置に設けられているが、必ずしもこの位置に限定されるものではない。
【００３２】
実験によると、粒度分布幅を大きく変更できる様にするためには、粉砕室３の粉砕ローラ８の上端レベルＬＬと分級室５の下部（ガイドベーン１３）真下端面レベルＨＬとの間に配設する必要があることがわかったので、該二次気流導入部６０は、このレベルＬＬ〜レベルＨＬ間に配設される。
尚、この導入部６０には流量を調整するためのバルブ等の制御手段が設けられている。
【００３３】
次に本実施例の作動について説明する。
粉砕分級装置を駆動させると、搬送分級用一次気流ＦＡは、ダンパ７０、ダクトヒータ７１、を通り粉砕室３の一次気流導入部のノズル１０から外側密閉ケーシング１内に噴出され旋回流となって分級室５に向かう。
この時、二次気流導入部６０から搬送分級用二次気流ＳＡが供給されているので、前記一次気流ＦＡは、この二次気流ＳＡと合流しながら上昇し、ガイドベーン１３を通って空気分級機１１内に流入する。
【００３４】
ミルフィードビン５３内の粉砕原料Ｍはロータリフィーダ５４を介してスクリューコンベア５１に供給され、スクリューコンベア５５に送り込まれるとともに、該スクリューコンベア５５の出口５５ａから粉砕テーブル７の中央部に落下し、粉砕ローラ８により粉砕される。
【００３５】
細かく粉砕された原料ＢＭは、外側密閉ケーシング１内を旋回している搬送分級用一次気流ＦＡに乗って旋回しながら上昇するが、二次気流導入部６０近傍において、搬送分級用二次気流ＳＡが該一次気流ＦＡに合流して流量が増大するため、該原料ＢＭは、この混合旋回流Ｗに乗って更に上昇し、ガイドベーン１３を通り空気分級機１１に到達する。そのため、該原料ＢＭは粉砕室３から分級室５まで上昇する間に２回の分級、即ち、該一次気流ＦＡ（風量Ｑ１）による分級と、該一次気流ＦＡと二次気流ＳＡとの混合旋回流Ｗ（風量Ｑ１＋Ｑ２）による分級と、を受けることになる。
つまり、一次気流ＦＡに乗って旋回しながら上昇する原料ＢＭには、粗粉（Ａ１、Ａ２）、細粉（Ｂ１、Ｂ２ ）、微粉Ｃが混じっているが、粗粉Ａの内、大きなもの（粗粉Ａ１）は、一次気流ＦＡによる旋回流に乗りきれず下方に落下する。
次に、大きな粗粉Ａ１ が分離された原料ＢＭは、混合旋回流Ｗにより上昇するが、粗粉Ａの内、小さなもの（粗粉Ａ２）は、混合旋回流Ｗによる遠心力の影響を受けて外側密閉ケーシング１の壁面に押しやられ、上昇力をなくし下方に落下する。
【００３６】
このようにして、粗粉Ａが分離され、細粉Ｂと微粉Ｃとなった原料ＢＭは、ガイドベーン１３とロータブレード２０間の分級隙間２２に流入し、旋回流（自由渦）による一段遠心分離作用を受ける。そして、微粉Ｂの内、大きなもの（細粉Ｂ１）はガイドベーン１３にて分離され、搬送空気の流れから離脱して下方に順次落下する。
【００３７】
そして、微粉Ｂの内、小さなもの（細粉Ｂ２）と微粉Ｃだけがロータブレード２０の近傍に流入し、該ロータブレード２０の旋回流（強制渦）により二段遠心分離作用で、前記混合気流に含まれている細粉Ｂ２はガイドベーン１３の方にはじき飛ばされて落下する。
【００３８】
これらの細粉Ｂ（Ｂ１、Ｂ２）は、ホッパ１２の内面を滑り落ち、細粉出口４０から水平排出設備４２内に落下し、検量装置４３の入口４３ａに送られて検量される。検量終了後、該細粉Ｂは、出口４３ｂからロータリフィーダ５４を介して循環回路５０に送られ、再びスクリューコンベア５１に戻され、粉砕原料Ｍと共に、粉砕室３に送られる。
【００３９】
前記二段遠心分離作用にあずかった細粉側の微粉Ｃは、旋回しながらロータブレード２０の各ブレード間に流入し混合気流に乗って微粉出口３０からバグフィルタ３２に送られ、微粉Ｃと空気とに分離される。この微粉Ｃは、ロータリバルブ５４を介して台秤８０上の容器８１に収容される。
【００４０】
以上が本実施例の作動の概要である。
この実施例では外側密閉ケーシング１内に搬送分級用二次気流ＳＡを流量Ｑ２導入し気流量を増大させることにより、一次気流ＦＡの流量Ｑ１の搬送分級する粉体濃度（ｋｇ／ｍ３）の変化に追従して確実に分級効率が高められると共に、該流量Ｑ１と該流量Ｑ２の気流比Ｑ２／Ｑ１を広範囲、例えば、０〜１．５に変えることによって分級室５に導入される該原料ＢＭの粒度分布及び粉体濃度（ｋｇ／ｍ３）は従来例に比し、大幅に調整でき、回収される微粉末の粒度分布幅も広範囲に制御することができる。
【００４１】
また、この気流比Ｑ２／Ｑ１の変更操作に加えて、ガイドベーン１３の傾斜角度、ロータブレード２０の回転数、ガイドベーン１３とロータブレード２０間の分級隙間２２の調整、などにより同一比表面積でも粒度分布幅を大幅に変えることができるとともに、粗大粒子の飛び込みも著しく防止することもできる。
更に、この気流比Ｑ２／Ｑ１の変更は、流量制御手段、例えば、バルブをコントロールするだけでできるので、操作が極めて簡単である。
【００４２】
この発明の第２実施例を図４により説明する。
この実施例と第１実施例との相違点は、粉砕室３と循環回路５０との間にロータリバルブ或いはダブルダンパなどのフレーク抜出し手段９０を設け、粉砕室３内で発生するフレークＨＦを室外に取り出し、コンベアなどの循環回路５０を介してスクリュコンベア５１に送り再び粉砕原料Ｍと共に粉砕室３に送って再粉砕することである。
【００４３】
この様にフレークＨＦを粉砕室３に戻し粉砕ローラ８で再粉砕することにより微粉砕領域に於ける従来の微粉砕限界を更に延長することができる。
本実施例によれば、例えば、炭カル（石灰石）の微粉砕の場合、製品粒度分布が、比表面積（ブレーン値）で４５，０００ｃｍ２／ｇ程度にすることができるので、従来例のブレーン値２７，０００ｃｍ２／ｇに比し、大幅に微粉砕化を図ることができる。
【００４４】
この発明の第３実施例を図５により説明する。
この実施例と第１実施例との相違点は、粉砕室３と循環回路５０との間に、例えば、ピンミル、ノボロータ、ジェットミル等のフレーク解砕機９５を設け、粉砕室３内で発生するフレークＨＦをフレーク解砕機９５で解砕し、この解砕したフレークＨＦを切換シュートＣＳのついた循環回路５０を介してスクリューコンベア５１に送り再び粉砕原料Ｍと共に粉砕室３に送ることである。
なお、解砕機９５と循環回路５０とで解砕循環搬送手段が構成される。
【００４５】
切換シュートＣＳは二次気流導入部６０にも連結されているが、この切換シュートＣＳの操作により循環回路５０と該導入部６０とを連通させ、解砕したフレークの微粉末を該導入部６０に供給して二次気流ＳＡに混入し、分級室に循環搬送するとともに、粗粉は粉砕室に戻し再粉砕しても良い。
【００４６】
この様にフレークＨＦを解砕することにより更に微粉砕効率の促進を図ることができる。
更に述べると、ローラミルの微粉末領域に於ける更なる微粉砕化の促進を図ることができると同時に、フレークを解砕しないでそのまま直接粉砕室に戻す場合に比べ、粉砕部に於ける圧壊粉砕される被粉砕物の嵩比重を各種粉砕原料に応じて適当な解砕粉末度にすることによつて高めることができるとともに、連続安定運転が行える様になる。
【００４７】
又、フレークの解砕による強制循環により、フレーク処理の面倒がなくなり省力化と運転率の向上を図ることができる。
更に、微粉砕領域に於けるローラミル特有の振動が著しく軽減するので、粉砕ローラの加圧力を振動許容範囲値内で各種粉砕原料に応じて適当な解砕粉末度にすることにより、高い加圧力に任意に設定することが可能となる。
その結果、著しい微粉砕効率の向上をもたらし、製品の時産量の増大と製造電力源単位（ｋｗｈ／ｔ）の低減が可能となる。
【００４８】
本実施例で用いられている制御回路を図５により説明する。
図５において、１００はミル供給量を制御するミル供給量制御回路、１０１は分級風量の定値制御を行う分級風量制御回路、１０３はミル出口温度の定値制御を行うミル出口温度制御回路、１０５はミル動力の定値制御を行うミル電力制御回路、１０７はローラの加圧力を調整するローラ加圧制御回路、１０８は前記制御回路１０７の加圧低下警報スイッチ、１１０はミル差圧制御回路、をそれぞれ示す。
【００４９】
ミル供給量の制御は、竪型ローラミルのミル動力（例えば、電力ｋｗ）或いはミル本体の入口〜出口間の差圧（ｍｍＨ２Ｏ）が一定になるように、切替えスイッチ３７によって運転される。
【００５０】
分級風量の定値制御は、排風機３４のモータダンパ１０２の開度自動変更によって行われる。
【００５１】
ミル出口温度の定値制御は、ミル入口のダクトヒータ７１の温度自動変更によって行われる。
【００５２】
ミル動力の定値制御は、ミル供給量の自動変更により行われる。
【００５３】
この発明の第４実施例を図６により説明する。
この実施例と第３実施例との相違点は、水平排出設備４２が省略され、内側ホッパ１２の粗粉出口４０が粉砕室３に向かって開口していること、である。
従って、この実施例では、空気分級機１１により分級された細粉Ｂは直接、粉砕室３に落下する。
【００５４】
実験例を説明する。
本発明者は、従来例の粉砕分級装置と本発明の粉砕分級装置とを比較するため、
分級機ロータブレード回転数３，０００〜５，０００ｒｐｍ、
竪型ミルテーブル回転数５０ｒｐｍ、
竪型ミルローラ加圧力３ｔｏｎｆ／１ローラ、
排気ファン風量２５〜５０ｍ３／ｍｉｎ、
ミル入口ダンパ開度１００％／一次気流ＦＡの風量Ｑ１２５〜５０ｍ３／ｍｉｎ、
二次気流ＳＡ取入ダンパ開度４８〜１００％／二次気流ＳＡの風量Ｑ２５〜１５ｍ３／ｍｉｎ、
の範囲で運転条件を変化させ、炭カル（石灰石）の粉砕分級実験を行った。
【００５５】
その結果、「製品（微粉Ｃ）の平均粒子径Ｄ５０（μｍ）と製品の比表面積（ブレーン値）（ｃｍ２／ｇ）」との関係は図７に示す様になり、また、
「製品のミル電力原単位（ｋｗｈ／ｔ）と製品の比表面積（ブレーン値）
（ｃｍ２／ｇ）」との関係は図８に示す様になった。
【００５６】
図７において、横軸は製品の比表面積（ブレーン値）（ｃｍ２／ｇ）、縦軸は製品の平均粒子径Ｄ５０（μｍ）、垂直線Ｘ１は、従来例の粉砕限界２７，０００ｃｍ２／ｇ、の位置を示す。
【００５７】
Ｉ３〜Ｉ５は、一次気流ＦＡの風量（一次気流量）Ｑ１の他に二次気流ＳＡの風量（二次気流量）Ｑ２を導入する場合である。
また、Ｉの次の数字は分級ロータブレードの回転数（単位１，０００ｒｐｍ）を示す。例えば、Ｉ３は３×１，０００ｒｐｍの回転数である。
混合旋回流Ｗの風量Ｑ３＝の次の数字は、一次気流量Ｑ１＋二次気流量Ｑ２の合計風量（ｍ３／ｍｉｎ）である。
一次気流の風量Ｑ１は３５ｍ３／ｍｉｎに維持されるので、例えば、Ｑ３＝５０は混合旋回流の風量が５０ｍ３／ｍｉｎで、二次気流の風量Ｑ２は１５ｍ３／ｍｉｎ、となる。
【００５８】
Ｅ３〜Ｅ５は、一次気流Ｑ１のみ、即ち、二次気流Ｑ２を導入しない場合であり、Ｅの次の数字は分級機ロータブレードの回転数（単位１，０００ｒｐｍ）である。例えば、Ｅ３は３×１，０００ｒｐｍの回転数である。
一次気流量Ｑ１＝の次の数字は風量ｍ３／ｍｉｎであり、その数字の次のＬは、その数字の風量の線上であることを示す。
例えば、Ｑ１＝４７は一次気流の風量が４７ｍ３／ｍｉｎ、Ｑ１＝４０Ｌは一次気流量Ｑ１＝４０ｍ３／ｍｉｎ、の線上であることを示す。
【００５９】
この図から明らかな様に、一次気流量Ｑ１のみ、即ち、二次気流量Ｑ２を導入しない場合、の粒度分布の変更範囲はＥ３〜Ｅ５の曲線で囲まれる範囲、即ち、ブレーン値約３８，０００ｃｍ２／ｇ〜１８，０００ｃｍ２／ｇ の範囲における曲線部分である。
【００６０】
二次気流量Ｑ２を導入した場合の粒度分布の変更範囲は、Ｉ３〜Ｉ５の曲線で囲まれる範囲の右側の交点Ｐ３〜Ｐ５までの曲線部分、すなわち、ブレーン値約約３４，０００ｃｍ２／ｇ〜１８，０００ｃｍ２／ｇ の範囲における曲線部分である。この交点Ｐ３〜Ｐ５は、一次気流のみを導入した場合の曲線Ｅ３〜Ｅ５と二次気流量Ｑ２を導入した場合の曲線Ｉ３〜Ｉ５との交点である。
これらの各々の曲線部分を比較すると、二次気流量Ｑ２の導入により同一比表面積で大幅に粒度分布を変えることができることがわかる。
【００６１】
なお、同一比表面積の粉末度に対しても製品の平均粒子径Ｄ５０（μｍ）が大幅に変更できるので、製品の粒度分布幅が大幅に変更できて、更に、粗大粒子の飛び込みが著しく少ないことも二次気流量Ｑ２の導入の成果である。
【００６２】
図８において、横軸は製品の比表面積（ブレーン値）（ｃｍ２／ｇ）、縦軸は製品のミル電力単位（ｋｗｈ／ｔ）であり、垂直線Ｘ２は分級性能の悪い分級機の粉砕限界の位置（ブレーン値２０，０００ｃｍ２／ｇ）、Ｘ３はその性能が良い場合の粉砕限界の位置（ブレーン値２８，０００ｃｍ２／ｇ）を示す。
【００６３】
垂直線Ｘ３の右側、即ち、ブレーン値が大きくなる方向側の曲線Ｉ６は、フレークを粉砕室から排出させ、循環回路を介して該粉砕室に戻した場合であり、曲線Ｉ７は、フレークを粉砕室から排出させ解砕した後、微粉末を二次気流
Ｑ２に混入し粗粉を粉砕室に戻した場合である。
フレークを粉砕室から排出させ解砕した後、循環回路を介して再び粉砕室に戻した場合Ｉ８は、曲線Ｉ６と曲線Ｉ７との間の値となる。
なお、この図における分級機ロータブレードの回転数は５，０００ｒｐｍ、ダムリングは２０ｍｍ、一次気流量Ｑ１は２５〜４５ｍ３／ｍｉｎである。
【００６４】
この図から明らかな様に、フレークを解砕しないで、そのまま強制循環させて粉砕室に戻し、フレークの強制粉砕を行うと、炭カルの場合は比表面積（ブレーン値）で４５，０００ｃｍ２／ｇ程度まで微粉砕限界を伸ばすことができる。
【００６５】
又、フレークを解砕した後、粉砕室に戻したり、又は、微粉末を二次気流量Ｑ２に混合し、粗粉を粉砕室に戻したりすると、微粉砕の促進（炭カルの場合はブレーン値４５，０００ｃｍ２／ｇ）が可能となるとともに、著しい製品の時産量の増加と電力原単位（ｋｗｈ／ｔ）の低減を図ることができる。
【００６６】
尚、上記実験では、二次気流導入部６０の位置は分級機１１の下部直近の例であるが、本実験例以外の二次気流導入部６０の位置を変えた実験結果については、示してないが同様な結果を得ている。
即ち、二次気流導入部６０を粉砕部（粉砕室）の上部直近、或いは粉砕室の上部直近と分級機の下部直近の中間位置に導入した場合でも、それぞれの導入部６０の位置に応じて同様な傾向を示している。
【００６７】
これらの関係を図９、図１０により説明する。
図１０は従来例のイラストであり、粉砕室と分級室間のケーシングが、ハイサイドＨ、スタンダードＳ、ローサイドＬの３種類である場合について一次気流調整用ノズル１０出口の粉末度の程度ＯＤ及び分級室入口の粉末度の程度ＩＤ（細い、粗い）をイラストＩＬ、ＩＳ、ＩＨで示している。
この粉末度の程度ＯＤ、ＩＤにおいて、ハッチングを施した長方形ＨＳは一次気流量Ｑ１が多い場合であり、また、その内側の無地の長方形ＷＳは一次気流量Ｑ１が少ない場合である。その長方形の長さＬＭが長い程粗く、逆にそれが短い程細いことを示す。
【００６８】
このイラストから理解されるように、一次気流量Ｑ１が同風量であれば、ローサイドＬの場合は製品の粉末度が最も粗いものを空気分級機で回収する。
そのため、分級後の粗粉も粗くなり、粉砕室から排出される段階で排出粉は最も粗くなるため、ノズル１０出口の粉末度は最も粗くなって上昇旋回しながら最も粗い粉末度で分級室５入口に到達して分級機で最も粗く分級される。
【００６９】
一次気流調整用ノズル１０出口の粉末度の程度ＯＤ及び分級室入口の粉末度の程度ＩＤは、ケーシングがスタンダードＳ、ハイサイドＨの順に細かくなりながら上昇旋回し、分級機入口に到達し、該分級機ではケーシングがスタンダードＳ、ハイサイドＨの順に細かく分級されることをイラストは示している。
【００７０】
図９は本発明のイラストである。粉砕された原料は粉砕室の該ノズル１０から分級室に向って旋回上昇する一次気流ＦＡに二次気流ＳＡを該一次気流と同方向の接線方向に導入して気流量を増大させて一次気流量Ｑ１と二次気流量Ｑ２との流量比Ｑ１／Ｑ２を変更しながら粉砕産物の粒度分布を制御する方法をイラストで説明している。
【００７１】
このイラストから理解されるように、この説明にも前記図１０で説明したと同じ考え方が適用できる。
一次気流調整用ノズル１０出口の粉末度の程度ＯＤは一次気流ＦＡの気流量
Ｑ１が多いと粗くなり、少ないと細かくなる関係にある。
図１０で説明したと同じように、下段二次気流取入口６０Ｃより二次気流を導入した場合は分級機入口に対する粉末度の程度ＩＤは粗くなって分級機へ搬送される。そのため、分級機の分級条件が一定な為、分級後の粗粉も粗くなり、粉砕室から排出される段階で排出粉は粗くなるので、ノズル１０出口の粉末度は粗くなって上昇旋回しながら更に下段二次気流取入口６０Ｃより二次気流ＳＡを導入するため、上昇旋回流の気流量は更に増大して粗い粉末度で分級室５入口に到達して分級機で最も粗く分級されることをイラストＩＬは示している。
【００７２】
中段二次気流取入口６０Ｂ、上段二次気流取入口６０Ａの位置に順に分級室入口に対する粉末度の程度ＩＤは細かくなり、上昇旋回しながら、更に中段、上段の二次気流取入口６０Ｂ、６０Ａより二次気流ＳＡが導入されるため、更に上昇旋回流は強められて更に粗大化した粉末度で分級機入口に到達して、該分級機では中段二次気流取入口６０Ｂ、上段二次気流取入口６０Ａの順に細かく分級されることをイラストＩＭ、ＩＴは示している。
【００７３】
図９は、ケーシングがハイサイドＨ、スタンダードＳ、ローサイドＬである場合の図１０のイラストとの関係も包含している。
即ち、粉砕室３と分級室５間のケーシングの高さをその必要の都度取り替える必要もなく、二次気流ＳＡの導入のみで目的を達成できることを示している。
このことは同一比表面積（ｃｍ２）の粉末度でも、平均粒子径Ｄ５０（μｍ）、製品中の微粒子割合（％）と粗大粒子割合（％）などを調整できることから、粒度分布幅もブロードからシャープにと粉末制御できることを示している。
【００７４】
なお、本実験に用いた粉砕原料は炭カル（石灰石）であるが、他の粉砕原料、例えば、タルク、スラグ粉末、珪石についても実施し同様な結果を得ている。
【００７５】
本発明の実施例は、上記に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更を加え得ることができるのは勿論である。
【００７６】
【発明の効果】
本発明は、次の如き顕著な効果を奏する。
（１）粉砕室の粉砕ローラの上端レベルと前記分級室の下部真下端面レベルの間に配設され、かつ、前記搬送旋回流中に搬送分級用二次気流を導入せしめる粒度分布調整手段が設けられているので、従来例に比し、大幅な粒度分布の変更とその変更制御の容易な操作性機能を高めることができる。
（２）竪型ローラミルから排出されるフレークを解砕した後、前記分級室或いは前記粉砕室に戻すので、ローラミルの微粉末領域に於ける更なる微粉砕化の促進と粉砕効率の向上を図ることができると同時に、フレークを解砕しないでそのまま直接粉砕室に戻す場合に比べ、粉砕室に於ける圧壊粉砕される被粉砕物の嵩比重を各種粉砕原料に応じて適当な解砕粉末度にすることによつて高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】本発明の第２実施例を示す図である。
【図５】本発明の第３実施例を示す図である。
【図６】本発明の第４施例を示す図である。
【図７】実験結果を示すグラフである。
【図８】実験結果を示すグラフである。
【図９】本発明の二次気流取入口の位置と粒度分布との関係を示すイラストである。
【図１０】従来例のケーシングの高さと粒度分布との関係を示すイラストである。
【符号の説明】
１ 外側密閉ケーシング
３ 粉砕室
５ 分級室
８ 粉砕ローラ
１１ 空気分級機
１２ 内側ホッパ
２０ ロータブレード
５０ 循環回路
６０ 二次気流導入部
９５ フレーク解砕機
【発明の属する技術分野】
この発明は、石灰石、セメント原料、セメントクリンカ、鉱石、珪石、等を竪型ローラミルで粉砕した後、空気分級機で分級する粉砕分級方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
石灰石、セメント原料、セメントクリンカ、鉱石、珪石、等（以下粉砕原料という）の粉砕分級装置は、外側密閉ケーシングの下部に設けられた竪型ローラミル粉砕室と，該外側密閉ケーシングの上部に設けられた空気分級室と，該外側密閉ケーシング内に搬送分級用一次気流を供給して前記粉砕室から前記分級室に向かう搬送旋回流を形成せしめるノズルと，該粉砕室に粉砕原料を供給する送り込み手段と、を備えている。
【０００３】
この装置では、粉砕原料は送り込み手段を介して竪型ローラミル粉砕室に供給されて粉砕されるとともに、粉砕された原料は該外側密閉ケーシング内に形成されている該粉砕室から空気分級室に向かう搬送旋回流に乗って上昇する。
そして、該空気分級室に搬送された前記原料は空気分級機により粗粉（細粉）と微粉に分級されるとともに、該粗粉（細粉）は再び該粉砕室に戻されて再粉砕され、また、該微粉はバグフィルタを介して空気と分離された後、製品として回収される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
粉砕原料を粉砕分級する場合、粒度の大きさや粒度分布の幅等は、製造しようとする製品によりその要求が相違する。
そこで、前記要求に合致する産物粒度分布を得るために、従来例では、次の（１）〜（３）を組合せた制御方法、或いは（１）〜（４）を組合せた制御方法を用いている。
【０００５】
（１）空気分級機のガイドベーンの傾斜角度を変更すること。
（２）空気分級機のロータブレードの回転数を変更すること。
（３）分級風量の変更、即ち、粉砕機入口から導かれる搬送分級の一次気流を変更すること。
（４）粉砕室と分級室との間隔を変更すること、すなわち、分級室の高さを変更すること。
【０００６】
前記（４）の制御方法は、粉砕室と分級室との間に、高さの異なるケーシング、即ち、微粉末を分級調整するためのハイサイド用ケーシング、或いは粗粉末を分級調整するためのローサイド用ケーシング、を着脱しなければならない。
そのため、この方法は、面倒であり、省力化と運転率向上に逆行することになる。 そこで、この制御方法として主に前記（１）〜（３）を同時に用い、三つの操作変数の組み合わせで、様々な粒度分布を得ているのが実情である。
【０００７】
又、粉砕室で粉砕された粉砕産物の中、特に塊石、フレーク塊等の塊は、粉砕効率の観点から、前記ノズルで落下排石されることのないような粉砕条件で運転されている。従って、微粉砕領域の粉砕でフレークが発生すると、それ以上の微粉砕を行うことができないシステムとなっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
最近の機能材料用粉粒体等の粒度分布は、従来の粒度分布に比し様々な分布が所望される様になった。即ち、シャープ或いはブロード分布の上に、更に粗大粒子の飛込みが極力少ない粉粒体、又は、同じ比表面積でも粒度分布幅が大きく異なる粉粒体など、が要求されるようになってきている。
また、省力化、省エネ、運転率向上の観点からも産物粒度分布の制御についても容易な操作が要求されている。
ところが、従来例では、この要求に応じきれないのが実情であった。
【０００９】
従来例の微粉砕領域では、微粉末の凝集力が非常に強くなり、粉砕室内に凝集塊（フレーク）が生成する。そのため、微粉砕効率の著しい低下と同時にフレークが前記搬送分級用一次気流に逆らって落下して、粉砕室外に排出されるようになり、粉砕機の連続安定運転ができないばかりか、更なる微粉砕化を行うことができなくなり、粉砕限界に達してしまう。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑み、粒度分布を任意に変更できる様にするとともに、その変更を簡単、かつ、容易にすることを目的とする。
他の目的は、微粉砕領域における粉砕効率の向上を図ることである。
【００１１】
この発明は、 外側密閉ケーシングの下部に設けられた竪型ローラミル粉砕室と，該外側密閉ケーシングの上部に設けられた空気分級室と，該外側密閉ケーシング内に搬送分級用一次気流を導入して前記粉砕室から前記分級室に向かう搬送旋回流を形成せしめるノズルと，該粉砕室に粉砕原料を供給する送り込み手段と，を備えた粉砕分級装置であって；前記竪型ローラミル粉砕室から排出されるフレークを解砕して前記送り込み手段に送り込む解砕循環搬送手段が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
この発明は、 外側密閉ケーシングの下部に設けられた竪型ローラミル粉砕室と，該外側密閉ケーシングの上部に設けられた空気分級室と，該外側密閉ケーシング内に搬送分級用一次気流を導入して前記粉砕室から前記分級室に向かう搬送旋回流を形成せしめるノズルと，該粉砕室に粉砕原料を供給する送り込み手段と，を備えた粉砕分級装置であって；前記粉砕室の粉砕ローラの上端レベルと前記分級室の下部真下端面レベルの間に配設され、かつ、前記搬送旋回流中に搬送分級用二次気流気流を導入せしめる粒度分布調整手段と、前記竪型ローラミル粉砕室から排出されるフレークを解砕して前記送り込み手段に送り込む解砕循環搬送手段と、が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
この発明の粒度分布調整手段が、流量比制御装置を備えていることを特徴とする。
【００１４】
この発明の粒度分布調整手段が、二次気流導入部を備えており、解砕循環搬送手段が、切換シュートを介して前記送り込み手段に連結されており、該切換シュートが、前記二次気流導入部に連結されていることを特徴とする。
【００１５】
この発明は、外側密閉ケーシング下部に設けられた竪型ローラミル粉砕室に粉砕原料を供給して粉砕する工程と，粉砕した原料を、該外側密閉ケーシング内に形成され、かつ、該粉砕室から空気分級室に向かう搬送旋回流に乗せて搬送する工程と，該空気分級室に搬送された前記原料を空気分級する工程と，を備えた粉砕分級方法であって；
前記竪型ローラミル粉砕室から排出されるフレークを解砕した後、粉砕原料を供給する送り込み手段を介して前記粉砕室に戻すことを特徴とする。
【００１６】
この発明は、 外側密閉ケーシングの下部に設けられた竪型ローラミル粉砕室に粉砕原料を供給して粉砕する工程と，粉砕された原料を、該外側密閉ケーシング内に形成され、かつ、該粉砕室から空気分級室に向かう搬送旋回流に乗せて搬送する工程と，該空気分級室に搬送された前記原料を空気分級する工程と，を備えた粉砕分級方法であって；前記粉砕室の粉砕ローラの上端レベルと前記分級室の下部真下端面レベルの間に位置する前記搬送旋回流中に、接線方向から搬送分級用二次気流を導入せしめるとともに、前記竪型ローラミル粉砕室から排出されるフレークを解砕した後、粉砕原料を供給する送り込み手段を介して前記粉砕室に戻すことを特徴とする。
【００１７】
この発明は、 外側密閉ケーシングの下部に設けられた竪型ローラミル粉砕室に粉砕原料を供給して粉砕する工程と，粉砕された原料を、該外側密閉ケーシング内に形成され、かつ、該粉砕室から空気分級室に向かう搬送旋回流に乗せて搬送する工程と，該空気分級室に搬送された前記原料を空気分級する工程と，を備えた粉砕分級方法であって；前記粉砕室の粉砕ローラの上端レベルと前記分級室の下部真下端面レベルの間に位置する前記搬送旋回流中に、接線方向から搬送分級用二次気流を導入せしめるとともに、前記竪型ローラミル粉砕室から排出されるフレークを解砕した後、その解砕物を前記搬送分級用二次気流の導入部に供給することを特徴とする。
【００１８】
この発明の搬送分級用二次気流の導入量が、調整可能であることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明者は、外側密閉ケーシング内を粉砕室から分級室に向かって上昇する搬送分級用一次気流（旋回流）に、搬送分級用二次気流を接線方向に供給し、両気流の流量比を変えることにより粉砕産物の粒度分布を変更できると考え、種々実験を行った。
【００２０】
その結果、該二次気流を粉砕室の粉砕ローラ上端面レベルと分級室の下部真下端面レベルとの間から導入し、両気流の流量比を変更すると大幅に粒度分布が変更できることを知った。
【００２１】
又、粉砕室で発生するフレークは、粉砕室から排出させ送り込み手段を介して前記粉砕室に戻して再粉砕したり、或いは、粉砕室から排出するフレークを解砕手段により解砕した後、送り込み手段を介して前記粉砕室に戻したりすると、微粉砕化効率が向上することを知った。
【００２２】
そこで、本発明者は、上記知見に基いて本発明を完成させたものである。
【００２３】
【実施例】
この発明の第１実施例を図１〜図３により説明する。粉砕分級機は、外側密閉ケーシング１の下部に竪型ローラミル粉砕室３が設けられ、その上部に空気分級室５が設けられている。
【００２４】
粉砕室３には、ダムリング６を備えた粉砕テーブル７と、該粉砕テーブル７上に配設された複数個の粉砕ローラ８と、該テーブル７の外周部と前記ケーシング１との間に設けられたノズル１０と、を備えている。
【００２５】
分級室５には、空気分級機１１が設けられている。この空気分級機１１は、複数のガイドベーン１３と、複数のロータブレード２０とを備えている。
【００２６】
各ガイドベーン１３の内周側端部はピン１５の下端に固着されている。このピン１５は外側密閉ケーシング１の天井部１４に回転自在に支持されている。各ピン１５は天井部１４を貫通し、その上端にはアーム１６の一端が取り付けられている。このアーム１６の他端は、回転自在な連結リング１７の円周方向等間隔位置に形成した長孔に対してピン１８で結合されている。この連結ピン１８を回動することにより、全てのガイドベーン１３を同じ傾斜角度で傾斜操作し得るようになっている。
【００２７】
ロータブレード２０は、内側ホッパ１２と同心状に配設され、該ロータブレード２０と内側ホッパ１２との間には、分級隙間２２が形成されている。このロータブレード２０は図示しない電動機、減速機、縦軸駆動を介して遠隔操作により回転自在に運転操作される。
【００２８】
前記内側ホッパ１２の上部には、微粉出口３０が設けられ、又、その下部には粗粉出口４０が設けられている。
この微粉出口３０は、バグフィルタ３２を介して排風機３４に連通している。又、粗粉出口４０は、外側密閉ケーシング１を貫通する水平排出設備４２に連通している。
【００２９】
この水平排出設備４２の出口は検量装置４３の入口４３ａに連結され、該検量装置４３の出口４３ｂは、循環回路５０を介してスクリューコンベア５１に連結されている。
【００３０】
このスクリューコンベア５１には、ミルフィードビン５３、ロータリフィーダ５４が連結され、その出口５１ａは原料送り込み手段であるスクリューコンベア５５に連結されている。
このスクリューコンベア５５の出口５５ａは、粉砕テーブル７の中央部を向いている。なお、供給手段としては、スクリューコンベア５５以外に、シュートやベルトコンベアなどを用いることが出来る。また、スクリューコンベア５１を省略し、スクリューコンベア５５にミルフィーダビン５３、ロータリフィーダ５４などを連結することもできる。
【００３１】
外側密閉ケーシング１には、二次気流導入部６０が設けられている。この導入部６０は、図３に示す様に、接線方向を向いた４本の導入管６０Ｐから構成されているが、この導入管６０Ｐの数は必要に応じて適宜選択される。この導入部６０は、内側ホッパ１２の粗粉出口４０の下部と対向する位置に設けられているが、必ずしもこの位置に限定されるものではない。
【００３２】
実験によると、粒度分布幅を大きく変更できる様にするためには、粉砕室３の粉砕ローラ８の上端レベルＬＬと分級室５の下部（ガイドベーン１３）真下端面レベルＨＬとの間に配設する必要があることがわかったので、該二次気流導入部６０は、このレベルＬＬ〜レベルＨＬ間に配設される。
尚、この導入部６０には流量を調整するためのバルブ等の制御手段が設けられている。
【００３３】
次に本実施例の作動について説明する。
粉砕分級装置を駆動させると、搬送分級用一次気流ＦＡは、ダンパ７０、ダクトヒータ７１、を通り粉砕室３の一次気流導入部のノズル１０から外側密閉ケーシング１内に噴出され旋回流となって分級室５に向かう。
この時、二次気流導入部６０から搬送分級用二次気流ＳＡが供給されているので、前記一次気流ＦＡは、この二次気流ＳＡと合流しながら上昇し、ガイドベーン１３を通って空気分級機１１内に流入する。
【００３４】
ミルフィードビン５３内の粉砕原料Ｍはロータリフィーダ５４を介してスクリューコンベア５１に供給され、スクリューコンベア５５に送り込まれるとともに、該スクリューコンベア５５の出口５５ａから粉砕テーブル７の中央部に落下し、粉砕ローラ８により粉砕される。
【００３５】
細かく粉砕された原料ＢＭは、外側密閉ケーシング１内を旋回している搬送分級用一次気流ＦＡに乗って旋回しながら上昇するが、二次気流導入部６０近傍において、搬送分級用二次気流ＳＡが該一次気流ＦＡに合流して流量が増大するため、該原料ＢＭは、この混合旋回流Ｗに乗って更に上昇し、ガイドベーン１３を通り空気分級機１１に到達する。そのため、該原料ＢＭは粉砕室３から分級室５まで上昇する間に２回の分級、即ち、該一次気流ＦＡ（風量Ｑ１）による分級と、該一次気流ＦＡと二次気流ＳＡとの混合旋回流Ｗ（風量Ｑ１＋Ｑ２）による分級と、を受けることになる。
つまり、一次気流ＦＡに乗って旋回しながら上昇する原料ＢＭには、粗粉（Ａ１、Ａ２）、細粉（Ｂ１、Ｂ２ ）、微粉Ｃが混じっているが、粗粉Ａの内、大きなもの（粗粉Ａ１）は、一次気流ＦＡによる旋回流に乗りきれず下方に落下する。
次に、大きな粗粉Ａ１ が分離された原料ＢＭは、混合旋回流Ｗにより上昇するが、粗粉Ａの内、小さなもの（粗粉Ａ２）は、混合旋回流Ｗによる遠心力の影響を受けて外側密閉ケーシング１の壁面に押しやられ、上昇力をなくし下方に落下する。
【００３６】
このようにして、粗粉Ａが分離され、細粉Ｂと微粉Ｃとなった原料ＢＭは、ガイドベーン１３とロータブレード２０間の分級隙間２２に流入し、旋回流（自由渦）による一段遠心分離作用を受ける。そして、微粉Ｂの内、大きなもの（細粉Ｂ１）はガイドベーン１３にて分離され、搬送空気の流れから離脱して下方に順次落下する。
【００３７】
そして、微粉Ｂの内、小さなもの（細粉Ｂ２）と微粉Ｃだけがロータブレード２０の近傍に流入し、該ロータブレード２０の旋回流（強制渦）により二段遠心分離作用で、前記混合気流に含まれている細粉Ｂ２はガイドベーン１３の方にはじき飛ばされて落下する。
【００３８】
これらの細粉Ｂ（Ｂ１、Ｂ２）は、ホッパ１２の内面を滑り落ち、細粉出口４０から水平排出設備４２内に落下し、検量装置４３の入口４３ａに送られて検量される。検量終了後、該細粉Ｂは、出口４３ｂからロータリフィーダ５４を介して循環回路５０に送られ、再びスクリューコンベア５１に戻され、粉砕原料Ｍと共に、粉砕室３に送られる。
【００３９】
前記二段遠心分離作用にあずかった細粉側の微粉Ｃは、旋回しながらロータブレード２０の各ブレード間に流入し混合気流に乗って微粉出口３０からバグフィルタ３２に送られ、微粉Ｃと空気とに分離される。この微粉Ｃは、ロータリバルブ５４を介して台秤８０上の容器８１に収容される。
【００４０】
以上が本実施例の作動の概要である。
この実施例では外側密閉ケーシング１内に搬送分級用二次気流ＳＡを流量Ｑ２導入し気流量を増大させることにより、一次気流ＦＡの流量Ｑ１の搬送分級する粉体濃度（ｋｇ／ｍ３）の変化に追従して確実に分級効率が高められると共に、該流量Ｑ１と該流量Ｑ２の気流比Ｑ２／Ｑ１を広範囲、例えば、０〜１．５に変えることによって分級室５に導入される該原料ＢＭの粒度分布及び粉体濃度（ｋｇ／ｍ３）は従来例に比し、大幅に調整でき、回収される微粉末の粒度分布幅も広範囲に制御することができる。
【００４１】
また、この気流比Ｑ２／Ｑ１の変更操作に加えて、ガイドベーン１３の傾斜角度、ロータブレード２０の回転数、ガイドベーン１３とロータブレード２０間の分級隙間２２の調整、などにより同一比表面積でも粒度分布幅を大幅に変えることができるとともに、粗大粒子の飛び込みも著しく防止することもできる。
更に、この気流比Ｑ２／Ｑ１の変更は、流量制御手段、例えば、バルブをコントロールするだけでできるので、操作が極めて簡単である。
【００４２】
この発明の第２実施例を図４により説明する。
この実施例と第１実施例との相違点は、粉砕室３と循環回路５０との間にロータリバルブ或いはダブルダンパなどのフレーク抜出し手段９０を設け、粉砕室３内で発生するフレークＨＦを室外に取り出し、コンベアなどの循環回路５０を介してスクリュコンベア５１に送り再び粉砕原料Ｍと共に粉砕室３に送って再粉砕することである。
【００４３】
この様にフレークＨＦを粉砕室３に戻し粉砕ローラ８で再粉砕することにより微粉砕領域に於ける従来の微粉砕限界を更に延長することができる。
本実施例によれば、例えば、炭カル（石灰石）の微粉砕の場合、製品粒度分布が、比表面積（ブレーン値）で４５，０００ｃｍ２／ｇ程度にすることができるので、従来例のブレーン値２７，０００ｃｍ２／ｇに比し、大幅に微粉砕化を図ることができる。
【００４４】
この発明の第３実施例を図５により説明する。
この実施例と第１実施例との相違点は、粉砕室３と循環回路５０との間に、例えば、ピンミル、ノボロータ、ジェットミル等のフレーク解砕機９５を設け、粉砕室３内で発生するフレークＨＦをフレーク解砕機９５で解砕し、この解砕したフレークＨＦを切換シュートＣＳのついた循環回路５０を介してスクリューコンベア５１に送り再び粉砕原料Ｍと共に粉砕室３に送ることである。
なお、解砕機９５と循環回路５０とで解砕循環搬送手段が構成される。
【００４５】
切換シュートＣＳは二次気流導入部６０にも連結されているが、この切換シュートＣＳの操作により循環回路５０と該導入部６０とを連通させ、解砕したフレークの微粉末を該導入部６０に供給して二次気流ＳＡに混入し、分級室に循環搬送するとともに、粗粉は粉砕室に戻し再粉砕しても良い。
【００４６】
この様にフレークＨＦを解砕することにより更に微粉砕効率の促進を図ることができる。
更に述べると、ローラミルの微粉末領域に於ける更なる微粉砕化の促進を図ることができると同時に、フレークを解砕しないでそのまま直接粉砕室に戻す場合に比べ、粉砕部に於ける圧壊粉砕される被粉砕物の嵩比重を各種粉砕原料に応じて適当な解砕粉末度にすることによつて高めることができるとともに、連続安定運転が行える様になる。
【００４７】
又、フレークの解砕による強制循環により、フレーク処理の面倒がなくなり省力化と運転率の向上を図ることができる。
更に、微粉砕領域に於けるローラミル特有の振動が著しく軽減するので、粉砕ローラの加圧力を振動許容範囲値内で各種粉砕原料に応じて適当な解砕粉末度にすることにより、高い加圧力に任意に設定することが可能となる。
その結果、著しい微粉砕効率の向上をもたらし、製品の時産量の増大と製造電力源単位（ｋｗｈ／ｔ）の低減が可能となる。
【００４８】
本実施例で用いられている制御回路を図５により説明する。
図５において、１００はミル供給量を制御するミル供給量制御回路、１０１は分級風量の定値制御を行う分級風量制御回路、１０３はミル出口温度の定値制御を行うミル出口温度制御回路、１０５はミル動力の定値制御を行うミル電力制御回路、１０７はローラの加圧力を調整するローラ加圧制御回路、１０８は前記制御回路１０７の加圧低下警報スイッチ、１１０はミル差圧制御回路、をそれぞれ示す。
【００４９】
ミル供給量の制御は、竪型ローラミルのミル動力（例えば、電力ｋｗ）或いはミル本体の入口〜出口間の差圧（ｍｍＨ２Ｏ）が一定になるように、切替えスイッチ３７によって運転される。
【００５０】
分級風量の定値制御は、排風機３４のモータダンパ１０２の開度自動変更によって行われる。
【００５１】
ミル出口温度の定値制御は、ミル入口のダクトヒータ７１の温度自動変更によって行われる。
【００５２】
ミル動力の定値制御は、ミル供給量の自動変更により行われる。
【００５３】
この発明の第４実施例を図６により説明する。
この実施例と第３実施例との相違点は、水平排出設備４２が省略され、内側ホッパ１２の粗粉出口４０が粉砕室３に向かって開口していること、である。
従って、この実施例では、空気分級機１１により分級された細粉Ｂは直接、粉砕室３に落下する。
【００５４】
実験例を説明する。
本発明者は、従来例の粉砕分級装置と本発明の粉砕分級装置とを比較するため、
分級機ロータブレード回転数３，０００〜５，０００ｒｐｍ、
竪型ミルテーブル回転数５０ｒｐｍ、
竪型ミルローラ加圧力３ｔｏｎｆ／１ローラ、
排気ファン風量２５〜５０ｍ３／ｍｉｎ、
ミル入口ダンパ開度１００％／一次気流ＦＡの風量Ｑ１２５〜５０ｍ３／ｍｉｎ、
二次気流ＳＡ取入ダンパ開度４８〜１００％／二次気流ＳＡの風量Ｑ２５〜１５ｍ３／ｍｉｎ、
の範囲で運転条件を変化させ、炭カル（石灰石）の粉砕分級実験を行った。
【００５５】
その結果、「製品（微粉Ｃ）の平均粒子径Ｄ５０（μｍ）と製品の比表面積（ブレーン値）（ｃｍ２／ｇ）」との関係は図７に示す様になり、また、
「製品のミル電力原単位（ｋｗｈ／ｔ）と製品の比表面積（ブレーン値）
（ｃｍ２／ｇ）」との関係は図８に示す様になった。
【００５６】
図７において、横軸は製品の比表面積（ブレーン値）（ｃｍ２／ｇ）、縦軸は製品の平均粒子径Ｄ５０（μｍ）、垂直線Ｘ１は、従来例の粉砕限界２７，０００ｃｍ２／ｇ、の位置を示す。
【００５７】
Ｉ３〜Ｉ５は、一次気流ＦＡの風量（一次気流量）Ｑ１の他に二次気流ＳＡの風量（二次気流量）Ｑ２を導入する場合である。
また、Ｉの次の数字は分級ロータブレードの回転数（単位１，０００ｒｐｍ）を示す。例えば、Ｉ３は３×１，０００ｒｐｍの回転数である。
混合旋回流Ｗの風量Ｑ３＝の次の数字は、一次気流量Ｑ１＋二次気流量Ｑ２の合計風量（ｍ３／ｍｉｎ）である。
一次気流の風量Ｑ１は３５ｍ３／ｍｉｎに維持されるので、例えば、Ｑ３＝５０は混合旋回流の風量が５０ｍ３／ｍｉｎで、二次気流の風量Ｑ２は１５ｍ３／ｍｉｎ、となる。
【００５８】
Ｅ３〜Ｅ５は、一次気流Ｑ１のみ、即ち、二次気流Ｑ２を導入しない場合であり、Ｅの次の数字は分級機ロータブレードの回転数（単位１，０００ｒｐｍ）である。例えば、Ｅ３は３×１，０００ｒｐｍの回転数である。
一次気流量Ｑ１＝の次の数字は風量ｍ３／ｍｉｎであり、その数字の次のＬは、その数字の風量の線上であることを示す。
例えば、Ｑ１＝４７は一次気流の風量が４７ｍ３／ｍｉｎ、Ｑ１＝４０Ｌは一次気流量Ｑ１＝４０ｍ３／ｍｉｎ、の線上であることを示す。
【００５９】
この図から明らかな様に、一次気流量Ｑ１のみ、即ち、二次気流量Ｑ２を導入しない場合、の粒度分布の変更範囲はＥ３〜Ｅ５の曲線で囲まれる範囲、即ち、ブレーン値約３８，０００ｃｍ２／ｇ〜１８，０００ｃｍ２／ｇ の範囲における曲線部分である。
【００６０】
二次気流量Ｑ２を導入した場合の粒度分布の変更範囲は、Ｉ３〜Ｉ５の曲線で囲まれる範囲の右側の交点Ｐ３〜Ｐ５までの曲線部分、すなわち、ブレーン値約約３４，０００ｃｍ２／ｇ〜１８，０００ｃｍ２／ｇ の範囲における曲線部分である。この交点Ｐ３〜Ｐ５は、一次気流のみを導入した場合の曲線Ｅ３〜Ｅ５と二次気流量Ｑ２を導入した場合の曲線Ｉ３〜Ｉ５との交点である。
これらの各々の曲線部分を比較すると、二次気流量Ｑ２の導入により同一比表面積で大幅に粒度分布を変えることができることがわかる。
【００６１】
なお、同一比表面積の粉末度に対しても製品の平均粒子径Ｄ５０（μｍ）が大幅に変更できるので、製品の粒度分布幅が大幅に変更できて、更に、粗大粒子の飛び込みが著しく少ないことも二次気流量Ｑ２の導入の成果である。
【００６２】
図８において、横軸は製品の比表面積（ブレーン値）（ｃｍ２／ｇ）、縦軸は製品のミル電力単位（ｋｗｈ／ｔ）であり、垂直線Ｘ２は分級性能の悪い分級機の粉砕限界の位置（ブレーン値２０，０００ｃｍ２／ｇ）、Ｘ３はその性能が良い場合の粉砕限界の位置（ブレーン値２８，０００ｃｍ２／ｇ）を示す。
【００６３】
垂直線Ｘ３の右側、即ち、ブレーン値が大きくなる方向側の曲線Ｉ６は、フレークを粉砕室から排出させ、循環回路を介して該粉砕室に戻した場合であり、曲線Ｉ７は、フレークを粉砕室から排出させ解砕した後、微粉末を二次気流
Ｑ２に混入し粗粉を粉砕室に戻した場合である。
フレークを粉砕室から排出させ解砕した後、循環回路を介して再び粉砕室に戻した場合Ｉ８は、曲線Ｉ６と曲線Ｉ７との間の値となる。
なお、この図における分級機ロータブレードの回転数は５，０００ｒｐｍ、ダムリングは２０ｍｍ、一次気流量Ｑ１は２５〜４５ｍ３／ｍｉｎである。
【００６４】
この図から明らかな様に、フレークを解砕しないで、そのまま強制循環させて粉砕室に戻し、フレークの強制粉砕を行うと、炭カルの場合は比表面積（ブレーン値）で４５，０００ｃｍ２／ｇ程度まで微粉砕限界を伸ばすことができる。
【００６５】
又、フレークを解砕した後、粉砕室に戻したり、又は、微粉末を二次気流量Ｑ２に混合し、粗粉を粉砕室に戻したりすると、微粉砕の促進（炭カルの場合はブレーン値４５，０００ｃｍ２／ｇ）が可能となるとともに、著しい製品の時産量の増加と電力原単位（ｋｗｈ／ｔ）の低減を図ることができる。
【００６６】
尚、上記実験では、二次気流導入部６０の位置は分級機１１の下部直近の例であるが、本実験例以外の二次気流導入部６０の位置を変えた実験結果については、示してないが同様な結果を得ている。
即ち、二次気流導入部６０を粉砕部（粉砕室）の上部直近、或いは粉砕室の上部直近と分級機の下部直近の中間位置に導入した場合でも、それぞれの導入部６０の位置に応じて同様な傾向を示している。
【００６７】
これらの関係を図９、図１０により説明する。
図１０は従来例のイラストであり、粉砕室と分級室間のケーシングが、ハイサイドＨ、スタンダードＳ、ローサイドＬの３種類である場合について一次気流調整用ノズル１０出口の粉末度の程度ＯＤ及び分級室入口の粉末度の程度ＩＤ（細い、粗い）をイラストＩＬ、ＩＳ、ＩＨで示している。
この粉末度の程度ＯＤ、ＩＤにおいて、ハッチングを施した長方形ＨＳは一次気流量Ｑ１が多い場合であり、また、その内側の無地の長方形ＷＳは一次気流量Ｑ１が少ない場合である。その長方形の長さＬＭが長い程粗く、逆にそれが短い程細いことを示す。
【００６８】
このイラストから理解されるように、一次気流量Ｑ１が同風量であれば、ローサイドＬの場合は製品の粉末度が最も粗いものを空気分級機で回収する。
そのため、分級後の粗粉も粗くなり、粉砕室から排出される段階で排出粉は最も粗くなるため、ノズル１０出口の粉末度は最も粗くなって上昇旋回しながら最も粗い粉末度で分級室５入口に到達して分級機で最も粗く分級される。
【００６９】
一次気流調整用ノズル１０出口の粉末度の程度ＯＤ及び分級室入口の粉末度の程度ＩＤは、ケーシングがスタンダードＳ、ハイサイドＨの順に細かくなりながら上昇旋回し、分級機入口に到達し、該分級機ではケーシングがスタンダードＳ、ハイサイドＨの順に細かく分級されることをイラストは示している。
【００７０】
図９は本発明のイラストである。粉砕された原料は粉砕室の該ノズル１０から分級室に向って旋回上昇する一次気流ＦＡに二次気流ＳＡを該一次気流と同方向の接線方向に導入して気流量を増大させて一次気流量Ｑ１と二次気流量Ｑ２との流量比Ｑ１／Ｑ２を変更しながら粉砕産物の粒度分布を制御する方法をイラストで説明している。
【００７１】
このイラストから理解されるように、この説明にも前記図１０で説明したと同じ考え方が適用できる。
一次気流調整用ノズル１０出口の粉末度の程度ＯＤは一次気流ＦＡの気流量
Ｑ１が多いと粗くなり、少ないと細かくなる関係にある。
図１０で説明したと同じように、下段二次気流取入口６０Ｃより二次気流を導入した場合は分級機入口に対する粉末度の程度ＩＤは粗くなって分級機へ搬送される。そのため、分級機の分級条件が一定な為、分級後の粗粉も粗くなり、粉砕室から排出される段階で排出粉は粗くなるので、ノズル１０出口の粉末度は粗くなって上昇旋回しながら更に下段二次気流取入口６０Ｃより二次気流ＳＡを導入するため、上昇旋回流の気流量は更に増大して粗い粉末度で分級室５入口に到達して分級機で最も粗く分級されることをイラストＩＬは示している。
【００７２】
中段二次気流取入口６０Ｂ、上段二次気流取入口６０Ａの位置に順に分級室入口に対する粉末度の程度ＩＤは細かくなり、上昇旋回しながら、更に中段、上段の二次気流取入口６０Ｂ、６０Ａより二次気流ＳＡが導入されるため、更に上昇旋回流は強められて更に粗大化した粉末度で分級機入口に到達して、該分級機では中段二次気流取入口６０Ｂ、上段二次気流取入口６０Ａの順に細かく分級されることをイラストＩＭ、ＩＴは示している。
【００７３】
図９は、ケーシングがハイサイドＨ、スタンダードＳ、ローサイドＬである場合の図１０のイラストとの関係も包含している。
即ち、粉砕室３と分級室５間のケーシングの高さをその必要の都度取り替える必要もなく、二次気流ＳＡの導入のみで目的を達成できることを示している。
このことは同一比表面積（ｃｍ２）の粉末度でも、平均粒子径Ｄ５０（μｍ）、製品中の微粒子割合（％）と粗大粒子割合（％）などを調整できることから、粒度分布幅もブロードからシャープにと粉末制御できることを示している。
【００７４】
なお、本実験に用いた粉砕原料は炭カル（石灰石）であるが、他の粉砕原料、例えば、タルク、スラグ粉末、珪石についても実施し同様な結果を得ている。
【００７５】
本発明の実施例は、上記に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更を加え得ることができるのは勿論である。
【００７６】
【発明の効果】
本発明は、次の如き顕著な効果を奏する。
（１）粉砕室の粉砕ローラの上端レベルと前記分級室の下部真下端面レベルの間に配設され、かつ、前記搬送旋回流中に搬送分級用二次気流を導入せしめる粒度分布調整手段が設けられているので、従来例に比し、大幅な粒度分布の変更とその変更制御の容易な操作性機能を高めることができる。
（２）竪型ローラミルから排出されるフレークを解砕した後、前記分級室或いは前記粉砕室に戻すので、ローラミルの微粉末領域に於ける更なる微粉砕化の促進と粉砕効率の向上を図ることができると同時に、フレークを解砕しないでそのまま直接粉砕室に戻す場合に比べ、粉砕室に於ける圧壊粉砕される被粉砕物の嵩比重を各種粉砕原料に応じて適当な解砕粉末度にすることによつて高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】本発明の第２実施例を示す図である。
【図５】本発明の第３実施例を示す図である。
【図６】本発明の第４施例を示す図である。
【図７】実験結果を示すグラフである。
【図８】実験結果を示すグラフである。
【図９】本発明の二次気流取入口の位置と粒度分布との関係を示すイラストである。
【図１０】従来例のケーシングの高さと粒度分布との関係を示すイラストである。
【符号の説明】
１ 外側密閉ケーシング
３ 粉砕室
５ 分級室
８ 粉砕ローラ
１１ 空気分級機
１２ 内側ホッパ
２０ ロータブレード
５０ 循環回路
６０ 二次気流導入部
９５ フレーク解砕機
Claims (8)
- 外側密閉ケーシングの下部に設けられた竪型ローラミル粉砕室と，該外側密閉ケーシングの上部に設けられた空気分級室と，該外側密閉ケーシング内に搬送分級用一次気流を導入して前記粉砕室から前記分級室に向かう搬送旋回流を形成せしめるノズルと，該粉砕室に粉砕原料を供給する送り込み手段と，を備えた粉砕分級装置であって；
前記竪型ローラミル粉砕室から排出されるフレークを解砕して前記送り込み手段に送り込む解砕循環搬送手段が設けられていることを特徴とする粉砕分級装置。 - 外側密閉ケーシングの下部に設けられた竪型ローラミル粉砕室と，該外側密閉ケーシングの上部に設けられた空気分級室と，該外側密閉ケーシング内に搬送分級用一次気流を導入して前記粉砕室から前記分級室に向かう搬送旋回流を形成せしめるノズルと，該粉砕室に粉砕原料を供給する送り込み手段と，を備えた粉砕分級装置であって；
前記粉砕室の粉砕ローラの上端レベルと前記分級室の下部真下端面レベルの間に配設され、かつ、前記搬送旋回流中に搬送分級用二次気流を導入せしめる粒度分布調整手段と、
前記竪型ローラミル粉砕室から排出されるフレークを解砕して前記送り込み手段に送り込む解砕循環搬送手段と、
が設けられていることを特徴とする粉砕分級装置。 - 前記粒度分布調整手段が、流量比制御装置を備えていることを特徴とする請求項２記載の粉砕分級装置。
- 前記粒度分布調整手段が、二次気流導入部を備えており、解砕循環搬送手段が、切換シュートを介して前記送り込み手段に連結されており、該切換シュートが、前記二次気流導入部に連結されていることを特徴とする請求項２記載の粉砕分級装置。
- 外側密閉ケーシング下部に設けられた竪型ローラミル粉砕室に粉砕原料を供給して粉砕する工程と，粉砕した原料を、該外側密閉ケーシング内に形成され、かつ、該粉砕室から空気分級室に向かう搬送旋回流に乗せて搬送する工程と，該空気分級室に搬送された前記原料を空気分級する工程と，を備えた粉砕分級方法であって；
前記竪型ローラミル粉砕室から排出されるフレークを解砕した後、粉砕原料を供給する送り込み手段を介して前記粉砕室に戻すことを特徴とする粉砕分級方法。 - 外側密閉ケーシングの下部に設けられた竪型ローラミル粉砕室に粉砕原料を供給して粉砕する工程と，粉砕された原料を、該外側密閉ケーシング内に形成され、かつ、該粉砕室から空気分級室に向かう搬送旋回流に乗せて搬送する工程と，該空気分級室に搬送された前記原料を空気分級する工程と，を備えた粉砕分級方法であって；
前記粉砕室の粉砕ローラの上端レベルと前記分級室の下部真下端面レベルの間に位置する前記搬送旋回流中に、接線方向から搬送分級用二次気流を導入せしめるとともに、前記竪型ローラミル粉砕室から排出されるフレークを解砕した後、粉砕原料を供給する送り込み手段を介して前記粉砕室に戻すことを特徴とする粉砕分級方法。 - 外側密閉ケーシングの下部に設けられた竪型ローラミル粉砕室に粉砕原料を供給して粉砕する工程と，粉砕された原料を、該外側密閉ケーシング内に形成され、かつ、該粉砕室から空気分級室に向かう搬送旋回流に乗せて搬送する工程と，該空気分級室に搬送された前記原料を空気分級する工程と，を備えた粉砕分級方法であって；
前記粉砕室の粉砕ローラの上端レベルと前記分級室の下部真下端面レベルの間に位置する前記搬送旋回流中に、接線方向から搬送分級用二次気流を導入せしめるとともに、前記竪型ローラミル粉砕室から排出されるフレークを解砕した後、その解砕物を前記搬送分級用二次気流の導入部に供給することを特徴とする粉砕分級方法。 - 搬送分級用二次気流の導入量が、調整可能であることを特徴とする請求項６、又は、７記載の粉砕分級方法。
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