JPS62244457A - Crusher and operation method thereof - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は粉砕装置およびその運転方法に係り、特にチュ
ーブミルあるいはボールミルなどのように回転するミル
本体内部に複数個の粉砕ボールを有するミルにおける粉
砕動力を低減させるための粉砕装置およびその運転方法
に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a grinding device and a method of operating the same, and particularly to a mill having a plurality of grinding balls inside a rotating mill body such as a tube mill or a ball mill. The present invention relates to a crushing device and an operating method thereof for reducing crushing power.

（従来の技術） 石炭の利用拡大の中で、高濃度石炭・水スラリ（以下Ｃ
ＷＭと略す）の利用技術は、国内および海外で急速に開
発が進められ、注目されつつあるが、このＣＷＭをいか
に低価格で製造できるかということが大きな課題となっ
ている。(Conventional technology) With the expansion of coal use, highly concentrated coal/water slurry (C
Technology for utilizing CWM (abbreviated as WM) is being rapidly developed and attracting attention both domestically and overseas, but a major challenge is how to manufacture this CWM at a low cost.

さて、このＣＷＭは石炭、水などを主成分としてこれに
界面活性剤、アルカリ物質などを添加した混合物であり
、スラリ中の石炭濃度が５Ｑｗｔ％以上、好ましくは５
５ｗｔ％以−Ｌであり、その粘度が４０’００　ｃ　Ｐ
以下、好ましくは２００”ＯＣＰ以下のものである。Now, this CWM is a mixture of coal, water, etc. as its main components, to which surfactants, alkaline substances, etc. are added, and the coal concentration in the slurry is 5Qwt% or more, preferably 5Qwt% or more.
5wt% or more -L and its viscosity is 40'00 cP
Preferably, the OCP is 200'' or less.

このような高濃度でかつ流動性の高いスラリを製造する
ための必要条件は特開昭５４−１６５１１号に開示され
ている。その内容は石炭を粉砕して（１）式で示される
粒径分布に調整し、しかも３μｍ以下のコロイド粒子を
５ｗｔ％以上とすることによりＣＷＭを製造するもので
ある。The necessary conditions for producing such a highly concentrated and highly fluid slurry are disclosed in JP-A-54-16511. The content is to produce CWM by pulverizing coal to adjust the particle size distribution shown by formula (1) and making colloidal particles of 3 μm or less 5 wt % or more.

Ｒ：篩下累積重量割合（ｗｔ％） Ｄ：粒径（μｍ） ＤＬ：最大粒径（メｔｍ） １）ｓ：最小粒径（μｍ） しかしこの方法では石炭を微粉砕して微粒分を多く製造
する必要がありこのため粉砕動力が高くなる欠点がある
が、前述の特許出願明細書には粉砕法についての記述は
ない。R: Cumulative weight ratio under sieve (wt%) D: Particle size (μm) DL: Maximum particle size (metm) 1) s: Minimum particle size (μm) However, in this method, the coal is finely pulverized to remove the fine particles. Although there is a drawback that a large number of products need to be produced and therefore the crushing power becomes high, there is no description of the crushing method in the above-mentioned patent application specifications.

ＣＷＭ製造用粉砕法に関しては特開昭５７−９６０９０
号に開示されている。その内容８Ｊ相粒と微粒を別々に
製造したのら、これらに水および分散剤を添加したのち
高剪断力を与えて混合分散処理するものである。この方
法によってＣＷＭの製造が可能であるが、粉砕機が２台
とその他に高剪断混合攪拌装置が必要であり、そのため
粉砕動力以外に混合動力が新たに加わりスラリ製造コス
トが高くなる欠点がある。Regarding the pulverization method for manufacturing CWM, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-96090.
Disclosed in the issue. Contents: 8J phase grains and fine grains are produced separately, water and a dispersant are added to them, and then a high shear force is applied to mix and disperse them. Although it is possible to produce CWM using this method, it requires two pulverizers and a high-shear mixing and stirring device, which has the disadvantage of adding mixing power in addition to the pulverizing power, increasing the slurry production cost. .

現在国内外で行なわれているＣＷＭの−・般的製造方法
はチューブミル（ボールミルとも呼ばれる）に石炭と水
のほかに界面活性剤およびアルカリ物質などの添、加削
を連続的に供給しながら粉砕するものである。ミルに供
給する石炭と水との重量比は６対４から８対２の間であ
り、ミル内で石炭の粉砕および石炭粒子の水への分散を
同時に行なうことにより１台のミルでＣＷＭを製造する
ごとができる。The general manufacturing method for CWM currently being carried out in Japan and overseas is to continuously feed coal and water, adding surfactants and alkaline substances, etc. to a tube mill (also called a ball mill). It is meant to be crushed. The weight ratio of coal to water supplied to the mill is between 6:4 and 8:2, and CWM can be achieved in one mill by simultaneously crushing the coal and dispersing the coal particles in water. We can do every manufacturing step.

チューブミルが用いられている理由は１台のミルで（１
）式に示される粒径分布を有するＣＷＭを製造できるの
でプロセスが簡単であるとい・う点である。チューブミ
ルは円筒状の容器の中に粉砕用ボールと破砕物を投入し
、容器の回転によってボールを高くまでかき」二げ、そ
の自然落下による衝撃や摩擦により粉砕を進めるもので
ある。しかしボールの自然落下では粉砕効率が悪く、長
時間の粉砕が必要である。またミルが大型化するほどそ
の本体重量（回転部）が増すため、これを回転させるた
めに大きな力が必要となり粉砕動力費は高くなる。この
ためチューブミルの粉砕効率を向上することにより粉砕
動力を低減してＣＷＭの燃料コストを抑制することが望
まれている。The reason why tube mills are used is that one mill (1
The point is that the process is simple because CWM having the particle size distribution shown by the formula can be manufactured. In a tube mill, grinding balls and crushed material are placed in a cylindrical container, and the rotation of the container scrapes the balls up to a high height, and the impact and friction caused by the natural fall of the balls causes the grinding to proceed. However, when the balls fall naturally, the grinding efficiency is poor, and grinding takes a long time. Furthermore, as the size of the mill increases, the weight of the main body (rotating part) increases, so a greater force is required to rotate the mill, and the cost of power for grinding increases. Therefore, it is desired to reduce the crushing power by improving the crushing efficiency of the tube mill, thereby suppressing the fuel cost of CWM.

チューブミルの粉砕効率を向上する方法については特開
昭５３−１１６５６１号、同５４＝２５６８号に開示さ
れている。前２者はミル内に大きさの異なるボールを投
入し、かつ内壁にリフターを設けたミルを開示している
。この発明によるとリフターにより、大きさの異なるボ
ールを分離でき、その結果ミル入口側に大きなボール、
ミル出口側に小さなボールのみが位置するようになる。A method for improving the crushing efficiency of a tube mill is disclosed in Japanese Patent Laid-open Nos. 53-116561 and 54-2568. The former two disclose a mill in which balls of different sizes are introduced into the mill and a lifter is provided on the inner wall. According to this invention, balls of different sizes can be separated by a lifter, and as a result, large balls and
Only small balls are now located on the mill exit side.

このためミル入口より投入された破砕物は大きなボール
により粗粉砕されたのちミル出口側に移動しながら小さ
なボールにより微粉砕される。このミルは１台にして粗
粉砕と微粉砕を同時に進行させ得る機能を有し、高濃度
石炭・水スラリに好適な広い粒径分布（前記（１）式）
の製造に有りＪと考えられる。For this reason, the crushed material introduced from the mill inlet is coarsely pulverized by large balls and then finely pulverized by small balls while moving toward the mill outlet. This mill has the ability to perform coarse pulverization and fine pulverization simultaneously in one unit, and has a wide particle size distribution (formula (1) above) suitable for highly concentrated coal/water slurry.
It is considered to be J in the manufacture of.

（発明が解決しようとする問題点） しかし特開昭５１−１１６５６１号、同５４−２５６８
号に開示されているミルは、従来の２室型チユーブミル
と同じ効果を有すると考えられる。(Problems to be solved by the invention) However, Japanese Patent Application Laid-open Nos. 51-116561 and 54-2568
It is believed that the mill disclosed in this issue has the same effect as a conventional two-chamber tube mill.

従来の２室型ミルではミル入口に近い第１室に大きなボ
ールが配置されており、一方ミル出口に近い第２室に小
さなボールが投入されている。このようなミルでも破砕
物は第１室で大きなボールにより粗粉砕されたのち隔壁
を通過して第２室に移動し、次いで小さなボールにより
微粉砕される。In conventional two-chamber mills, large balls are placed in the first chamber near the mill inlet, while small balls are placed in the second chamber near the mill outlet. Even in such a mill, the crushed material is coarsely pulverized by large balls in the first chamber, passes through a partition wall, moves to the second chamber, and is then finely pulverized by small balls.

この結果、製造スラリ中には粗粒と微粒が均一に含有さ
れており、石炭スラリに好適な広い粒径分布となること
をすでに本発明者らは実験で確認している。しかしいず
れのミルも広い粒（￥分４１を製造するにば適している
が、ミルそのものの粉砕動力を低減する機能を有するも
のではない。ミル粉砕動力を低減することば換汀すると
粉砕効率が最も高（なる条件で粉砕することである。前
記特開昭５３−１　］　６５６１号、同５４−２５６８
号はリフターやミル構造を規定したものであるが、それ
だけでは最大粉砕効率は得られないという問題点がある
。As a result, the present inventors have already confirmed through experiments that coarse particles and fine particles are uniformly contained in the produced slurry, resulting in a wide particle size distribution suitable for coal slurry. However, although both mills are suitable for producing wide grains (¥41), they do not have the function of reducing the grinding power of the mill itself.In terms of reducing the mill grinding power, the grinding efficiency is the highest. The method is to crush under conditions such as high
No. 1 stipulates the lifter and mill structure, but there is a problem in that the maximum grinding efficiency cannot be obtained only by using the lifter and mill structure.

本発明の目的は、微細粒径を多く含み、かつ広範囲の粒
径分布を有する粉粒体を低価格で製造するため、その粉
砕動力を大幅に低減した粉砕装置およびその運転方法を
提供することにある。An object of the present invention is to provide a pulverizer and an operating method thereof that can significantly reduce the pulverizing power in order to produce powder and granules containing many fine particles and having a wide range of particle size distribution at a low cost. It is in.

（問題点を解決するだめの手段） 本発明は、粉砕されるべき原料を供給する入「−１と粉
砕された被粉砕物を取出す出口とを備えた粉砕室を形成
するミル本体と、ミル本体内壁に形成した突起状リフタ
ーと、ミル本体内に内装した複数個の粉砕ボールと、ミ
ル本体を回転させる駆動装置とからなり、前記リフター
の高さをミル本体内壁直径の０．０４以上とすることを
特徴とする。(Means for Solving the Problems) The present invention provides a mill main body forming a grinding chamber having an inlet (-1) for supplying the raw material to be ground and an outlet for taking out the ground material; It consists of a protruding lifter formed on the inner wall of the mill body, a plurality of grinding balls housed inside the mill body, and a drive device that rotates the mill body, and the height of the lifter is set to 0.04 or more of the diameter of the inner wall of the mill body. It is characterized by

また本発明の粉砕装置の運転方法は、入１丁１と出口と
を備えた粉砕室を形成するミル本体内壁面に、その高さ
がミル本体内壁直径の０．０４以−にである突起状のリ
フターを設Ｌ）、ミル本体で形成される粉砕室内には複
数個の粉砕用ボールを装入し、かつ粉砕されるべき原料
を前記ミル本体人［１より供給し、粉砕された被粉砕物
を前記本体内「１より取出すようにするとともに、前記
本体を回転させる駆動装置により、その回転ｌ・ルクが
最大となる状態で運転するように駆動装置の回転数制御
を行なうことを特徴とする。Further, in the method of operating the crushing apparatus of the present invention, a projection having a height of 0.04 or more of the diameter of the inside wall of the mill body is provided on the inside wall surface of the mill body forming a crushing chamber equipped with an inlet 1 and an outlet. A lifter of the shape L) is installed, a plurality of grinding balls are charged into the grinding chamber formed by the mill main body, and the raw material to be ground is supplied from the mill main body [1], and the ground material is The pulverized material is taken out from "1" in the main body, and the rotation speed of the drive device is controlled so that the drive device that rotates the main body operates in a state where the rotational torque is maximized. shall be.

（実施例） 本発明に基づく石炭・水スラリ製造プロセスの基Ｐｉｌ
！ｍ念を第１図（Ａ）に示す。ボンパー１に貯蔵された
原料石炭はフィーダ２によりチューブミル５に供給され
る。一方タンク４に貯蔵された水、昇面活性剤およびア
ルカリ物質などの添加剤はポンプ３によりチューブミル
５へ供給される。石炭と水および添加剤はチューブミル
５内で混合され、さらに粉砕されたのち安定なＣＷＭと
なりミル（１１０よりオーバーフローする。オーバーフ
ローしたＣＷＭはタンク７に貯蔵されたのちスラリポン
プ８によりスクリーン（篩網）９に供給される。分級さ
れた粗粒１０のみチューブミル５に戻され再粉砕される
。粗粒を除去された燃料スラリ１４ばタンク１１に貯蔵
されたのち燃料として利用される。チューブミル５には
ミル回転数制御装置６が設けられている。該装置はチュ
ーブミル５の回転］・ルクを検出し、このトルクが高く
なるようにミル回転数を制御する機能を有する。(Example) Base Pil of coal/water slurry manufacturing process based on the present invention
! The idea is shown in Figure 1 (A). The raw coal stored in the bomber 1 is supplied to the tube mill 5 by the feeder 2. On the other hand, additives such as water, a surface-raising activator, and an alkaline substance stored in a tank 4 are supplied to a tube mill 5 by a pump 3. Coal, water, and additives are mixed in the tube mill 5 and further crushed to become stable CWM, which overflows from the mill (110).The overflowed CWM is stored in the tank 7, and then passed through a screen (sieve screen) by the slurry pump 8. ) 9. Only the classified coarse particles 10 are returned to the tube mill 5 and re-pulverized. The fuel slurry 14 from which the coarse particles have been removed is stored in the tank 11 and then used as fuel. The tube mill 5 is provided with a mill rotation speed control device 6. This device has a function of detecting the rotation torque of the tube mill 5 and controlling the mill rotation speed so that this torque becomes high.

上記装置において、ホッパー１に貯蔵された原料石炭の
粒径が大きずぎてチューブミル５により粉砕がスムーズ
に行なわれない場合、ホンパー１のあとにフィーダと粗
粉砕機を設けてもよい。In the above apparatus, if the particle size of the raw coal stored in the hopper 1 is too large to be pulverized smoothly by the tube mill 5, a feeder and a coarse pulverizer may be provided after the hopper 1.

また第１図（Ａ）では水および添加剤はチューブミル入
口１２から供給されているが、チューブミル出口１３よ
り供給してもよく、またミル入口１２および出口１３両
方より供給することも可能である。Furthermore, although water and additives are supplied from the tube mill inlet 12 in FIG. be.

また予め回転１−ルクが最大となる回転数を求めておい
て、この回転数を最初に七ノｌ−しておいてミルを運転
してもよく、この場合回転数制御装置６は不要となる。In addition, the rotation speed at which the rotational torque is the maximum may be determined in advance, and the mill may be operated with this rotation speed set to 7 rpm. In this case, the rotation speed control device 6 is unnecessary. Become.

また第１図（Ａ）は湿式粉砕のケースを示したものであ
るが、被砕物を乾式粉砕する場合も本発明を適用できる
。この場合は、第１図（Ａ）のポンプ３、タンク４は不
要となり、ミル出１１１３より排出される破砕物を気流
搬送するとよい。Further, although FIG. 1(A) shows a case of wet pulverization, the present invention can also be applied to a case where a material to be crushed is dry pulverized. In this case, the pump 3 and tank 4 shown in FIG. 1(A) are unnecessary, and the crushed material discharged from the mill outlet 1113 may be transported by air flow.

また第１図（Ａ）のプロセスは破砕物の種類によらず実
施し得るものである。Further, the process shown in FIG. 1(A) can be carried out regardless of the type of crushed material.

以下本発明を提案するにいたった技術的根拠を詳述する
。チューブミルの粉砕動力Ｗは一般的に次式で示される
。The technical basis for proposing the present invention will be explained in detail below. The crushing power W of a tube mill is generally expressed by the following formula.

Ｗ■Ｎ−Ｔ−ｔ　　　　　　・・・・・・（２）Ｎ：ミ
ル回転数（ｒｐｍ） Ｔ：ミルを回転させるために必要な］〜ルク（ｈｇｆ−
ｍ） ｔ：粉砕時間（ｍｉｎ） Ｗ：粉砕動力（ｋｗｈｒ） またチューブミルの処理Ｎｏ（ｋｇ）は次式で示される
。W ■N-T-t ...... (2) N: Mill rotation speed (rpm) T: Necessary to rotate the mill] ~ Luk (hgf-
m) t: Grinding time (min) W: Grinding power (kwhr) Further, the processing number (kg) of the tube mill is expressed by the following formula.

Ｑ＝Ｆｔ　　　　　　　　　　・・・・・・（３）Ｉパ
：石炭供給ｉｔ　（ｋｇ／　ｍ　ｉ　ｎ　）ｔ：粉砕時
間（ｒｎｉｎ） チューブミルの性能は単位石炭処理量力たりに要した動
力すなわち粉砕動力原単位Ｇ（ｋｗｈｒ／ｋｇ）で評価
される。この動力原単位Ｇを低減することがいわゆる動
力の低減になるもので本発明が目的とするところである
。（２）、（３）式より Ｆ　　−ｔ　　　　　　　　　　　　　Ｆが得られる。Q=Ft (3) I: Coal supply it (kg/min) t: Grinding time (rnin) The performance of a tube mill is determined by the power required per unit coal throughput, that is, the power source for grinding. It is evaluated in the unit G (kwhr/kg). Reducing this power unit G is what is called a reduction in power, and is the object of the present invention. F −t F can be obtained from equations (2) and (3).

（４）式から、粉砕動力を低減するためにはＦを大きく
してＮ−Ｔを小さくする必要があることが分かる。石炭
供給ｉｔＦを犬きくするためには、ミルの粉砕効率を最
大にして処理量を大きくしなければならない。また同時
に回転数とトルクの積を最小にすることが必要である。From equation (4), it can be seen that in order to reduce the crushing power, it is necessary to increase F and decrease NT. In order to increase the coal supply itF, it is necessary to maximize the grinding efficiency of the mill and increase the throughput. At the same time, it is necessary to minimize the product of rotation speed and torque.

したがって、本発明の目的とする低動力粉砕法を達成す
るには、回転数とトルクの積が最小となる条件で粉砕す
Ｊ率が最大となるようにミルを運転しなければならない
。Therefore, in order to achieve the low-power grinding method that is the object of the present invention, the mill must be operated so that the J rate of grinding is maximized under conditions where the product of rotation speed and torque is minimized.

そこで本発明者らは回転数およびトルクと粉砕効率との
関係を検討した。Therefore, the present inventors investigated the relationship between rotation speed, torque, and crushing efficiency.

第１図（Ｂ）に本発明に用いたミル構造を示した。ミル
本体５の中にリフター２１が設けられている。リフター
２１の形状（Ｊ角型の長い棒状であり、ミル５の内壁に
接して設けられている。なお、リフターは本体長さ方向
に１本の連結物でもよく、途中何箇所かで切れていても
よい。このミル構造は本発明を実施し得るミルの一例で
あり、他にも種々の構造が通用できる。FIG. 1(B) shows the mill structure used in the present invention. A lifter 21 is provided inside the mill body 5. The shape of the lifter 21 (it is a long J-square rod shape, and is provided in contact with the inner wall of the mill 5.The lifter 21 may be a single connected piece in the length direction of the main body, and may be broken at several points along the way. This mill structure is an example of a mill that can carry out the present invention, and various other structures are also applicable.

第２図にチューブミルのわ）伸動率を調べた結果を示し
た。横軸は臨界速度比Ｎ　／　Ｎ　ｃ、であり、これは
次式で示される臨界速度Ｎｃ　　（ミル本体の回転数が
ある値以上になると、ボールや破砕物が本体内壁から落
下しないで一体となって回転する回転数をいう）に対す
るミル回転数比である。Figure 2 shows the results of examining the elongation rate of the tube mill. The horizontal axis is the critical speed ratio N/Nc, which is expressed by the following formula. This is the mill rotation speed ratio to the mill rotation speed (the rotation speed at which the mill rotates).

Ｎｃ：臨界速度 Ｄ＝ミル内径 ｄ：ポール最大径 第２図縦軸は２００メソシユ（７４μｍ）以下の重量割
合である。その値は臨界速度比が３０〜５０％の範囲で
高く、特に４０％のとき２００メソシユパス量はピーク
値を示し、この場合に粉砕効率が最大であることが分か
る。Nc: Critical speed D=Mill inner diameter d: Maximum pole diameter The vertical axis in FIG. The value is high when the critical speed ratio is in the range of 30 to 50%, and in particular, when the critical speed ratio is 40%, the 200 mesosyu pass amount shows a peak value, and it can be seen that the crushing efficiency is maximum in this case.

そこで次にミル回転数とトルクとの関係を検討した。第
３図は臨界速度比と回転トルクとの関係を示した線図で
ある。回転トルクは臨界速度比が３０〜５０％の範囲で
高くなるが臨界速度比４０％で最大値となる。この傾向
は第２図に示した粉砕効率と対応していることから、ミ
ルの回転トルクが高いほど粉砕効率が高（なるという知
見が得られた。Therefore, we next investigated the relationship between mill rotation speed and torque. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between critical speed ratio and rotational torque. The rotational torque becomes high when the critical speed ratio is in the range of 30 to 50%, but reaches its maximum value when the critical speed ratio is 40%. Since this tendency corresponds to the grinding efficiency shown in FIG. 2, it was found that the higher the rotational torque of the mill, the higher the grinding efficiency.

次に（４）式の動力原単位に比例する値として、回転数
とトルクの積を実験値より求め、臨界速度比７０％にお
ける値を１００としたときの比を第４図に示した。動力
原単位比は低速回転はど低くなることが分かる。Next, as a value proportional to the power unit in equation (4), the product of rotation speed and torque was determined from experimental values, and the ratio is shown in FIG. 4 when the value at a critical speed ratio of 70% is set as 100. It can be seen that the power consumption ratio becomes lower at low speed rotation.

以上より（４）式の動力原単位を最小にする粉砕条件は
次のようになる。From the above, the grinding conditions that minimize the power unit of equation (4) are as follows.

すなわち（４）式中の粉砕処理量Ｆを最大にするための
ミル回転数は第２図で示したように粉砕効率が大となる
回転数で臨界速度の３０〜５０％である。That is, the mill rotation speed for maximizing the grinding throughput F in equation (4) is the rotation speed at which the grinding efficiency is high, as shown in FIG. 2, and is 30 to 50% of the critical speed.

また第４図より、ミル回転数が低いほど（４）式中のミ
ル回転数ＮとトルクＴの積が小さくなるので粉砕動力原
単位Ｇを小とする好Ｊミル回転数は臨界速度の３０〜５
０％であることが分かる。Also, from Figure 4, the lower the mill rotation speed is, the smaller the product of mill rotation speed N and torque T in equation (4) becomes. ~5
It can be seen that it is 0%.

ここで注目すべきことは最適ミル回転数は粉砕効率が最
大となる、換言すればミルの回転トルクが最大となる場
合であるという点である。この結果から回転トルクが最
大値をとるようにミル回転数を調整すれば、最小の動力
で最大の粉砕効率が得られるという知見を本発明者らは
得ることができた。What should be noted here is that the optimal mill rotational speed is the one where the grinding efficiency is maximized, in other words, the rotational torque of the mill is maximized. From this result, the present inventors were able to obtain the knowledge that the maximum grinding efficiency can be obtained with the minimum power by adjusting the mill rotation speed so that the rotation torque takes the maximum value.

しかし最適回転数は粉砕時の石炭濃度やスラリ粘度、炭
種により異なり、またミルスケールその他の要因により
異なると考えられる。操作条件や石炭種が変わるたびに
最適回転数の選定が必要である。そこでこの手間を省く
ために本発明者らは最適回転数を自ら選定して動力の低
減をはかることができるインテリジェント型ミルを考え
た。以下その原理を詳述する。However, the optimum rotation speed is thought to vary depending on the coal concentration during pulverization, slurry viscosity, coal type, and mill scale and other factors. It is necessary to select the optimum rotation speed each time the operating conditions or coal type change. Therefore, in order to save this effort, the present inventors devised an intelligent mill that can reduce power by selecting the optimum rotation speed by itself. The principle will be explained in detail below.

石炭と水をチューブミルで高濃度湿式粉砕する場合、ミ
ルの回転トルクが高いほど粉砕効率が高くなることをす
でに実験により明らかにした。ミルの回転］−ルクは、
ミル本体を回転させるための］・ルクと、ミル内壁と粉
砕ボールとの摩擦から生じるトルクの２つに亦けて考え
られる。前者は一定なので粉砕時にトルクが変動するの
は復音が変化しているためである。すなわち回転トルク
が大きくなる現象は、ミル内壁とボールとの摩擦が大き
くなり、それだけミル内で摩擦粉砕が活発に進行してい
ることを示す。以−にからインテリジェント型ミルは回
転トルクが高くなるようにミル回転数を制御する装置を
有するチューブミルがよいことを本発明者らは明らかに
した。Experiments have already shown that when coal and water are wet-pulverized at high concentrations using a tube mill, the higher the rotational torque of the mill, the higher the pulverization efficiency. Rotation of the mill] - Luk is
Two factors can be considered: the torque required to rotate the mill body, and the torque generated from the friction between the mill inner wall and the grinding balls. Since the former is constant, the reason why the torque fluctuates during crushing is because the repeating sound is changing. In other words, the phenomenon in which the rotational torque increases indicates that the friction between the inner wall of the mill and the balls increases, and that friction pulverization is progressing more actively within the mill. From the above, the present inventors have clarified that the intelligent type mill is preferably a tube mill having a device for controlling the mill rotation speed so as to increase the rotational torque.

第５図にインテリジェント型ミルの一例を示した。装置
構成はデユープミル本体５、ミルを回転させるモータ３
３、ｌ・ルク計３５、回転計３４、回転数制御装置６お
よび電力計３２よりなる。ミル本体内には第１図（１３
）に示したリフターが設けられている。ミル内には粉砕
ボールが投入されている。次に装置機能を説明する。連
続運転する場合、石炭および水、界面活性剤はミル人目
１２より供給されたのち粉砕されてミル内１１１３より
排出される。粉砕時の回転トルクば１−ルク計３５によ
り測定されたのちトルク信号は回転数制御装置６へ送ら
れる。制御装置６は、回転］・ルクが最大となるように
ミル回転数を制御する機能を有し、制御信号がモータ３
３へ送られるようになっている。Figure 5 shows an example of an intelligent mill. The device consists of a duplex mill body 5, a motor 3 that rotates the mill.
3. Consists of an l-lux meter 35, a tachometer 34, a rotation speed control device 6, and a wattmeter 32. Figure 1 (13) is inside the mill body.
) is equipped with a lifter as shown in Grinding balls are placed inside the mill. Next, the device functions will be explained. In the case of continuous operation, coal, water, and surfactant are supplied from the mill number 12, then crushed and discharged from the mill interior 1113. After the rotational torque during crushing is measured by a torque meter 35, the torque signal is sent to the rotational speed control device 6. The control device 6 has a function of controlling the mill rotation speed so that the rotation torque is maximized, and the control signal is transmitted to the motor 3.
It is now sent to 3.

以下第５図の装置を用いた実施例を説明する。An example using the apparatus shown in FIG. 5 will be described below.

第１図（Ａ＞に示すプロセスに従い高濃度石炭・水スラ
リを製造した。第１図（Δ）のチューブミル５として第
５図に示す構造のチューブミルを用いた。リフター構造
は第１図（Ｉ３）に示したものである。次に第１図（Ａ
）を用いて本実施例の具体的操作条件を述べる。A highly concentrated coal/water slurry was manufactured according to the process shown in Fig. 1 (A>). A tube mill with the structure shown in Fig. 5 was used as the tube mill 5 in Fig. 1 (Δ). The lifter structure is shown in Fig. 1. (I3). Next, Figure 1 (A
) will be used to describe the specific operating conditions of this example.

国内Ｔ炭（塊状炭）をハンマーミルで約１０ｍｍ以下に
粗粉砕したものをホッパー１へ貯蔵する。Domestic T coal (lump coal) is coarsely ground to approximately 10 mm or less using a hammer mill and stored in hopper 1.

該粉砕炭はフィーダ２によりミル５へ１５ｋｇ／ｈｒで
投入される。一方タンク４に貯蔵されている界面活性剤
とアルカリ物質および水はポンプ３によりミル５へ供給
される。ミル５内では石炭と界面活性剤溶液が混合され
、さらに粉砕されたのち高濃度石炭・水スラリとなりミ
ル出口１３より排出されタンク７に貯蔵される。ミル内
石炭濃度は５３ｗｔ％に調製されている。タンク７のス
ラリはポンプ８でスクリーン９へ供給され１１１１１以
七の粗粒１０ばミル５へ戻され再粉砕される。１龍以下
の微粒スラリ１４は製品としてタンク１１に貯蔵される
。本実施例では第５図で示した回転数制御装置を用いて
ミルの自動運転を行ない、ミル回転数とトルクの変化お
よび粉砕動力を電力？＋−＋により測定した。第６図に
トルク、回転数、粉砕動力の時間変化を示した。トルク
が最大となるようにミル回転数が制御され臨界速度比が
４０％一定となっている。また臨界速度比が７０％にお
りる動力を１００とすると回転制御により動力を５０％
まで低減できた。第７図に製品スラリの粒径分布の時間
変化を示した。製品スラリ巾の粒子の２００メソシエパ
ス量は一定であることより回転数制御により低動力で同
品質のスラリか得られることが分かった。The pulverized coal is fed into the mill 5 by the feeder 2 at a rate of 15 kg/hr. On the other hand, the surfactant, alkaline substance and water stored in tank 4 are supplied to mill 5 by pump 3. Coal and surfactant solution are mixed in the mill 5 and further pulverized to form a highly concentrated coal/water slurry, which is discharged from the mill outlet 13 and stored in the tank 7. The coal concentration in the mill was adjusted to 53 wt%. The slurry in the tank 7 is supplied to the screen 9 by the pump 8, and the coarse particles 10 of 11111 and above are returned to the mill 5 and re-pulverized. The fine slurry 14 of less than 1 yen is stored in the tank 11 as a product. In this embodiment, the mill is automatically operated using the rotation speed control device shown in FIG. 5, and changes in mill rotation speed and torque and crushing power are controlled by electric power. It was measured by +-+. Figure 6 shows the temporal changes in torque, rotational speed, and crushing power. The mill rotation speed is controlled so that the torque is maximized, and the critical speed ratio is kept constant at 40%. Also, if the power at which the critical speed ratio reaches 70% is 100, the power is reduced to 50% by rotation control.
We were able to reduce it to Figure 7 shows the change in particle size distribution of the product slurry over time. Since the amount of particles passing through 200 mesocieties in the width of the product slurry was constant, it was found that slurry of the same quality could be obtained with low power by controlling the rotation speed.

次に本発明者らはさらに動力の低減をはかるためには第
４図から分かるように低回転で粉砕すＪ率が最大となる
ような粉砕法を実施する必要があると考えミル構造を検
討した。Next, in order to further reduce the power, the inventors thought that it was necessary to implement a grinding method that maximizes the J ratio of grinding at low rotation speeds, as shown in Figure 4, and considered the mill structure. did.

そこで本発明者らは先ず低回転粉砕ミルとし゛（チュー
ブミルを改良した次のミルを考えた。チューブミルはそ
の回転円筒内に粉砕ボールと破砕物を投入して、円筒の
回転によりボールを高い位置までかき上げたのちその粉
砕ボールの落下による衝撃やボールの摩擦で破砕物をわ
〕砕するものである。粉砕エネルギ一番；１かき−にげ
られたボールの位置エネルギーが変換したものと考える
と、一般的にチューブミルの回転数が低いとき粉砕効率
が低下する理由はボールが充分に高い位置までかき一１
二げられていないためと推定される。高速回転のときに
粉砕ボールが高くまで持ら１−げられるのはボールに働
く重力に打ち勝つ遠心力が生しるためである。低速回転
ではこの遠心力が小さいためボールは低い位置までしか
かき−にげられない。そこで本発明者らはチューブミル
にリフターを設）Ｊてボールを効率的に高くまで持し−
にげるごとを考えた。Therefore, the present inventors first considered a low-rotation grinding mill (an improved version of the tube mill).The tube mill places grinding balls and crushed material into a rotating cylinder, and the rotation of the cylinder raises the balls. After being scraped up to a certain position, the crushed material is crushed by the impact of the falling crushing ball and the friction of the ball.The crushing energy is: If you think about it, the reason why the grinding efficiency generally decreases when the rotational speed of a tube mill is low is because the balls are scraped to a sufficiently high position.
It is presumed that this is because it has not been raised. The reason why the grinding balls are lifted high when rotating at high speed is because centrifugal force is generated that overcomes the gravity acting on the balls. At low speed rotation, this centrifugal force is small, so the ball can only be thrown to a low position. Therefore, the present inventors installed a lifter in the tube mill to efficiently hold the ball to a high height.
I thought about everything.

第１図（Ｂ）にリフター構造の一例を示した。An example of a lifter structure is shown in FIG. 1(B).

ミル本体５の中にリフター２１が設けられており、リフ
ター２１は角型の長い棒状でミル本体５の内壁に接して
設けられている。第２図の左の図はミルの入口１２の方
向からみた断面図で同図内へ方向のリフターの幅をリフ
ター高さＩ（とする。A lifter 21 is provided inside the mill body 5, and the lifter 21 has a long square rod shape and is provided in contact with the inner wall of the mill body 5. The left diagram in FIG. 2 is a sectional view taken from the direction of the inlet 12 of the mill, and the width of the lifter in the direction into the diagram is defined as the lifter height I (I).

第８図にチューブミルによるハツチ粉砕においてリフタ
ー高さを変えたときの粉砕効率を調べた結果を示した。Figure 8 shows the results of examining the crushing efficiency when changing the lifter height in hatch crushing using a tube mill.

第８図の縦軸は２００メノシエ（７４μｍ）以下の重量
割合である。ミル内径に対するリフターの高さＩ−１／
　Ｄが０のとき（リフクーがない場合）低速回転になる
と粉砕効率が下がるが、Ｈ／Ｄが０．０４程度になると
低速回転においても粉砕効率が下がらず高い粉砕性が維
持されている。特にＨ／Ｄ＝０．０６では臨界速度比が
４０％で粉砕効率最大となる。The vertical axis in FIG. 8 is the weight percentage of 200 menosiers (74 μm) or less. Lifter height relative to mill inner diameter I-1/
When D is 0 (when there is no refuku), the grinding efficiency decreases at low speed rotation, but when H/D becomes about 0.04, the grinding efficiency does not decrease even at low speed rotation and high grindability is maintained. In particular, when H/D=0.06, the critical speed ratio is 40% and the crushing efficiency is maximum.

以−トの検討」、り本発明者らは低回転ミルとしてはチ
ューブミルにリフターを設けたものがよいという知見を
得た。The inventors of the present invention have found that a tube mill equipped with a lifter is a good low-speed mill.

以−Ｆのようにミルの直径りに対するリフターの高さＩ
（の比Ｈ／　Ｄを０．０４以−ｌム好ましくば０．０６
以上にすることにより粉砕動力を低減できることが実施
例により確認できた。これはリフターを高くすることに
よりボールのかき−Ｉ−げ効率を高めることができたこ
とによる。The height I of the lifter relative to the diameter of the mill as shown below
(The ratio H/D is 0.04 or more - preferably 0.06
It was confirmed from the examples that the grinding power can be reduced by doing the above. This is due to the fact that by increasing the height of the lifter, it was possible to increase the efficiency of scraping the ball.

ここで本発明者らはボールのかき上げ効率器；１粉砕ポ
ール径に対するリフター高さの比にも太き（影響を受け
ると考え、これについても検ｉ＝１を行なった。第８図
の特性を有するミルと同一のミルを用いて粉砕ボール半
径ｒｂに対するリフター高さＨを変えたときの粉砕特性
を調べ、その結果を第９図に示した。臨界速度比Ｎ　／
　Ｎ　ｃによらずＩＩ／ｒｂが０．８以上で粉砕効率は
大となっている。特にＨ／ｒｂ＞ｌではほぼ一定の最大
値をとる。この理由を第１図（Ｃ）のモデルを用いて説
明する。Here, the inventors considered that the ratio of the lifter height to the diameter of the grinding pole is also influenced by the ball scraping efficiency device; The grinding characteristics were investigated when the lifter height H with respect to the grinding ball radius rb was changed using the same mill as the one having the characteristics, and the results are shown in Figure 9.Critical speed ratio N /
Regardless of Nc, the grinding efficiency is high when II/rb is 0.8 or more. In particular, when H/rb>l, it takes an almost constant maximum value. The reason for this will be explained using the model shown in FIG. 1(C).

Ｈ／ｒｂ＜１の場合、第１図（Ｃ）の左の図のようにボ
ールが遠心力によりある程度高くかき上げられるとボー
ルの重心位置がリフターの頂上（ミル中心側）よりミル
中心側になるためボールは矢印の方向に落下する。した
がってＨ／　ｒ　ｂ　＜　ｌではボールのかき上げ効率
は比較的低く、低速回転では粉砕効率は低い。一方１ｆ
／ｒｂ＞ｌの場合、第１図（Ｃ）の右の図のようにボー
ルがある程度高くまでかき上げられてもボールの中心は
リフター頂上よりもミル外周側にあるためボールは落下
せずそのまま矢印方向にかき−にげられる。このためＨ
＞ｒ　ｂ＞１ではボールは低速回転でも高くまでかき上
げられるので低速回転粉砕における粉砕効率は高い。以
上のような理由で第１０図のような結果が得られたもの
と考えられる。したがってリフターの高さＩ］は１１／
ｒｂ＞０．８であることが好ましく、特にＴ−１／　ｒ
　ｂ≧１であることが最も好ましい。またこの場合も粉
砕効率が高いほどミル回転軸のトルクは高くなり、第５
図に示した制御装置が適用でき、粉砕動力を大幅に低減
できる。When H/rb<1, as shown in the left diagram in Figure 1 (C), when the ball is lifted up to a certain degree by centrifugal force, the center of gravity of the ball moves from the top of the lifter (mill center side) to the mill center side. The ball will fall in the direction of the arrow. Therefore, when H/r b < l, the ball scraping efficiency is relatively low, and at low speed rotation, the crushing efficiency is low. On the other hand, 1f
In the case of /rb>l, even if the ball is raised to a certain height as shown in the right diagram of Figure 1 (C), the center of the ball is on the outside of the mill than the top of the lifter, so the ball will not fall and will remain as it is. It is scraped in the direction of the arrow. For this reason, H
> r b > 1, the balls can be scraped up to a high height even at low speed rotation, so the grinding efficiency in low speed rotation grinding is high. It is believed that the results shown in FIG. 10 were obtained for the reasons mentioned above. Therefore, the lifter height I] is 11/
It is preferable that rb>0.8, especially T-1/r
Most preferably b≧1. Also in this case, the higher the grinding efficiency, the higher the torque of the mill rotating shaft.
The control device shown in the figure can be applied, and the crushing power can be significantly reduced.

（発明の効果） 本発明によれば、高効率の低速回転粉砕が可能であるの
で、粉砕に要する動力費を従来技術より大幅に低減でき
るとともに、粉砕条件の変化に対応して粉砕装置の最適
回転数制御が可能である。(Effects of the Invention) According to the present invention, since highly efficient low-speed rotary pulverization is possible, the power cost required for pulverization can be significantly reduced compared to the conventional technology, and the pulverization equipment can be optimized in response to changes in pulverization conditions. Rotation speed control is possible.

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

第１図（Ａ）は、本発明の実施例である高濃度石炭・水
スラリ製造装置の系統図、第１図（Ｂ）および（Ｃ）は
それぞれ該製造装置の構成部分であるミル本体の構造を
示す図、第２図は、ミル本体の臨界速度比と製造スラリ
中の石炭粒子の２００メンシユバス量との関係を示す図
、第３図は、臨界速度比と粉砕時の実トルクとの関係を
示す図、第４図は、ハツチ粉砕試験にお＋Ｊる臨界速度
比と動力原中位比との関係を示す図、第５図は本発明を
実施するための回転数制御型粉砕装置の構成図、第６図
は回転数制御型ミルによる試験結果であって、トルク、
臨界速度比、所要動力比と粉砕装置運転時間の関係図、
第７図は、製品スラリ中の２００メソシユパス量の時間
経過を示す図、第８図は、臨界速度比と製造スラリ中石
炭粒子の２００メソシブ４パス量との関係を示す図、第
９図は、製品スラリ中の２００メソシユパス量とポール
半径に対するリフター高さの比との関係を示す図である
。 １・・・石炭ホッパー、２・・・フィーダ、３・・・ポ
ンプ、４・・・水および添加剤貯蔵タンク、５・・・チ
ューブミル、６・・・回転１−ルク検出機能付き回転数
制御装置、７・・・ＯＷＭタンク、８・・・ポンプ、９
・・・スクリーン、１１・・・製品ＣＷＭタンク、Ｉ２
・・・ミル入「１．１３・・・ミル出１」、２１・・・
リフター、３２・・・電力針、３３・・・モータ、３４
・・・回転計、３５・・・１−ルク計、４２・・・粉砕
用ボール。 第１図 （Ｂ） 第１図 （ｃ） １：石炭ホッパー ２：フィーダ ３：ポンプ ４：水および添加剤貯蔵タンク ５：チューブミル ６：回転トルク検出機能付き回転数制御装置７：ＣＷＭ
タンク ８；ポンプ゛ ９ニスクリーン １３：　　ミル出口 ２１：　　リフター ４２：粉砕用ホール ミル臨界速度比　（’／、） 第４図 第５図 ３２：電力計 ３３：モータ ３４：回転計 ３５：トルク計 第６図FIG. 1(A) is a system diagram of a high-concentration coal/water slurry manufacturing device that is an embodiment of the present invention, and FIG. Fig. 2 shows the relationship between the critical speed ratio of the mill body and the 200-menshu amount of coal particles in the production slurry, and Fig. 3 shows the relationship between the critical speed ratio and the actual torque during pulverization. Figure 4 is a diagram showing the relationship between the critical speed ratio and the power source intermediate ratio for the Hatch crushing test, and Figure 5 is a rotational speed control type crusher for carrying out the present invention. Fig. 6 shows the test results using the rotation speed control type mill, and the torque,
Relationship diagram between critical speed ratio, required power ratio and crushing equipment operating time,
Fig. 7 is a diagram showing the time course of the amount of 200 mesosive passes in the product slurry, Fig. 8 is a diagram showing the relationship between the critical velocity ratio and the amount of 200 mesos 4 passes of coal particles in the production slurry, and Fig. 9 is a diagram showing the relationship between the critical velocity ratio and the amount of 200 mesos 4 passes of coal particles in the production slurry. , is a diagram showing the relationship between the amount of 200 mesoshu pass in the product slurry and the ratio of lifter height to pole radius. 1...Coal hopper, 2...Feeder, 3...Pump, 4...Water and additive storage tank, 5...Tube mill, 6...Rotation speed with 1-lux detection function Control device, 7... OWM tank, 8... Pump, 9
...Screen, 11...Product CWM tank, I2
... Mill entry "1.13... Mill output 1", 21...
Lifter, 32... Power needle, 33... Motor, 34
...Tachometer, 35...1-lux meter, 42...Crushing ball. Figure 1 (B) Figure 1 (c) 1: Coal hopper 2: Feeder 3: Pump 4: Water and additive storage tank 5: Tube mill 6: Rotation speed control device with rotational torque detection function 7: CWM
Tank 8; Pump 9 Screen 13: Mill outlet 21: Lifter 42: Critical speed ratio of the whole mill for grinding ('/,) Figure 4 Figure 5 Figure 32: Power meter 33: Motor 34: Tachometer 35: Torque meter No. Figure 6

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）粉砕されるべき原料を供給する入口と粉砕された
被粉砕物を取出す出口とを備えた粉砕室を形成するミル
本体と、ミル本体内壁に形成した突起状リフターと、ミ
ル本体内に内装した複数個の粉砕ボールと、ミル本体を
回転させる駆動装置とからなり、前記リフターの高さを
ミル本体内壁直径の０．０４以上とすることを特徴とす
る粉砕装置。(1) A mill body forming a crushing chamber with an inlet for supplying the raw material to be crushed and an outlet for taking out the crushed material, a protruding lifter formed on the inner wall of the mill body, and an inside of the mill body. A grinding device comprising a plurality of internal grinding balls and a drive device for rotating a mill main body, and characterized in that the height of the lifter is 0.04 or more of the inner wall diameter of the mill main body. （２）特許請求の範囲第１項記載の粉砕装置において、
粉砕ボールの半径ｒｂに対するリフターの高さＨの比Ｈ
／ｒｂを０．８以上としたことを特徴とする粉砕装置。(2) In the crushing device according to claim 1,
Ratio H of the height H of the lifter to the radius rb of the grinding ball
A crushing device characterized in that /rb is 0.8 or more. （３）入口と出口とを備えた粉砕室を形成するミル本体
内壁面に、その高さがミル本体内壁直径の０．０４以上
である突起状のリフターを設け、ミル本体で形成される
粉砕室内には複数個の粉砕用ボールを装入し、かつ粉砕
されるべき原料を前記ミル本体入口より供給し、粉砕さ
れた被粉砕物を前記本体出口より取出すようにするとと
もに、前記本体を回転させる駆動装置により、その回転
トルクが最大となる状態で運転するように駆動装置の回
転数制御を行なうことを特徴とする粉砕装置の運転方法
。(3) A protruding lifter whose height is 0.04 or more of the diameter of the inner wall of the mill body is provided on the inner wall surface of the mill body that forms a grinding chamber equipped with an inlet and an outlet, and the grinder is formed by the mill body. A plurality of grinding balls are placed in the chamber, and the raw material to be ground is supplied from the inlet of the mill main body, and the ground material is taken out from the outlet of the main body, and the main body is rotated. 1. A method of operating a crushing device, comprising controlling the rotational speed of the drive device so that the drive device operates in a state where its rotational torque is maximized.