KR100244003B1 - 직교 롤러 밀을 사용하는 시멘트 클링커 분쇄 방법 및 분쇄기 - Google Patents

Abstract

본원은 직교 롤러 밀을 구비한 시멘트 클링커 분쇄기 및 시멘트 클링커 분쇄 방법을 제공하는 것이다. 상기 방법에서 공급 재료는 테이블과 롤러에 의해 분쇄되어 진다. 다음, 대체로 모든 생성된 분쇄물은 테이블 하측부로부터 획득되고, 분쇄물 분류를 위해서 버킷 엘리베이터에 의해서 분리기에 전해진다. 분리기에 의해 주어지는 생성된 조립자(粗粒子)는 테이블 중앙으로 복귀되어 진다. 분쇄작업에서, 테이블로의 각각의 롤러의 압압력은 롤러의 전체 단면적에 대한 롤러의 압력이 10 내지 15kg/㎠ 범위이도록 선택된다. 또한, 직교 롤러 밀로 돌아오는 조립물의 순환량은 테이블 중앙에 채워지는 공급 재료의 100% 내지 300% 정도가 선택된다. 그리고, 분쇄 대상 공급 재료의 0.5% 내지 3%의, 물만의 또는 물과 디엘틸렌 글리콜과의 혼합물과 같은 액체가, 롤러의 각각과 테이블 사이에 상대적 속도가 테이블의 반경방향으로 제로와 동일한 위치의 외측부에 배치된 마찰 만의 분쇄구역에 살포된다. 마찰 만의 분쇄구역에 액체를 살포하여, 상기 재료가 분쇄재료의 층을 형성하는 롤러와 테이블 사이에 견고하게 함유되어 롤러와 테이블의 진동을 억제한다.

Description

직교 롤러 밀을 사용하는 시멘트 클링커 분쇄 방법 및 분쇄기

본 발명은 직교 롤러 밀을 사용하여 시멘트 클링커와 시멘트 재료가 분쇄되어 시멘트 제품으로 제조되는, 시멘트 클링커 분쇄기와 직교 롤러를 사용하는 시멘트 클링커 분쇄 방법에 관한 것이다.

도 24 에 도시된 종래 기술의 직교 롤러 밀은, 시멘트 클링커, 시멘트 재료 및 그와 같은 류의 것들을 분쇄하여 시멘트 제품을 제조하는데 사용되어져온 것이다. 도 24에서, 일명 분리기 설치형 직교 롤러 밀(1)은 하우징(2)과, 직교축선에 대해서 회전되도록 하우징(2)에 배치된 테이블(3)과, 테이블(3) 회전용 모터(4)를 구비하고 있다. 복수 롤러(5)는 테이블(3)에서 압력을 받게된다. 하우징(2)에서, 분리기(6)는 테이블(3)과 롤러(5) 위에 배치된다. 재료 슈트(7)로부터 공급되어진 분쇄대상 공급 재료는 테이블(3)과 롤러(5)와의 사이에서 분쇄되어 진다. 생성되는 공기 유동부(9)에 분쇄 재료를 송풍하기 위해서 하우징(2)의 내 둘레부와 테이블(3)의 외 둘레부와의 사이에 형성된 간극(8) 안으로 공기가 도입된다. 송풍되는 분쇄재료는 분리기(6)에서 분류되어, 생성 미립자는 파이프 라인(10)을 통한 공기 유동으로 전달된다. 화살표(11)로 나타낸 바와 같이, 조립자(粗粒子)는 순환을 위해서 테이블(3)로 돌아와 재차 분쇄되어진다.

도 24 의 상술된 직교 롤러 밀(1)에서, 롤러의 전체 단면지대에 대한 롤러(5)의 압력은 약8kg/㎠ 보다 작게 설정된다. 이러한 롤러 압력의 설정은 생성제품이 시멘트용으로 적절한 입자 크기를 가지게 하고 양호한 동력의 기본 유니트가 되게 한다.

또한, 종래 기술의 직교 롤러 밀(1)에서는 분쇄 재료의 순환비(일명, 분쇄 발생비 즉, 재료 슈트(7)를 통해 직교 롤러 밀 내에 충전되는 공급 재료의 유동량에 대한, 테이블(3)로 분리기(6)로부터 복귀되는 조립자의 유동량의 비율)는 1000% 이상으로 추정되어, 조립자가 재 분쇄를 위해서 테이블(3)에 순식간에 복귀 되었다. 따라서, 예를 들면 시간 당 100톤의 분쇄량을 이루기 위해서는 시간 당 1000톤 이상의 분쇄 재료가 공기 유동으로 전달되였다.

도 24 의 종래 직교 롤러 밀(1)에서 해결되어야 하는 일 문제는 파이프 라인(10)을 통해 획득되는 생성물의 입경분포(粒徑分布)가 협소하게 있다는 것이다. 특히, 시멘트 클링커 분쇄를 위한 동작면에서, 제품의 입경분포는 생성물의 질에 상당한 영향을 끼치게 된다. 상술된 종래 기술에서는 입경분포가 오래되어 악화되는 등과 같은 이유로 변경되면, 적절한 입경분포로 조정하는 것이 곤란해진다.

도 24 의 종래 직교 롤러 밀(1)은 미립자생성 비율이 낮음으로, 생성물은 튜브 밀에 의해서 획득되는 제품과 비교하여 다량의 중간 입자를 가지게 된다. 따라서, 여기에서는 로진-라메르 다이어그램의 값(n)이 커서 협소한 입경분포에 의해 특징되는 제품이 생산되는 성질이 있게된다. 협소한 입경분포를 갖는 시멘트 제품은 콘크리트 실험 등에서 표준 연성(standard softness)을 위해 소요되는 수량이 증가 되게하여, 시멘트 제품의 질이 저하되게 한다.

도 24 의 직교 롤러 밀의 다른 문제는 큰 공기 스웨프트가 있다는 것이다. 즉, 공기 유동 전달용 흡입 팬의 동력 소모가 상당히 크다는 것이다. 상술된 바로서, 하우징(2) 내측에 분리기(6)로 분쇄 재료를 전달하고 이어서 그안에 재료를 분류하기 위해서, 롤러(5)와 테이블(3) 사이에 재료 분쇄는 간극(8)을 통해 테이블(3)의 하측부로부터 유입되는 큰 공기 유동에 의해 송풍되게 된다. 따라서, 직교 롤러 밀(1) 내에서의 압력 손실이 상당히 크고, 더욱이 흡입 팬의 동력 소모도 또한 상당히 크다.

도 24 의 직교 롤러 밀(1)의 다른 문제는 제품이 저온도에 있다는 것이다. 직교 롤러 밀(1)은 분쇄 재료의 공기 유동 전달용으로 다량의 냉각 공기가 유입되는 방식으로 구조된다. 따라서, 냉각성의 진행으로, 분쇄 재료의 온도는 낮아지게 된다. 시멘트 클링커와 함께, 석고물이 또한 분쇄재료에 함유됨에 유념한다. 온도저하에 의해서, 상기 석고물은 이수화물 석고(dihydrate gypsum)로서의 시멘트 제품이 된다. 일반적으로, 석고의 결정수는 분쇄과정중에 반수(半水) 석고 또는 무수(無水) 석고의 어느 하나로 변형되려는 성질이 있다. 그 결과, 이수화물 석고로 인하여 오설정 시멘트일 가능성이 상승되는 문제가 있다. 따라서, 잘못된 시멘트 설정이 방지되도록, 외부로부터 고온 공기를 유입하거나 또는 흡입 팬으로부터의 배기 가스를 순환시키는 어느 하나의 장치를 설치하여할 필요성이 있게된다. 이러한 경우에 설치가격은 증가된 시설설치비로 증가되어진다.

본 발명의 목적은 직교 롤러 밀의 사용에 의한 시멘트 클링커 분쇄 방법과 직교 롤러 밀을 구비하는 시멘트 클링커 분쇄기를 제공하는 것으로서, 이들 모두는 직교 롤러 밀을 구비하는 설비의 크기를 최소로 할 수 있는 것이고; 제품의 종래 입경분포를 확장시켜 제품의 질을 향상시키어, 시멘트 제품용으로 적절한 입경분포를 실현하고, 흡입 팬용으로 소비되는 동력을 감소시키고, 시멘트 오설정 문제를 해결하는 것이다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 시멘트 클링커 분쇄기의 전체 구조를 시스템식으로 나타낸 도면.

도 2 는 본 발명의 실시예의 시멘트 클링커 분쇄기의 직교 롤러 밀의 수직단면도.

도 3 은 도 2 의 직교 롤러 밀의 롤러와 테이블의 수평방향 단면도.

도 4a 는 고 순환율 상태를 나타내는, 테이블에 롤러 파쇄 및 분쇄재료를 간략히 단면도시한 도면.

도 4b 는 저 순환율 상태를 나타내는, 테이블에 롤러 파쇄 및 분쇄재료를 간략히 단면도시한 도면.

도 5 는 롤러 상태의 전면을 나타내는 도면.

도 6 은 도 5 의 측면도.

도 7 은 도 5 의 평면도.

도 8 은 발명 실험의 결과에 따른 특정 분쇄작업 동력 소비율과 롤러의 전체 단면적에 대한 롤러 압력과의 사이에 관계를 나타낸 다이어그램.

도 9 는 발명 실험의 결과에 따른 로진-라메르 다이어그램에 값(n)과 롤러압력과의 사이에 관계를 나타낸 다이어그램.

도 10 은 발명 실험의 결과에 따른 콘크리트의 압축강도와 로진-라메르 다이어그램에 값(n)과의 사이에 관계를 나타낸 다이어그램.

도 11 은 발명 실험의 결과에 따른 콘크리트 테스트에서 단위 수량과 로진-라메르 다이어그램에 값(n)과의 사이에 관계를 나타낸 다이어그램.

도 12 는 발명 실험의 결과에 따른 특정 분쇄작업 동력 소비율과 분쇄재료 순환비율과의 사이에 관계를 나타낸 다이어그램.

도 13 은 발명 실험의 결과에 따른 로진-라메르 다이어그램에 값(n)과 분쇄재료 순환 비율과의 사이에 관계를 나타낸 다이어그램.

도 14 는 본 실시예의 시멘트 클링커 분쇄기의 일 구성요소로서의 노즐의 측면도.

도 15 는 도 14 의 노즐의 종단면도.

도 16 은 도 14 의 노즐의 사시도.

도 17 은 도 14 의 노즐로부터의 액체 분사 상태를 나타내는 사시도.

도 18a 는 본 실시예의 직교 롤러 밀의 롤러와 테이블으로 수행되는 분쇄동작을 설명하는 테이블의 수직 단면도.

도 18b 는 본 실시예의 직교 롤러 밀의 롤러와 테이블으로 수행되는 분쇄동작의 해석 다이어그램.

도 19 는 발명 실험 결과를 나타낸 로진-라메르 다이어그램.

도 20 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 시멘트 클링커 분쇄기의 전체 구성을 시스템식으로 나타낸 도면.

도 21 은 도 1 과 도 20 의 분리기의 수직 단면도.

도 22 는 도 21 의 XXII-XXII선을 따라 절취된 분리기의 수평 단면도.

도 23 은 도 21 의 분산판과 임펠러 베인을 도시한, 분리기의 수평 단면도.

도 24 는 종래 직교 롤러 밀의 수직 단면도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

11 : 직교 롤러 밀

12 : 하우징

13 : 테이블

16 : 롤러

27 : 공급재 슈트

32 : 배출 슈트

38 : 버킷 엘리베이터

40 : 백 필터

41 : 흡입 팬

42, 43, 44 : 파이프 라인

47 : 분리기

48 : 재료 층

59 : 노즐

87 : 분할 수단

상술된 본 발명의 목적은 시멘트 클링커 분쇄기를 사용하여 시멘트 클링커를 분쇄하는 방법으로 달성되며, 상기 방법은:

분쇄대상 공급 재료가 테이블 중앙구역에 제공되고, 이어서 분쇄물을 생성하기 위해 롤러와 테이블 사이에서 공급 재료를 분쇄하고, 그리고 그후 대체로 모든 분쇄 재료가 테이블의 하측부로부터 취해지는 방식으로 구조되는, 테이블 회전 방향으로 원주 둘레로 일정 간격으로 테이블에 배치된 복수 롤러와 수직축선에 대하여 회전하는 테이블을 구비하는 직교 롤러 밀과;

직교 롤러 밀에 의해 분쇄된 분쇄 재료를 분류하는 분리기와;

직교 롤러 밀로부터 취해진 적어도 일 파트의 분쇄 재료를 분리기로 기계적으로 전달하는 기계식 전달수단을 포함하는 시멘트 클링커 분쇄기를 준비하는 단계와:

압축력이 롤러의 전체 단면적에 대한 롤러 압력이 10 내지 15kg/㎠의 범위이도록 선택되는, 테이블에 롤러 각각의 압압력으로 공급 재료를 분쇄하는 단계를 포함하는 것이다.

본 발명에 따라서, 직교 롤러 밀에 의해서 분쇄되어진 대체로 모든 분쇄 물은, 테이블의 하측부로부터 취해지고, 이어서 버킷 엘리베이터, 스크루 컨베이어, 체인 컨베이어 등과 같은 공압을 활용하지 않는 기계식 전달수단으로 전달된다. 다음, 적어도 일 파트의 분쇄 재료가 분리기로 공급되어서 분리기에서 얻어진 조립자(粗粒子)가 재순환을 위해 직교 롤러 밀로 돌아간다. 분리기는 직교 롤러 밀의 외측에 배치된다. 분리기는 공압을 이용하는 공기 유동형 분리기를 이용할 수 있는 것이다. 선택적으로, 체(sieve) 또는 다른 것을 가지는 분리기를 분리기로서 채택할 수도 있다.

따라서, 본 발명에 따라, 밀에서의 압력 손실이 상술된 종래 기술의 밀과 대비하여 현저하게 감소됨으로, 직교 롤러 밀의 동력 소비를 감소 시킬수 있는 것이다.

또한, 분리기의 형태의 선택이 자유롭기 때문에, 만일 사이클론 분리기가 수단과 사이클론을 분리하는데 공급되는 공기 순환용으로 사용되면, 다음에 분류를 위해 다량의 냉각 공기를 취할 필요성이 없어진다. 결과적으로, 분쇄 재료의 온도가 과도하게 저하되는 것을 방지할 수도 있으며, 따라서 여기에서는 이수화물 석고로 인한 상술된 잘못 시멘트 설정 문제가 해결된다.

분쇄 재료가 버킷 엘리베이터에 의해 분리기로 전달됨으로, 압력 손실이 감소되어 팬에 필요한 동력이 감소된다. 또한, 자유로운 분리기 형상의 선택이 가능함으로, 분쇄작업 온도 문제가 해결된다. 즉, 냉각 공기를 취할 필요가 없는 공기순환용 사이클론 분리기를 사용하여, 온도는 항시 하이를 유지할 수가 있다. 이러한 면에서는, 제품도 또한 냉각되어져 있는 경우임을 유념한다.

본 발명에 따라서, 10 내지 15kg/㎠ 범위에 롤러의 전체 단면적에 대한 롤러 압력이 선택된다는 중요성이 있다. 선택성이 있기 때문에, 직교 롤러 밀에서의 특정한 분쇄작업 동력의 소비율을 감소 시킬수가 있다. 이러한 설계에서, 특정한 분쇄작업 동력의 소비율은 분쇄되는 재료의 단위 중량에 대한 직교 롤러 밀의 동력소비값(kwh/t)을 나타낸다. 재료의 단위 중량은 예비결정된 표준치로서의 분쇄작업 동력 소비치에 상당하는 것임을 유념한다. 본 발명에서는, 상기 롤러압력이 장치의 분쇄작업 효율에 상당한 영향을 미치므로 상술된 범위에서의 롤러압력의 선택은 중요한 것이 된다.

롤러압력이 10kg/㎠ 보다 작으면, 특정한 분쇄작업 동력 소비율이 증가되도록 악화된다. 또한, 로진-라메르의 값(n)이 증가되어 분리기로 부터 공급되는 미립자로 구성된 제품의 입경분포가 보다 더 협소하게 된다. 결과적으로, 콘크리트 테스트에서 증가된 단위 수량과 표준 밀도(표준 밀도 수량)에 필요한 증가된 수량으로, 작업성이 악화된다.

롤러압력이 15kg/㎠을 초과하면, 특정한 분쇄작업 동력 소비율도 또한 악화된다. 이러한 롤러압력인 경우에는, 분쇄작업에 기여하지 않는 에너지가 많을수록, 분쇄작업 효율이 더욱 더 낮아진다. 또한, 어떠한 경우에는 직교 롤러 밀의 강도가 크게될 필요성이 있어서 가격면에서 불리하게 되기도 한다. 다시, 값(n)의 감소로, 콘크리트 테스트에서의 압축강도도 저하된다. 이러한 면으로 볼 때, 상기 롤러압력은 11 내지 14kg/㎠ 범위가 양호한 것이 된다.

만일 약8kg/㎠ 보다 작은 롤러압력이 도 24 의 분리기 설치형 롤러 밀의 압력으로 선택된다면, 테이블과 롤러에 의해 수행되는 일 분쇄공정으로 필요한 입자 직경 만큼 미세하게 테이블 중앙에 제공되는 공급 재료를 분쇄하도록 실질적인 분쇄구역이 감소될 필요성이 있게된다. 따라서, 테이블위에 재료의 층 두께는 얇게할 필요성이 있다. 이러한 경우에, 설비는 단위 시간동안에 필요한 량의 분쇄 재료가 얻어지도록 대형 롤러 밀이어야만 되므로, 경제적인 면에서 불리하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 본 발명은 특정한 분쇄작업 동력 소비율이 낮아지고 시멘트 제품의 질이 향상되도록 도 24 의 종래 기술의 것과는 실질적으로 다른 상기 범위의 롤러압력을 채택한 것이다.

또한, 본 발명은 직교 롤러 밀로 돌아오는 분쇄 재료의 유동량이 직교 롤러 밀로 새롭게 제공되는 공급 재료의 유동량의 100 내지 300% 범위로 되는 것이다.

이와 관련하여, 직교 롤러 밀에 채워지는 재료량은 분리기로 부터 채워지는 제품으로서 분쇄 재료의 것과 동일하게 된다.

본 발명에 따라서, 100 내지 300% 범위에 분쇄 재료의 순환비(예를들면, 밀에 새롭게 채워지는 공급 재료의 충진량에 대한 직교 롤러 밀로 돌아오는 분쇄 재료의 순환량(톤/시간)의 비율)를 갖기 때문에, 시멘트 제품으로서 적절한 값(n)과 특정한 분쇄작업 동력의 양호한 소비율을 실현할 수 있다. 대조적으로, 100% 보다 적은 순환비율인 경우에는 충분한 두께의 재료층이 테이블에 형성되지 않음으로, 진동, 소음 및 특정한 분쇄작업 동력 소비율이 각각 증가되면서 분쇄효율은 낮아진다. 또한, 지나치게 작은 (n)값을 가지면, 다시말해서 제품으로서의 분쇄 재료의 입경분포가 너무 넓으면, 압축용 콘크리트의 강도가 낮아지게 된다.

반면에, 순환비가 300% 보다 크면, 파쇄되기 전에 테이블에 재료의 두께와 롤러에 의해 파쇄된 후에 테이블에 파쇄 재료의 두께와의 사이에 차가 증가된다. 결과적으로, 분쇄작업에 부여되지 않는 에너지 성분 즉, 롤러의 롤링 내성인 에너지 손실, 진동, 소음이 각각 증가되는 반면에, 분쇄 효율은 낮아져 안정한 동작을 어렵게 만든다. 또한, 지나치게 큰 (n)값을 가지면 제품으로서의 분쇄 재료의 입경분포가 협소하게 된다.

순환비율과 롤러의 전체 단면적에 대한 롤러압력과의 사이에는 밀접한 상관관계가 있다. 롤러압력이 10 내지 15kg/㎠ 범위보다 높게 채택될수록, 특정한 분쇄작업 동력 소비율이 더 낮게되고 적절한 (n)값의 실현을 위한 순환비도 또한 100 내지 300% 범위에 있게된다. 이러한 사실은 롤러와 테이블 사이에 일회 분쇄 동작후에 보다 미세한 입자크기의 분쇄 재료로 하려는 목적을 위해 롤러압력이 증가하면 휼룡한 결과를 초래하고, 역으로 재료를 반복적으로 분쇄하면서 순환비가 높아지고 롤러압력이 낮아지면 특정한 분쇄작업 동력소비율이 높게 되는 나쁜 결과가 발생된다는 것을 의미한다.

또한, 본 발명은 마찰 분쇄지대에서만 액체가 더해지는 특징이 있는 것이며, 여기서 공급 재료는 테이블과 롤러와의 사이에서, 그리고 테이블의 회전방향으로 그 각각의 상류측에 롤러의 바로 전방에서 분쇄되고, 마찰 분쇄지대는 각각의 롤러와 테이블 사이에 상대속도가 테이블의 반경방향으로 제로와 동일한 위치 외측부에 배치된다.

이러한 사실과 관련하여, 본 발명은 액체가 분쇄되는 공급 재료의 0.5% 내지 3% 라는 부가적인 특징이 있는 것이다.

상기 분쇄되는 공급 재료의 0.5 내지 3%의 액체를 부여함으로서 직교 롤러 밀의 진동이 감소되어 안정된 동작이 이루어지고 현저한 분쇄 효율의 향상이 이루어 질 수 있는 것이다. 또한, 시멘트 클링커를 분쇄하기 위한 직교 롤러 밀에서 해결되는 협소한 입경분포의 개량으로 제품의 질이 향상될 수 있는 것이다.

본 발명에 따라서, 마찰식 분쇄지대에서만 액체가 상술된 바와같이 가해짐으로서, 직교 롤러 밀의 분쇄 동작이 도 24 의 종래 기술과 비교되는 저 순환 비율하에서 안정될 수 있고 또한, 분쇄 효율과 제품질의 향상을 도모할 수 있다.

마찰식 분쇄지대에서의 마찰식 분쇄작업은 롤러의 외부 둘레부의 속도와 테이블의 원주둘레 속도와의 사이에 차가 커서 수행되는 것이다. 마찰식 분쇄지대에서의 안정된 분쇄동작을 위해서는, 롤러와 테이블에 의해 수행되는 분쇄동작이 항시 동일한 분쇄상태하에서 유지되고 경성재 층이 분쇄롤러의 압력으로 인해서 안정되게 제조되는 것이 중요한 것이다. 또한, 양호한 동력의 제조비와 분쇄효율이 향상된 양질의 제품을 제조하기 위해서는, 유효한 분쇄압력으로서 롤러의 압력이 마찰식 분쇄지대에서 유효하게 분쇄되는 재료에 작용한다는 것이 중요한 것이다. 따라서, 마찰식 분쇄지대에서 분쇄되기에 충분한 재료가 있어야만 한다.

본 발명에 따라서, 대체로 모든 직교 롤러 밀의 분쇄 재료는 외측에 일단 방출되고, 이어서 직교 롤러 밀 외측에 분리기에 의해 분류된다. 다음, 생성된 조립자(resultant coarse powder)는 분쇄되는 신규한 재료와 함께 재료 슈트를 통해서 테이블의 중앙지대에 제공된다. 다음, 테이블 중앙에 재료는 회전 테이블에 의해서 원심력으로 테이블의 반경 외방향으로 퍼뜨려지고, 그런후 롤러에 의해서 재차 분쇄된다.

테이블과 롤러의 외부 둘레부 사이에 원주둘레 속도의 차 즉, 이들간에 상대적인 슬립(slip)이 작은 압축성 분쇄지대는 분쇄지대의 반경 내방향으로 형성된다.

본 발명의 직교 롤러 밀에서는 마찰식 분쇄지대와 압축성 분쇄지대와의 사이에 있는 테이블에 분쇄 재료의 량에 차이는 없음에 유념한다. 따라서, 테이블의 반경 외방향으로의 접근으로, 테이블의 분산지대(dispersing area)가 점진적으로 증가되고 재료의 층 두께는 입자의 증가된 분산속도로 인하여 점진적으로 감소된다. 따라서, 본 발명의 직교 롤러 밀은, 분쇄 층이 압축성 분쇄지대에서만 형성되는 반면에, 충분한 두께로된 재료 층이 마찰식 분쇄지대에는 형성되지 않는 성질이 있는 것이다. 이러한 경우에는 상당히 큰 진동이 직교 롤러 밀에서 발생되어서 불안정한 동작을 일으키게 된다. 특히, 순환비가 본 발명에 따른 300% 보다 적게 선택되는 구조에서는, 테이블에 재료 자체의 흡수량이 도 24 의 종래 밀의 것과 비교하여 현저하게 감소되기 때문에 안정된 동작을 유지하기가 상당히 곤란하게 된다.

따라서, 본 발명에 따라서, 액체가 테이블에 마찰식 분쇄지대에만 재료에 가해지는 것이다. 따라서, 마찰식 분쇄지대에 재료의 층 두께가 본 발명과 같이 적더라도 롤러에 대항하는 재료의 바이트 성능을 현저하게 향상시킬수 있는 것이다. 즉, 테이블과 롤러와의 사이에 마찰식 분쇄지대에 재료를 압박하기가 가능하여, 롤러에 의한 분쇄압력이 유효한 분쇄력으로 사용될 수 있는 것이다. 결과적으로, 직교 롤러 밀의 진동을 효과적으로 한정하면서 순환비가 300% 보다 적은 경우에도 안정된 동작을 유지할 수가 있는 것이다.

또한, 본 발명에 따라서, 충분한 분쇄압력 하에서 마찰식 분쇄지대에서의 재료의 분쇄가 가능함으로, 미립자를 제조할 수 있는 장치성능이 현저하게 향상될 수가 있다. 따라서, 양질의 시멘트 제품으로 된 바람직한 입자구성이, 본 발명이 적용되는 분쇄 시스템의 전체 작업으로의 적용으로 이루어진다.

본 발명자들의 실험에 따라서, 액체가 압축성 분쇄지대에만 가해지면, 재료가 바람직하지 않은 롤러의 외부면에 액체 스틱에 의한 경화 때문에 격렬한 진동이 생성된다는 것이 발견되었다. 또한, 마찰식 분쇄지대만이 아닌 압축성 분쇄지대에도 액체가 가해지면, 격렬한 진동이 유사하게 발생됨도 발견되었다. 더욱이, 본 발명자들의 실험에 따라서, 액체가 테이블 중앙에 제공되는 분쇄 재료에 앞서 가해져도 격렬한 진동이 발생되었다.

이러한 실험의 결과로부터, 액체는 진동을 감소시키기 위해서 마찰식 분쇄지대에만 제공되여야 함을 인식하였다. 또한, 액체는 액체가 롤러에 의해 함유되기 전에, 더해지는 액체가 재료의 열에 의해서 증발되는 방식으로 테이블과 롤러에 의해 재료가 분쇄되기 바로 전에 더해져 있어야 양호한 것이다.

액체는 분쇄되는 재료 중량의 0.5 내지 3% 범위이도록 선택된다. 3%를 초과하는 경우에는 "오 설정" 시멘트 클링커의 화학반응을 일으킬 가능성이 있다. 반면에, 0.5% 미만의 액체에서는 진동감소가 유효하지 않다. 분쇄되는 재료의 대략1 내지 2% 범위의 액체를 선택하는 것이 양호하다.

액체는 예를 들어 물뿐일 수 있다. 다르게는 다이에틸렌 글리콜과 같은 분쇄 조성물과 물과의 혼합물일 수도 있다. 다음, 다이에틸렌 글리콜은 물의 1/100 내지 1/10 중량비로 혼합된다.

도 24 에 도시된 종래 기술 직교 롤러 밀에서는 진동을 방지하기 위한 액체가 재료 슈트(7)에 채워지는 공급 재료에 더해졌다.(예를 들면 일본 특허공보 63-159241호, 일본 특허공보 7-64603호를 참고) 도 24에 직교 롤러 밀의 동작에서는 테이블(3)의 외부 둘레로부터 비상하는 모든 분쇄 재료가 분리기(6)에 전달되지 않는다. 간극(8)을 통해 유동하는 공기속도가 30m/s 보다 크게 기술되어 있지만, 상기 속도는 간극(8)의 상부측 근처에서는 수m/s로 감소될 것이다. 따라서, 속도 감소로 인하여, 비상하는 분쇄 재료에 함유된 조립자(粗粒子)는 분리기(6)에 전달되지 않고 테이블(3)에 연속적으로 떨어지고, 그런 후 입자는 재차 롤러(5)에 의해 분쇄되어진다.

따라서, 도 24 에 도시된 종래 기술에서는 테이블(3)의 중앙보다 테이블(2)의 외부 둘레 근처에 다량의 조립자(粗粒子)가 있게된다. 즉, 다량의 분쇄 재료가 압축성 분쇄지대와 비교하여 마찰식 분쇄지대에 있게된다. 따라서, 코스의 문제로서, 마찰식 분쇄지대에 재료량은 압축성 분쇄지대에 재료량 보다 더 많게 된다. 따라서, 충분한 량의 재료가 압축성 분쇄지대에 량과는 다르게, 마찰식 분쇄지대에 롤러(5)와 테이블(3) 사이에서 결합된다. 결과적으로, 종래 기술에서는 직교 롤러 밀의 진동이 재료 슈트(7)에 공급되는 재료에 액체를 앞서 더하여 효과적으로 감소하는 것이다.

대조적으로, 종래 롤러 밀의 마찰식 분쇄지대에 재료의 층 두께와 비교하여, 주어진 직교 롤러 밀의 마찰식 분쇄지대에 재료의 층 두께는 본 발명의 순환비가 종래 기술의 밀의 것보다 더 작고 압축성 분쇄지대에 잇는 재료량이 마찰식 분쇄지대에 것과 동일함으로 상당히 작게된다. 따라서, 액체가 재료 슈트(7)에 제공되는 공급 재료에 앞서 더해지는 종래 기술이 본 발명에 간단하게 적용되더라도, 본 발명의 직교 롤러 밀의 진동을 제한하기란 불가능하게 된다. 이러한 상황하에서, 본 발명은 상술된 방식으로 상기 문제를 해결하도록 제공되는 것이다.

본 발명에 따라서, 분쇄되는 공급 재료가 테이블의 중앙구역에 제공되고, 이어서 분쇄 재료 생성을 위해 롤러와 테이블 사이에 공급 재료를 분쇄하고, 그리고 그후 대체로 모든 분쇄 재료가 테이블의 하측부로부터 취득되는 방식으로 구조되는, 테이블 회전 방향으로 원주 둘레로 일정 간격으로 테이블에 배치된 복수 롤러와 수직축선에 대하여 회전하는 테이블을 구비하는 직교 롤러 밀과;

직교 롤러 밀에 의해 분쇄된 분쇄 재료를 분류하는 분리기와;

직교 롤러 밀로부터 취해진 적어도 일 부분의 분쇄 재료를 분리기로 기계적으로 전달하는 기계적 전달수단을 포함하는 시멘트 클링커 분쇄기를 제공하고;

테이블에 롤러 각각의 압축력은, 롤러의 전체 단면적에 대한 압축력의 롤러압력이 10 내지 15kg/㎠의 범위이도록 선택되는 것이다.

본 발명에서, 시멘트 클링커 분쇄기는 직교 롤러 밀로 복귀되는 분쇄 재료의 유동량이 직교 롤러 밀로 새롭게 던져지는 공급 재료의 유동량의 100 내지 300% 범위로 정해지는 특징이 있는 것이다.

또한, 본 발명의 시멘트 클링커 분쇄기는 복수 노즐을 부가로 포함하며, 각각의 노즐은 롤러와 테이블 사이에서 공급 재료가 분쇄되는 분쇄지대에서만 분쇄되는 공급 재료의 0.5 내지 3%의 액체를 분사하도록, 테이블의 회전방향으로 그 각각의 상류측에 롤러의 바로 전방에 배치되고, 분쇄지대는 롤러의 각각과 테이블 사이에 상관 속도가 테이블의 반경방향으로 제로와 동일한 위치 외측에 배치되는 특징이 있는 것이다.

본 발명에 따라서, 시멘트 클링커의 질이 향상되고 설비를 최소로 할 수가 있다. 또한, 팬을 위한 동력을 감소 시킬수 있고 이수화물 석고로 인한 잘못된 시멘트 설정의 발생을 방지할 수 있는 것이다. 따라서, 설치가 상술된 바와같이 더욱 간략하게 된 것이다.

또한, 본 발명은 노즐 각각에 테이블의 반경방향으로 연장되는 평평한 형상 액체가 그를 통해서 분사되는 노즐구멍이 설치되는 특징이 있는 것이다.

상세하게는, 액체는 테이블의 반경방향으로 연장되는 평평하고 팬형상 패턴으로 분사되는 것이다. 따라서, 노즐수가 적음에도 불구하고, 균일하게 분쇄지대에 액체를 살포할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에서, 기계식 전달수단은, 직교 롤러 밀이 취득하고있는 모든 분쇄 재료를 분리기로 전달하는 특징이 있는 것이다.

또한, 기계식 전달수단은 분리기로 기계식 전달수단에 의해 전달되는 일부 분쇄 재료를 전달하면서, 직교 롤러 밀에 직접 나머지 분쇄 재료를 복귀시키는 분배수단을 부가로 포함하는 특징이 있는 것이다. 이러한 경우에, 분리기로 부터 방출되는 제품은 입자크기가 상당히 작은 미립자를 함유함으로, 제품의 입경분포가 넓어져 시멘트 제품의 질이 향상된다.

본 발명의 상술된 특징 및 잇점이 양호한 실시예를 나타내는 첨부된 도면을 참고로 기술되는 이하의 설명으로 보다 용이하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 시멘트 클링커 분쇄기의 전체구성을 나타내는 블록 다이어그램이다.

기본적으로, 시멘트 클링커 분쇄기는 직교 롤러 밀(11)과, 분류된 조립자를 직교 롤러 밀(11)에 순환 복귀시키기 위한 분리기(37)와, 직교 롤러 밀에서 취득되어진 분쇄 재료를 분리기(37)로 운송하는 기계식 운송수단으로서의 버킷 엘리베이터(38)를 구비한다. 분리기(28)에 의해 분류된 미립자는 공기유동로가 있는 파이프 라인(39)을 통해 전달되고, 다음에 백 필터(40)에 의해 수집되어 생성된다. 흡입 팬(41)은 백 필터(40)에 접속된다. 파이프 라인(47)내의 분쇄 재료와 함께하며, 분리기(37)에 의해 분류되어지고 이어서 파이프 라인(46)을 통해 전달되어진 조립자는, 순환용 공급재 슈트(27)를 통해 직교 롤러 밀(11)로 복귀된다.

도 2 는 도 1 의 직교 롤러 밀(11)을 간략하게 단면도시한 도면이다. 직교 롤러 밀(11)은 일반적으로 우측에 실린더형 하우징(12)을 구비한다. 하우징(12) 내측에는 그 수직축선(33)을 따라 테이블(13)이 설치된다. 테이블(13)은 그 밑에 배치된 환원(reduction) 유니트(14)를 통해 모터(15)에 의해 회전구동된다.

테이블(13)위에는 복수 롤러(16)가 원주둘레방향으로 일정간격으로 분쇄 궤도 직경(DΦ)으로 배치된다. 각각의 롤러(16)는 테이블(13)의 반경방향으로 연장되는 회전축선을 가지며 아암(17)으로 추축지지를 받는다. 아암(17)은 수평축선을 가진 베어링 지지부(18)를 통해서 고정위치에 있는 칼럼(19)에 설치된다. 2점쇄선(20)으로 가상적으로 나타낸 바로서, 롤러(16)와 아암(17) 모두는 베어링 지지부(18)에 대하여 철수될 수 있게 설치되어, 유지와 검사를 수행할 수 있다.

아암(17)은 핀(23)을 중개로하여 압력 유니트를 구성하는 유압 실린더(21)의 피스톤 로드(22)에 링크된다. 실린더(21)는 U형 링크 핀(24)에 의해 고정위치에 설치된 브라켓(26)에 링크된다. 실린더(21)의 피스톤 로드(22)의 수축은 롤러(16)가 압력접촉을 위해 테이블(13)을 압압하게 한다.

하우징(12)에서, 공급재 슈트(27)에는 테이블(13)의 수직축선(33)과 동일한 축선이 제공된다. 공급재 슈트(27) 안으로는, 시멘트 클링커 및 시멘트 재료와 같은 분쇄대상 공급재가 화살표(28) 방향으로 채워진다. 공급재 슈트(27)의 하부로부터, 분쇄 대상 공급재가 테이블(13)의 중심부에 떨어진다.

테이블(13) 중앙에 제공되는 공급재는 테이블(13)과 분쇄궤도 직경(DΦ)으로 배치된 롤러(16)와의 사이에서 포획되고, 다음에 분쇄궤도에 분쇄지대(Z)에서 그 사이에서 분쇄된다.

대체적으로, 모든 분쇄재가 테이블(13)의 반경방향으로 외방향으로 이동하고, 이어서 하우징(12)의 내면과 테이블(13)의 둘레와의 사이에 형성된 간극을 경유하여 테이블(13) 밑에 환형 무한 크레들(29)에 떨어진다. 다음, 크레들(29)에 분쇄재는 테이블(13)에 고정된 스크렙퍼(30)에 의해 원주둘레 방향으로 이동되어, 분쇄재가 크레들(29)의 배출구(31)를 통해서 유출 슈트(32)로부터 수집된다. 유출 슈트(32)에 분쇄재는 파이프 라인(42)을 통해서 버킷 엘리베이터(38) 내로 유입된다. 다음, 버킷 엘리베이터(38)에 의해서 상승되는 분쇄재는 파이프 라인(43)을 통해서 분리기(37)에 공급된다.

하우징(12)으로부터 먼지가 상승되는 것을 방지하기 위하여 분리기(37)와 교통하는 파이프 라인(44)은 직교 롤러 밀(11)의 하우징(12)의 상부 파트에 접속된다.

도 3 은 롤러(16) 위에 일부분을 나타낸 직교 롤러 밀(11)을 간략하게 수평적으로 단면도시한 도면이다. 상기 실시예에서는 세 개 롤러(16)가 하우징(12)의 원주둘레 방향으로 일정한 간격으로 배치된다. 테이블(13)의 회전방향은 화살표(45) 방향임을 유념한다.

본 발명에 따라서, 안정한 분쇄동작을 위해서 장치진동을 감소하고, 분쇄효율을 현저하게 향상하고, 제품질 향상을 위해 시멘트 클링커 제품의 협소한 분쇄작업을 향상할 목적으로, 액체 살포용 세 개 노즐(59)이 도 3 에 도시된 바와같이 테이블(13) 회전방향(45)의 상류쪽에 롤러(16)의 바로 전방에 각각 배치된다. 상기 노즐(59)을 가짐으로서, 액체는 후술되는 바와같이 분쇄지대(Z2) 내로만 공급된다.

액체는 공급재의 중량의 0.5 내지 3% 범위이도록 선택된다. 3%를 초과하는 경우에는, 시멘트 클링커의 화학반응이 "오 설정"을 발생할 수가 있다. 반면에 액체의 0.5% 미만이면, 진동 감소의 효과가 없다. 분쇄재의 대략 1 내지 2% 범위의 액체를 선택하는 것이 양호하다.

액체는, 예를들어 물 만의 액체이지만, 다르게는 다이에틸렌 글리콜과 같은 물과의 혼합물로서 분쇄를 도와주는 것일수도 있다. 다이에틸렌 글리콜은 물의 1/100 내지 1/10 중량비로 물에 혼합된다.

도 4a 및 도 4b 는 분쇄되는 재료층(48)이 테이블(13)에서 분쇄되는 상태를 간략하게 원주둘레로 비접힘측으로 나타낸 도면이다. 화살표(49)로 도시된 바와 같이 압축력이 유압 실린더(21)에 의해 롤러(16)에 가해진다. 도 4a 는 고순환율 상태를 나타내며, 분리기(47)로부터 직교 롤러 밀(11)에 공급되는 조립자의 유동율이 크다. 도 4b 는 저 순환율 상태를 나타내며, 조립자의 유동율은 본 발명에 따라서 작다. 화살표(45) 방향으로 테이블(13)이 회전하여, 롤러(16)는 화살표(50) 방향으로 회전한다. 도 4a 의 고 순환율인 경우에는 재료층(48)의 두께(d1)가 분쇄 된 후에 층의 얇은 두께(d2)와 비교하여 크므로, 양쪽 두께 사이에 차(=d1-d2)는 크다.

반대로, 도 4b 의 저순환율 상태하에서는, 분쇄되는 재료층(48)의 두께(d3)는 두께(d1)보다 작아서(d3〈 d1), 분쇄후에 두께(d3)와 두께(d4)와의 차(=d3-d4)는 작다. 더욱이, 롤러(16)의 압압력은 도 4a 의 상태하에서 유효하게 재료층(48)에 작용함으로, 최대힘(Pmax1)은 도 4b 의 저순환율인 경우에 최대 압압력(Pmax2) 보다 작다(Pmax1〈 Pmax2). 따라서, 도 4a 의 고순환율 상태하에서는 에너지의 손실이 증가한다. 따라서, 효과적이지 않은 분쇄동작이게 하는 에너지 성분 즉, 롤러(16)의 롤링 내성, 진동 및 소음과 같은 것들이 증가되어, 분쇄효율이 저하된다. 이러한 면에서, 롤러(16)의 압력이 저하되어 순환율이 증가하면서 반복적으로 재료를 분쇄하는 것은 특정한 분쇄작업 동력소비율을 증가시켜 바람직하지 않은 결과를 일으킨다. 따라서, 본 발명에 따라서, 롤러 압력은 제 1 분쇄동작후에 재료의 입자크기가 더욱 미세하게 되도록 증가된다.

도 5 는 롤러(16)의 측면도이고, 도 6 은 롤러(16)의 전면도이고, 도 7 은 롤러의 평면도이다. 도면에서 '34'는 롤러(16)의 회전축선을 가리킨다. 축선(34)과 평행한 평면(35)에 롤러(16)의 전체 단면 지대(S)는 다음의 식으로 일반적으로 연산된다.

S = a x b

여기서, a 는 롤러(16)의 폭이고;

b 는 롤러(16)의 직경을 나타낸다.

본 발명에 따라서, 전체 단면 지대(S)에 대한 롤러(16)의 압압력의 롤러압력은 예를들면 10 내지 15㎏/㎠에서 선택된다.

도 8 은 본 발명인에 의해 획득된 실험결과를 나타낸 그래프이다. 도 1 내지 도 7에서 도시된 구조에서는 공급재 슈트(27) 내로 던져지는 재료가 시멘트 클링커로 형성되고; 분쇄성을 나타내는 워크 인덱스(Wi)는 14 내지 16kwh/t 이고; 테이블(13)과 롤러(16)는 고 크롬 주철로 제조되고; 롤러(16)는 340mm(=a)의 폭과 900mm(=b)의 직경인 것이고; 테이블(13)의 분쇄 궤도 직경(DΦ)은 1300mm이고; 테이블(13)의 회전속도는 45.4rpm이고; 재료 슈트(27)에 던져지는 클링커의 입자크기는 80%통과에서 25mm인 것이다.

도 8 의 실험결과로부터 모터(15)의 특정한 분쇄작업 동력 소비율은 양호하게 10 내지 15㎏/㎠ 범위내에서 상당히 작음을 인식할 수 있다. 10㎏/㎠롤러압력하에서, 모터(15)의 특정한 분쇄동력 소비율은 더 크게된다. 유사하게, 롤러압력이 15㎏/㎠ 이상이면, 모터(15)의 특정 분쇄작업 동력 소비율은 더 크게 된다. 작은 특정한 분쇄작업 동력 소비율을 나타내는 롤러압력의 양호한 범위는 11 내지 14㎏/㎠ 범위이고, 양호하게는 11.3 내지 13.3㎏/㎠ 범위이고, 가장 양호한 롤러압력은 12.2㎏/㎠ 이다.

주어진 구조에서, 특정한 분쇄작업 동력 소비율은 도 24 의 종래 기술 직교 롤러 밀에서 제정되어져 있는 8㎏/㎠ 보다 작은 범위에서는 나쁘게 되어짐이 발견되었음에 유념한다.

도 9 는 본원 발명자들에 의해서 획득된 다른 실험결과를 나타낸 그래프이다. 도 9 는 로진-라메르 다이어그램에 값(n)과 롤러(16)의 전체 단면적에 대한 롤러 압력과의 사이에 상호관계를 나타낸다. 상기 그래프로부터, 롤러압력이 높을수록 값(n)은 더 작아짐을 인식할 수 있을 것이며, 즉, 시멘트 제품의 입자크기가 넓을수록 시멘트 제품에 필요한 결과가 주어지게 된다. 또한, 15㎏/㎠을 초과하는 롤러압력의 제정은 분쇄효율이 감소하면서 도 8 에서 참고로 상술된 바와 같이, 분쇄동작에 기여하지 않는 에너지가 증가하는 비효율적인 것도 발견 되였다. 또한, 만일 15㎏/㎠을 초과하는 롤러압력이 선택되면, 직교 롤러 밀(11)의 강도가 과도하게 증가하여 가격면에서의 불리함이 있게된다.

도 10 은 본 발명자들에 의해서 획득된 실험결과의 그래프이며, 콘크리트의 압축강도와 로진-라메르 다이어그램에서의 값(n)과의 사이에 상관관계를 나타낸 도면이다. 상기 그래프로부터, 콘크리트 강도가 크게되도록 대략 1.2의 값(n)이 양호하게 선택된다. 일반적으로, 값(n)은 대략 1.1 내지 1.3 범위로 한정된다.

도 11 은 콘크리트 테스트시에 단위 수량과 로진-라메르 다이어그램의 값(n)과의 사이에 상관관계를 나타내는 본 발명자들에 의해서 획득된 실험결과를 나타낸 그래프이다. 상기 그래프로부터, 대략 1.1 내지 1.3 범위에 한정 값(n)은 양호하게 소량의 단위 물을 달성함을 할 수 있다.

따라서, 도 10 과 도 11 로부터, 대략 1.1 내지 1.3 범위에 값(n)을 선택할 필요성이 있다. 이러한 사실에 따라 본 발명에서는 롤러압력이 도 9 에 도시된 바와 같이 10 내지 15㎏/㎠범위에서 선택되어진다.

도 12 는 특정 분쇄동작 동력 소비율과 분쇄재료의 순환비와의 상관관계를 나타내는 본 발명자들에 의해 얻어진 실험결과를 나타내는 그래프이다. 도 12 에서, 라인(53)은 상기 롤러압력이 10 내지 15㎏/㎠ 범위로 한정되는 경우에 특성을 나타내고, 반면에 라인(54)은 7.8 내지 10.5㎏/㎠ 범위인 경우에 특성을 나타내는 것이다. 이러한 실험결과로부터, 100 내지 300% 순환율을 선택하는 것은 특정 분쇄작업 동력 소비율을 감소시킨다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

상기 롤러압력은 순환비와 밀접한 관계를 가짐도 도 12 로부터 알 수 있을 것이다. 10 내지 15㎏/㎠ 범위에 롤러압력을 제정하여, 저 순환비율로 특정 소모 분쇄작업 동력비를 낮출수 있다. 순환비가 300%를 초과하면, 진동크기가 확대되기 때문에 장치의 안정된 동작을 수행하기가 곤란해짐에 유념한다.

도 12 에 도시된 실험결과로부터, 증가된 롤러압력으로, 롤러와 테이불 사이에서 수행되는 제 1 분쇄동작 후에 더욱 미세해진 입자의 분쇄 재료를 생성하는 것은 양호한 결과로 되고, 반면에 감소된 롤러압력으로 순환비가 증가되는 분쇄 재료를 반복적으로 분쇄하는 것은 특정 분쇄동작 동력 소비가 바람직하지 않게 증가되게 한다는 것을 알 수 있다.

도 13 은 로진-라메르 다이어그램에 값(n)과 순환비와의 사이에 상관 관계를 나타낸 본 발명자에 의해 얻어진 실험결과를 나타내는 그래프이다. 도 13에서 라인(55)은 롤러압력이 10 내지 15㎏/㎠ 범위로 한정된 경우에 특성을 나타낸 것이고, 반면에 라인(56)은 8 내지 10.5㎏/㎠ 범위인 경우에 특성을 나타낸 것이다. 도면으로부터, 순환비의 감소는 (n)값을 감소되게 하여 제품의 입자크기가 넓어지고 따라서 시멘트 제품의 질이 향상되어짐을 알 수 있다. 대조적으로, 만일 도 24 를 참고로 기술된 종래 기술로 8㎏/㎠ 의 롤러압력이 본 발명에 적용된다면, 특성(56)은 증가된 (n)값과 협소하게된 입경분포로 나타나, 시멘트 제품의 질이 악화되게 된다.

도 14 는 노즐(59)의 측면도이고, 도 15 는 노즐(59)의 종단면도이고, 도 16 은 노즐(59)의 사시도이다. 노즐(59)은 노즐 구멍(63)이 설치된 하부 파트(62)와 렌치(wrench)된 파트(61)와 테이퍼진 나사부(60)를 포함하는 것이다. 노즐(59)의 테이퍼진 나사부(60)는 액체공급용 헤더(81)(도 3) 안으로 나사결합 된다. 변경하여, 헤더(81)에 복수 노즐(59)이 제공될 수도 있는 것이다. 실린더 형상의 하부 파트(62)는 축선(66)에 대해 수직적으로 연장되도록 형성되고 하방향으로 갈라진 역V자형상 노즐 구멍(63)을 갖는다. 노즐 구멍(63)은 노즐(59)에 형성된 실린더형 액체공급 스페이스(64)와 교통한다. 스페이스(64)에는 소 내경의 곡선부(56)가 그 하부 파트에 제공된다.

노즐(59)은 그 축선(66)이 내재된 대칭면에 대해서 도 15 의 좌우측에 대칭적으로 형성된다. 대칭면은 롤러(16)의 회전축선(34)이 내재된 직교평면과 평행하고, 테이블(13)의 직교 회전축선(33)을 갖고 반경방향으로 연장되는 직교평면과 평행하거나 또는 동일한 것이다.

도 17 은 액체(67)가 노즐(59)에 의해 분사되는 상태를 도시한 사시도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 노즐(59)의 노즐 구멍(63)으로 액체(67)가 평평한 팬형상으로 노즐(59)로부터 분사된다. 평평한 액체(분무)(67)로 형성되는 액체면은 테이블(13) 반경방향으로 연장되고 그리고 상기 대칭면에 일치된다. 또한, 액체면은 롤러(16)의 회전축선(34)이 내재된 직교면에 평행하거나 또는 동일한 것이다. 상기 구조의 노즐(59)이 설치되어 소량의 물이 살포됨에도 불구하고 현저한 효과를 얻을수가 있는 것이다.

도 18a 는 직교 회전축선(33)을 구비하는 직교 롤러 밀(11)의 테이블(13)의 수직단면도이다. 롤러(16)의 외부 둘레면(70)은 중앙이 접촉 중심선(71)에 일점에 대한 원호면을 나타낸다. 접촉 중심선(71)은 롤러(16)의 회전축선(34)에 대해 수직하고 축선방향으로 롤러(16)의 중심에 놓여진다.

테이블(13)에는 롤러(16)의 외부 둘레면(70)에 대응하는 원호부로 형성된 오목면(72)이 있다. 부가하여, 표면(72)은 테이블(13)의 회전축선(33)에 대하여 환형상적이어서, 테이블(13)의 표면(72)과 롤러(16)의 외부 둘레면(70)과의 사이에 거리(Δd)가 테이블(13)의 반경 외방향으로의 위치변경으로 점진적으로 감소된다. 표면(72)에는 "댐 링"이라 불리우는 환형상 돌출부(73)가 반경 외단부에 제공된다. 환형상 돌출부(73)는, 일명 위에서 매어다는 구조를 제공하는 테이블(13)의 반경 내방향으로 표면(72)의 측부가 돌출되도록 형성되는 반경 내단부(74)를 갖는다.

재료가 분쇄되는 분쇄지대(Z)는 테이블(72)의 표면(72)과 롤러(16)의 외부 둘레면(70)에 의해서 형성된다. 상기 지대(Z)는 지대(Z1)의 반경 외방향으로 배열된 마찰식 분쇄지대(Z2)와 압축식 분쇄지대(Z1)로 구성된다.

도 18b 는 롤러(16)와 테이블(13)에 의해 수행되는 분쇄동작을 설명하는 다이어그램이다. 라인(75)은 테이블(13)의 반경방향을 따라 회전축선(34)에 대하여 롤러(16)의 외부면(70)의 둘레속도를 나타내는 것이다. 상기 도면에서, 둘레속도는 테이블(13)의 반경방향으로 상방향으로 볼록하게 변경된다. 라인(76)은 직선적으로 나타나며 반경방향으로 테이블(13)의 회전속도의 분포를 나타내는 것이다. 동위상점(77)은 라인(75, 76)의 교차부이며, 테이블(13)의 표면(72)과 롤러(16)의 외부 둘레면(70)과의 사이에 상대속도가 제로가 되는 위치에 대응한다. 동위상점(77)의 반경내측에서는, 롤러(16)의 외부 둘레면(70)의 속도와 테이블(13)의 표면(72)의 둘레속도와의 차가 경사 라인(78)으로 도시된 바와 같이 상당히 작다. 따라서, 그 사이에 상대적인 슬립작용 정도가 작음으로, 분쇄되는 재료는 주로 압축성 분쇄를 받게된다.

경사 라인(79)으로 도시된 바와같은 동위상점(77)의 반경 외측부에는, 둘레속도의 차가 압축성 분쇄지대(Z1)에서의 것보다 크다. 따라서, 이러한 지대에서는 분쇄되는 재료가 주로 분쇄동작을 받게된다. 본 발명의 개념에 따라, 액체(67)는 마찰식 분쇄지대(Z2)에서 노즐(59)로부터 살포지대(80)로만 분사된다.

본 발명의 직교 롤러 밀(11)에서는 대체로 모든 분쇄재가 테이블(13)의 외부 둘레면(82)과 하우징(12)의 내면과의 사이에 간극을 통해서 하방향으로 취득된다. 따라서, 테이블(13)에 분쇄재의 량의 견지에서 마찰식 분쇄지대(Z2)와 압축식 분쇄지대(Z1)와의 사이에 차이가 없다. 따라서, 압축식 분쇄지대(Z1)의 반경 외방향으로의 마찰식 분쇄지대(Z2)에서는 테이블(13)에 분쇄재의 층 두께가 지대(Z1)의 층 두께 보다 얇게된다. 결과적으로, 직교 롤러 밀(11)은 심한 불안정한 동작으로 상당한 진동을 받게된다.

본 발명에 따라서, 액체는 상기 문제 해결을 위해 노즐(59)로부터 더해진다. 따라서, 마찰식 분쇄지대(Z2)에 얇은 분쇄재는 롤러(16)와 테이블(13) 사이에서 임의적으로 압압되어, 롤러(16)의 파쇄압력이 유효한 파쇄 동력으로서 작용하게 만들수가 있다. 따라서, 효과적인 직교 롤러 밀(11)의 진동방지가 가능하여 안정된 동작을 유지할 수가 있다. 또한, 충분한 분쇄압력하에서 마찰식 분쇄지대(Z2)에 재료를 분쇄할 수가 있음으로, 미립자를 생성하는 장치성능이 현저히 개선되어 양질의 시멘트 제품이 갖는 필요한 입경분포를 실현할 수 있는 것이다.

본원 발명자들의 실험에 따라서, 압축식 분쇄지대(Z1)에 액체를 더하는 경우에는 상당한 진동이 장치에서 발생되어짐을 발견하였다. 또한, 테이블(13)의 중앙에 공급되는 분쇄재에 액체가 앞서 더해지면, 상당한 진동이 발생되어짐도 발견하였다. 이러한 실험결과로부터, 본 발명에서는 액체가 마찰식 분쇄지대(Z2)에만 공급된다.

실험에 따라서, 액체가 도 1 내지 도 18b 에 도시된 실시예의 장치에 더해지지 않으면, 테이블(13)의 오실레이터 진폭은 30 내지 50㎛ 이다. 대조적으로, 본 발명에 따른 분쇄재의 1 내지 2%의 액체가 더해지는 경우에는 오실레이션의 진폭이 15 내지 30㎛으로 현저하게 감소되어 안정된 동작이 이루어질 수 있다. 또한, 액체가 더해지지 않은 경우와 비교하면, 전력효율이 약15% 정도 향상되어서 분쇄 효율성이 향상되었다.

도 8 내지 도 13에서 도시된 상술된 실험결과는 본 발명에 따라 액체를 더한 경우에 결과와 대응함에 유념한다.

도 19 는 본 발명자들의 실험결과를 나타내는 로진-라메르 다이어그램이다. 액체를 테이블(13)에 살포하면, 라인(84)의 결과 특성 곡선이 얻어진다. 반면에, 액체가 더해지면, 라인(85)의 특성 곡선이 얻어진다. 이러한 다이어그램에서는, 수평축선은 시멘트 제품의 입자직경(Dp)을 나타내고, 반면에 수직축선은 log{log(100/R(Dp)}를 나타내며, 여기서 R(Dp)는 입자직경(Dp)의 것보다 큰 입자이며, 집적된 오버사이즈 예를들면 잔량(%)을 출력시키는 것이다. 전달량은 log{log(100-R(Dp)}로 나타남에 유념한다. 도 19 의 로진-라메르 다이어그램에서 나타난 경사도(tanθ)는 상기 값의 n과 동일하다.

액체를 부여하지 않는 동작에서, 협소한 입경분포를 갖는 시멘트 제품은 라인(85)으로 나타낸 바와같이 1.33의 큰 값(n)을 얻게된다. 대조적으로, 본 발명에 따라서, 상당히 넓은 입경분포를 갖는 제품은 액체를 더하여 1.16의 작은 값(n)이 얻어졌다. 상기 넓은 입경분포의 제품은 값(n)이 종래 튜브 밀로 생산되는 제품의 1.1 내지 1.2의 값(n)에 가깝다는 면에서 바람직한 것이다.

도 20 은 본 발명의 다른 실시예에 따르는 장치의 전체구성을 시스템식으로 나타낸 도면이다. 상기 실시예에 따라서, 버킷 엘리베이터(38)에 의해 운반되어진 분쇄재(시멘트 클링커)는 파이프 라인(43a)을 통해 분할수단(87)로부터 분리기(37)로 편파적으로 공급되고, 반면에 잔류 분쇄재는 파이프 라인(88) 내로 유입된다. 파이프 라인(88)내로 공급되는 분쇄재와 파이프 라인(46)내로 분리기(37)로부터 공급되는 조립자(粗粒子)는, 분쇄되는 신규한 공급재와 함께 파이프 라인(89)을 경유하여 본 발명의 직교 롤러 밀(11)의 재료 슈트(27)에 채워진다. 상술된 구조에 따라서, 작은 입자직경을 갖는 미립자가 백 필터(40)로부터 방출되는 제품에 함유될 수 있으므로, 시멘트 제품의 질을 향상시키는 역활을 하는 제품의 입경분포를 넓게 할 수가 있다.

분할 수단(87)에 의해 파이프 라인(88)에 분배되는 분쇄재의 유동은 파이프 라인(43)을 통해 분리기(37)에 공급되는 분쇄재의 유동의 약30%일 수 있다. 분할 수단(87)으로, 버킷 엘리베이터(38)로 부터 방출되는 분쇄재를 도입하는 파이프 라인(90)은 두 개 파이프 라인(43, 88)으로 나누어지고, 수평축선에 대하여 회전가능한 댐퍼(91)는 분쇄재의 각각의 유동을 제어하기 위하여 파이프 라인(43, 88)의 분기점에 배치된다. 이러한 방식으로 제품의 입경분포를 더 넓게하고 더 자유롭게할 수가 있다.

도 21 은 분리기(37)의 단면이고, 도 22 는 도 21 의 XXII-XXII선을 따라 절취된 단면도이다. 하우징(93)의 상부 파트에 외부 실린더(94)가 접속되고, 외부 실린더(94)는 그 안에 배치된 중공 절두 원추형 슈트(95)를 구비한다. 파이프 라인(44)을 통해 직교 롤러 밀(11)로 부터 공급되는 공기는 외부로 부터 흡입되는 공기와 함께 외부 실린더(94) 내로 도입된다. 파이프 라인(46)은 직교 롤러 밀(11)에 조립자를 공급하기 위해서 하우징(93)의 하부 파트에 접속된다. 분산판(96)은 슈트(95) 밑에 배치된다. 분산판(96)에는 원주둘레 방향으로 일정한 간격으로 부착된 임펠러 베인(97)이 있다.

도 23 은 도 21 의 임펠러 베인(97)이 있는 분산판(96)의 수평 단면도이다. 분산판(96)은 직교 회전축(98)의 하단부에 고정된다. 축(98)은 모터(99)에 의해 회전구동된다.

파이프 라인(44)으로 부터의 공기와 분쇄재는 하측부로 부터 외부 실린더(94) 내로 도입된다. 분쇄재는 공기 스트림과 함께 베인(97)과 분산판(96)에 의해 변환되어 산개된다. 따라서, 분쇄재는 그 원심력과 관성으로 분류되어 조립자는 하우징(93)의 하부 파트로 부터 파이프 라인(46) 내로 도입된다. 반면에 공기 스트림에 의해 공중에 비행하는 미립자는 파이프 라인(40)을 중개로 하여 백 필터(40)로 공중에 전해져, 제품을 완성시킬수 있다.

백 필터(40)는 사이클론 분리기로 대체시킬수 있는 변경이 가능하다.

공기가 사이클론과 팬으로 순환되는 구조는 다른 분리기(37a)로서 선택할 수 있다. 이러한 구조의 선택에 의해서, 도 24 를 참고로 하여 상술된 종래 기술의 결점이 해소된다. 즉, 다량의 냉각 공기를 유동시킬 필요성이 없어져, 분쇄되는 재료의 온도가 지나치게 낮아지게 되는 두려움이 없어졌다. 또한, 이수화물 석고가 시멘트 제품으로 잔류되는 두려움이 없어져 시멘트 제품의 질을 향상시킬수가 있다.

끝으로, 상술된 기술은 공정장치 및 공정방법의 양호한 일 실시예이며, 다양한 변경이 본 발명의 정신을 이탈하지 않는 범위 내에서 가능한 것임이 당 분야의 기술인에게는 이해될 수 있는 것이다.

본 발명은 상기 구성에 의해 설비의 크기를 최소화하고, 제품의 질을 향상시키며, 동력을 감소시키고, 시멘트 오설정 문제를 해결하는 효과가 있다.

Claims (10)

1. 시멘트 클링커 분쇄기를 사용하여 시멘트 클링커를 분쇄하는 방법에 있어서,

   분쇄되는 공급 재료가 테이블의 중앙구역에 제공되고, 이어서 분쇄물을 생성하기 위해 롤러와 테이블 사이에서 공급 재료를 분쇄하고, 그리고 그후 대체로 모든 분쇄물이 테이블의 하측부로부터 취해지는 방식으로 구조되는, 테이블 회전 방향으로 원주 둘레로 일정 간격으로 테이블에 배치된 복수 롤러와 수직축선에 대하여 회전하는 테이블을 구비하는 직교 롤러 밀과,

   직교 롤러 밀에 의해 분쇄된 분쇄 재료를 분류하는 분리기와,

   직교 롤러 밀로부터 취해진 적어도 일 파트의 분쇄 재료를 분리기로 기계적으로 전달하는 기계식 전달수단을 포함하는 시멘트 클링커 분쇄기를 준비하는 단계와;

   압축력이 롤러의 전체 단면적에 대한 롤러 압력이 10 내지 15kg/㎠의 범위이도록 선택되는, 테이블에 롤러 각각의 압압력으로 공급 재료를 분쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트 클링커 분쇄 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 직교 롤러 밀로 돌아오는 분쇄 재료의 유동량이 직교 롤러 밀로 새롭게 제공되는 공급 재료의 유동량의 100 내지 300% 범위로 되는 것을 특징으로 하는 시멘트 클링커 분쇄 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 공급 재료는 테이블과 롤러와의 사이에서 그리고 테이블의 회전방향으로 그 각각의 상류측에 롤러의 바로 전방에서 분쇄되는 마찰 분쇄지대에만 액체를 더하는 단계를 부가로 포함하며, 상기 마찰 분쇄지대는 각각의 롤러와 테이블 사이에 상대속도가 테이블의 반경방향으로 제로와 동일한 위치 외측부에 배치되는 것을 특징으로 하는 시멘트 클링커 분쇄 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 액체는 분쇄되는 공급 재료의 0.5 내지 3%인 것을 특징으로 하는 시멘트 클링커 분쇄 방법.
5. 시멘트 클링커 분쇄기에 있어서,

   분쇄되는 공급 재료가 테이블의 중앙구역에 제공되고, 이어서 분쇄 재료 생성을 위해 롤러와 테이블 사이에 공급 재료를 분쇄하고, 그리고 그후 대체로 모든 분쇄 재료가 테이블의 하측부로부터 취해지는 방식으로 구조되는, 테이블 회전 방향으로 원주 둘레로 일정 간격으로 테이블에 배치된 복수 롤러와 수직축선에 대하여 회전하는 테이블을 구비하는 직교 롤러 밀과,

   직교 롤러 밀에 의해 분쇄된 분쇄 재료를 분류하는 분리기와,

   직교 롤러 밀로부터 취해진 분쇄 재료의 적어도 일 파트를 분리기로 기계적으로 전달하는 기계식 전달수단을 포함하며;

   테이블에 롤러 각각의 압축력은, 롤러의 전체 단면적에 대한 압축력의 롤러압력이 10 내지 15kg/㎠의 범위이도록 선택되는 것을 특징으로 하는 시멘트 클링커 분쇄기.
6. 제 5 항에 있어서, 직교 롤러 밀로 복귀되는 분쇄 재료의 유동량이 직교 롤러 밀로 새롭게 제공되는 공급 재료의 유동량의 100 내지 300% 범위에 있는 것을 특징으로 하는 시멘트 클링커 분쇄기.
7. 제 6 항에 있어서, 복수 노즐을 부가로 포함하며, 각각의 노즐은 롤러와 테이블 사이에서 공급 재료가 분쇄되는 마찰식 분쇄지대에서만 분쇄되는 공급 재료의 0.5 내지 3%의 액체를 분사하도록, 테이블의 회전방향으로 그 각각의 상류측에 롤러의 바로 전방에 배치되고, 상기 마찰식 분쇄지대는 롤러의 각각과 테이블 사이에 상관 속도가 테이블의 반경방향으로 0과 동일한 위치 외측에 배치되는 것을 특징으로 하는 시멘트 클링커 분쇄기.
8. 제 7 항에 있어서, 노즐 각각에는, 테이블의 반경방향으로 연장되는 평평한 형상으로 액체가 그를 통해서 분사되는 노즐구멍이 설치되는 것을 특징으로 하는 시멘트 클링커 분쇄기.
9. 제 8 항에 있어서, 기계식 전달수단은 직교 롤러 밀이 취득하고 있는 분쇄 재료의 모두를 분리기로 전달하는 것을 특징으로 하는 시멘트 클링커 분쇄기.
10. 제 8 항에 있어서, 분리기로 기계식 전달수단에 의해 전달되는 분쇄 재료의 일 파트를 전달하는 반면에, 직교 롤러 밀로 직접 분쇄 재료의 나머지 파트를 복귀시키는, 분배수단을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트 클링커 분쇄기.