粉碎方法和粉碎装置

1.一种原料粉碎方法，用立式粉碎机将从旋转台上方投入的原料在 所述旋转台和粉碎辊之间进行粉碎，同时利用从所述旋转台下方导入的 气体向上方吹起原料的一部分并从上部取出口取出，使不能从所述上部 取出口取出的原料落在所述旋转台下方并从下部取出口取出，使用该立 式粉碎机将从所述上部取出口取出的原料输送给球磨机进行粉碎，同时 利用分级机把从所述下部取出口取出的原料分离成粗粉和细粉，使所述 粗粉返回所述立式粉碎机再次粉碎，将所述细粉输送给所述球磨机进行 粉碎，其特征在于，
相对投入所述立式粉碎机的新供给的原料量，以20～40％的比率从 所述上部取出口取出原料，输送给所述球磨机。
2.根据权利要求1所述的粉碎方法，所述原料为水泥溶渣。
3.一种粉碎装置，具有：
立式粉碎机，其为一次粉碎机，包括：旋转台；粉碎辊，在其与所 述旋转台之间将从所述旋转台上方投入的原料粉碎；上部取出口，其成 为被粉碎的所述原料中通过从所述旋转台下方导入的气体被吹起的所述 原料的取出口；下部取出口，其成为被粉碎的所述原料中不能从所述上 部取出口取出而落在所述旋转台下方的所述原料的取出口；
球磨机，其为二次粉碎机，将从所述上部取出口取出的所述原料粉 碎；    
分级机，其将从所述下部取出口取出的所述原料分离成所述粗粉和 所述细粉，包括：使粗粉返回所述立式粉碎机并在此再次进行粉碎的粗 粉排出口；将细粉输送给所述球磨机并在此进行粉碎的细粉排出口，
其特征在于，具有这样的单元：其相对投入所述立式粉碎机的新供 给的原料量，以20～40％的比率从所述上部取出口取出原料，输送给所 述球磨机。

技术领域\n本发明涉及一种粉碎方法和粉碎装置，具有立式粉碎机(vertical crusher)(有时也称为立式碾磨机(mill))、分级机和球磨机(ball mill)，主要高效粉碎水泥溶渣(cement clinker)、水泥原料或无机 物等。\n背景技术\n作为细微粉碎水泥溶渣等的粉碎装置，以往使用具有立式粉碎机和 球磨机的两段粉碎装置，或内置旋转式分级机的气吹(air swept)式立 式粉碎装置。\n所述两段粉碎装置是从配置在立式粉碎机下部的下部取出口实质上 全部取出由立式粉碎机粉碎后的原料，然后通过球磨机进行粉碎，对原 料进行细微粉碎的粉碎装置。\n专利文献1特开平4-338244号公报\n例如，专利文献1公开的技术是如下所述的粉碎装置，利用分配单元 将通过立式粉碎机粉碎后的原料进行分配，通过立式粉碎机和球磨机再 次进行粉碎，从而对原料进行细微粉碎。这种以往的粉碎装置的一个示 例如图5所示。\n另外，作为内置所述分级机的气吹式立式粉碎机，例如有专利文献2 公开的粉碎装置。\n专利文献2特开昭57-75156号公报\n专利文献2公开的立式粉碎装置是按照以下方法对原料进行高效细 微粉碎的粉碎装置。在粉碎机内的粉碎辊和旋转台之间将原料粉碎。利 用从旋转台下方导入的气体吹起所粉碎的原料，并利用配置在该旋转台 上方的旋转式分级机将其分级成细粉和粗粉。将细粉取出到装置外面， 同时使粗粉落在旋转台上再次进行粉碎。这种以往的粉碎装置的一个示 例如图6所示。\n但是，所述以往的两段粉碎装置在结构上必须同时具有立式粉碎机 和球磨机，所以粉碎装置的结构变得复杂。因此，为了使各个装置高效 工作，粉碎装置的运转控制方法也变得复杂。\n特别是使用图5所示的立式粉碎机和球磨机构成的粉碎装置，由于未 对导入球磨机前的原料进行分级，所以产生投入球磨机的原料的粒度不 一定的问题。如果使用粉碎效率差的球磨机粉碎粒度不一定的原料，则 电力消耗增大，效率变差。\n另外，以往从立式粉碎机下方取出粉碎品的大部分的一次粉碎方法， 没必要粉碎的颗粒直径小的原料也被粉碎的情况居多，结果使多余的原 料形成循环。如果将没必要粉碎的颗粒直径小的原料大量地碾入立式粉 碎机的粉碎辊和旋转台之间，则产生立式粉碎机发生振动而不能稳定运 转的问题。\n另一方面，图6所示的内置分级机的立式粉碎机(有时也称为气吹式 立式粉碎机)，需要利用从旋转台下方导入的气体向上方吹起在粉碎机 内的粉碎辊和旋转台之间粉碎后的原料。但是，为了利用气体向上方吹 起该粉碎后的原料，需要大量气体，因此具有需要输送气体用的较大的 鼓风机动力(风扇动力)的问题。\n发明内容\n本发明就是鉴于上述问题而提出的，提供一种粉碎方法和粉碎装置， 在作为一次粉碎机使用的立式粉碎机中，从上部取出口适量去除没必要 在立式粉碎机中粉碎的颗粒直径小的原料，从而高效地粉碎原料，且不 需要象以往的气吹式立式粉碎机那样增大鼓风机动力。\n为了解决上述课题，本发明的粉碎方法，\n(1)立式粉碎机将从旋转台上方投入的原料在所述旋转台和粉碎辊 之间进行粉碎，同时利用从所述旋转台下方导入的气体向上方吹起原料 的一部分并从上部取出口取出，使不能从所述上部取出口取出的原料落 在所述旋转台下方并从下部取出口取出，使用该立式粉碎机将从所述上 部取出口取出的原料输送给球磨机进行粉碎，同时利用分级机把从所述 下部取出口取出的原料分离成粗粉和细粉，使所述粗粉返回所述立式粉 碎机再次粉碎，将所述细粉输送给所述球磨机进行粉碎，根据这种原料 粉碎方法，相对投入所述立式粉碎机的新供给的原料量，以20～40％的 比率从所述上部取出口取出原料，输送给所述球磨机。\n(2)在前述(1)所述的粉碎方法中，所述原料为水泥溶渣。\n为了解决上述课题，本发明的粉碎装置，\n在具备立式粉碎机和球磨机及分级机的粉碎装置中，具有相对投入 所述立式粉碎机的新供给的原料量，以20～40％的比率从所述上部取出 口取出所述原料，输送给所述球磨机的单元。其中，所述立式粉碎机是 一次粉碎机，包括：旋转台；粉碎辊，在其与所述旋转台之间将从所述 旋转台上方投入的原料粉碎；上部取出口，其成为被粉碎的所述原料中 被从所述旋转台下方导入的气体吹起的所述原料的取出口；下部取出口， 其成为被粉碎的所述原料中不能从所述上部取出口取出而落在所述旋转 台下方的所述原料的取出口。所述球磨机是二次粉碎机，其将从所述上 部取出口取出的所述原料粉碎。所述分级机将从所述下部取出口取出的 所述原料分离成所述粗粉和所述细粉，包括：使粗粉返回所述立式粉碎 机，并在此再次进行粉碎的粗粉排出口；将细粉输送给所述球磨机，并 在此进行粉碎的细粉排出口。\n附图说明\n图1是具有本发明的实施方式的立式粉碎机的粉碎装置的整体结构 图。\n图2是本发明的实施方式的立式粉碎机的纵剖面图。\n图3是表示本发明的实施方式的粉碎装置的气体输送原料量比和磨 机振动的关系的图。\n图4是表示本发明的实施方式的立式粉碎机使用的风扇电力比和气 体输送原料量比的关系的图。\n图5是使用球磨机的以往的粉碎装置的整体结构图。\n图6是使用气吹式立式粉碎机的以往的粉碎装置的整体结构图。\n符号说明\n1立式粉碎机；2旋转台；2A旋转台上面；3粉碎辊；15阻塞圈； 33气体导入口；34下部取出口；35原料投入口；39上部取出口；41斗 式提升机；60收集机；70鼓风机；75带式输送机；80分级机；100粉 碎装置；142斗式提升机；150球磨机；160分级机；161收集机；171 鼓风机；175鼓风机；P产品。\n具体实施方式\n以下，参照附图详细说明本发明的一实施方式的粉碎方法。\n图1和图2表示本实施方式使用的粉碎装置的一个优选示例，图1是具 有立式粉碎机的粉碎装置的整体结构图，图2是立式粉碎机的主要部分的 纵剖面图。图3和图4是说明本实施方式的粉碎方法的效果的图。\n以下，说明本实施方式使用的立式粉碎机1的优选结构。如图2所示， 立式粉碎机1具有：形成立式粉碎机1的外廓的壳体(casing)；水平圆 板状的旋转台2；多个圆锥型(conical)粉碎辊3。旋转台2通过设在粉 碎机1下部的减速机2B被未图示的电动机驱动着旋转。粉碎辊3设置在圆 周方向等分旋转台2的上面2A的外圆周部的位置。\n粉碎辊3通过上部臂(upper arm)6和与该臂6一体形成的下部臂6A 与油压缸(oil hydraulic cylinder)8的活塞杆(piston rod)9连接， 其中，上部臂6通过轴7自由转动地支承在下部壳体上。在通过该油压缸8 的动作使得粉碎辊3被向旋转台上面2A的方向按压的状态下，使旋转台2 旋转，粉碎辊3通过旋转台上面2A的原料而从动旋转。即，利用旋转台2 的旋转，使粉碎辊3旋转。\n在所述壳体的旋转台上面2A的中央上部设置原料投入口35和原料投 入槽(chute)13。从原料投入口35通过原料投入槽13向旋转台上面2A投 入原料(有时也称为供给)。投入旋转台上面2A的原料在旋转台上面2A 一边描画旋涡状轨迹一边在旋转台上面2A的外圆周部移动，被旋转台上 面2A和粉碎辊3碾入并粉碎。\n另外，被旋转台上面2A和粉碎辊3碾入并粉碎的原料的一部分越过沿 着该旋转台上面2A的外缘部设置的阻塞圈(dam ring)15，朝向旋转台 上面2A的外圆周部和壳体的间隙即环状通道30(有时也称为环状空间部 30)，通过环状通道30落在旋转台下方，作为粉碎品从下部取出口34被 取出到立式粉碎机1的机外。\n另外，在所述壳体设置用于向旋转台2下方导入气体的气体导入口 33。并且，在所述壳体设置用于向旋转台2上方排出该气体的上部取出口 39。在立式粉碎机1运转时，通过从该气体导入口33导入气体(在本实施 方式中为空气)，在所述壳体内产生从旋转台2下方朝向上方的气体气流。\n在投入立式粉碎机1内的原料和被旋转台2与粉碎辊3粉碎并越过阻 塞圈15的原料中，直径较小的原料被所述气体吹起并在壳体内上升，并 从上部取出口39被取出。其理由将在后面叙述，但优选调整该导入气体 的量，以使从上部取出口39取出的原料量达到投入立式粉碎机1内的原料 中的20～40％(重量％)。在本实施方式中，控制鼓风机70的鼓风能力， 调整该导入气体的量，以使从上部取出口39取出的原料量达到新投入立 式粉碎机1内的原料中的30重量％。\n另外，本实施方式使用的立式粉碎机1的粉碎辊的个数为3个，旋转 台转数为73RPM，粉碎辊中心直径D为0.4m，旋转台直径T为0.64m，阻塞 圈15的高度为距旋转台上面2A约20mm。\n另外，本实施方式可以使用的立式粉碎机1的型号当然不限于前述规 格，例如，粉碎辊3的形状可以是球面(spherical)形状的轮胎型立式 粉碎机1。\n下面，使用图1说明本实施方式的粉碎装置100的一个优选示例。粉 碎装置100是两段式粉碎装置，基本上由作为一次粉碎机的立式粉碎机1 和作为二次粉碎机的球磨机150构成。在粉碎装置100，通过立式粉碎机1 被预先粉碎的原料通过球磨机150再次进行粉碎。\n粉碎装置100具有作为一次粉碎机的立式粉碎机1、分级机80、收集 机60和球磨机150。并且，粉碎装置100为了利用后述结构连接这些机器， 具有鼓风机70(有时也称为排气扇(exhaust fan)70)、斗式提升机(bucket elevator)41和带式输送机(belt conveyer)75等。\n此处，图1所示的实施方式的一个优选示例具有未图示的配管。利用 该配管可以将从粉碎装置100的外部通过带式输送机75供给的原料(有时 也称为新供给的原料)，通过未图示的气闸喂料机(air lock feeder) 从原料投入口35投入立式粉碎机1。\n立式粉碎机1如前所述具有配置在旋转台2上方的上部取出口39和配 置在旋转台2下方的下部取出口34。立式粉碎机1还具有如下结构：利用 从旋转台2下方导入立式粉碎机1内的气体向上方吹起原料的一部分并从 上部取出口39取出到立式粉碎机1外部，同时使不能从上部取出口39取出 到立式粉碎机1外部的原料落在旋转台2下方并从下部取出口34取出到立 式粉碎机1外部的结构。并且，立式粉碎机1具有通过调整鼓风机70的流 量，可以将投入立式粉碎机1的原料的一部分从上部取出口39取出到立式 粉碎机1外部的结构。\n并且，从立式粉碎机1的下部取出口34取出的原料通过斗式提升机41 输送投入到分级机80。另一方面从上部取出口39取出的原料通过收集机 60进行收集并投入球磨机150。因此，收集机60和上述的鼓风机70成为相 对投入立式粉碎机1的新供给的原料量以20～40％的比率从上部取出口 39取出原料并输送给球磨机150的单元的构成要素。\n此处，设于本实施方式的分级机80的细粉排出口80a连接有用于把可 以在球磨机150有效粉碎的颗粒直径小的原料作为细粉输送给球磨机150 的配管。并且，设于分级机80的粗粉排出口80b连接有用于把作为粗粉从 分级机80取出的原料输送给原料投入口35的配管。由此，作为粗粉取出 的原料再次被投入立式粉碎机1内。\n另外，本实施方式的分级机80构成为将颗粒直径大约大于等于5mm 的粉碎品作为粗粉取出。\n并且，在球磨机150粉碎后的原料通过斗式提升机142被输送，通过 配管等被投入分级机160，在此处进行分级。分级机160连接有用于进行 后面的处理的配管等。被分级后的原料中达到产品粒度的原料作为产品 被取出，同时大于等于产品粒度的原料再次被投入球磨机150，反复进行 粉碎。\n以下，说明使用粉碎装置100的本实施方式的粉碎方法的一个优选示 例。\n从粉碎装置100的外部(在本实施方式中为原料漏斗(hopper)65) 供给粉碎装置100的原料通过带式输送机75被输送到立式粉碎机1。原料 (有时也称为新供给的原料)是矿物等(在本实施方式中为水泥溶渣)。 被输送到立式粉碎机1的原料从设在立式粉碎机1的旋转台上面2A的中央 上部的原料投入口35投入立式粉碎机1内。所投入的原料通过原料投入槽 13从旋转台上面2A的上方承载在旋转台上面2A的中央部。\n所承载的原料在旋转台上面2A旋转，并且产生因旋转形成的离心力， 由此使原料在旋转台上面2A一边描画旋涡状轨迹一边向旋转台上面2A外 圆周部移动。从而原料被碾入旋转台上面2A和按压该旋转台上面2A的粉 碎辊3之间并被粉碎。\n被旋转台上面2A和粉碎辊3碾入并粉碎的原料中越过阻塞圈15的原 料，被排出到旋转台上面2A的外圆周面和壳体内周面之间的环状通道30。 原料在环状通道30落下，作为粉碎品从配置在旋转台2下方的下部取出口 34被取出到立式粉碎机1的外部。并且，此时调整鼓风机70的鼓风能力， 将投入立式粉碎机1的原料的一部分从上部取出口39取出到机外。\n另外，从下部取出口34取出到立式粉碎机1外部的粉碎品通过斗式提 升机41被输送到分级机80。另一方面从上部取出口39取出的原料被输送 到收集机60进行收集后，被输送到球磨机150进行粉碎。被输送到分级机 80的原料中，直径小的原料作为细粉被取出，并投入球磨机150进行粉碎， 直径大的粗粉再次返回立式粉碎机1进行粉碎。\n并且，在球磨机150被粉碎后的原料通过斗式提升机142被输送并投 入分级机160，在此处进行分级。被分级后的原料中达到产品粒度的原料 作为产品被取出，同时大于等于产品粒度的原料被再次投入球磨机150进 行粉碎。\n以下进行图3和图4的说明，同时说明从立式粉碎机1的上部取出口39 取出的原料量的优选范围。\n在本发明中，将气体输送原料量比等数值定义如下。\n一次粉碎品平均粒度比是粉碎品平均粒度除以原料的平均粒度所得 的值，用下述公式1表示。\n另外，在本发明中，一次粉碎机是立式粉碎机1。\n【公式1】\n\n公式1\n另外，平均粒度定义为在将粉碎品过筛时，其剩余率(在投入筛中 的原料中未通过筛子而留在筛子上的原料的比率)达到36.8％时的筛眼 的大小。\n并且，风扇电力比表示把后述的气体输送原料量比为1时的立式粉碎 机1的鼓风机70的电力量(kWh)作为基准值1，改变气体输送原料量比时 的鼓风机70的电力量。\n气体输送原料量比是一次粉碎机的气体输送原料量(ton/min)除以 从带式输送机75供给的新的供给原料量(ton/min)所得的值，用下述公 式2表示。\n另外，在本实施方式中，一次粉碎机的气体输送原料量是从立式粉 碎机1的上部取出口39与气体一起被取出机外的原料量，新供给的原料是 通过带式输送机75供给立式粉碎机1的原料量。\n【公式2】\n\n公式2\n此处，图3表示气体输送原料量比和磨机振动的关系。\n气体输送原料量比越小，从立式粉碎机的上部取出口取出的原料量 越少，立式粉碎机产生的振动(磨机振动)就越大。\n例如，根据图3，将气体输送原料量比设为0.2(从上部取出口取出 原料20％)时的磨机振动小于等于将气体输送原料量比设为0(从上部取 出口不取出原料)时的磨机振动的1/4。\n并且，根据图3，在从气体输送原料量比为0(从上部取出口不取出 原料)到气体输送原料量比为0.2(从上部取出口取出原料20％)之间， 磨机振动急剧减小。该减小率在气体输送原料量比超过0.4(从上部取出 口取出原料40％)时被抑制，不再减小。\n因此，从磨机振动的观点判明，优选相对投入立式粉碎机1的新供给 的原料量以大于等于0.2的比率从上部取出口39取出原料，更优选大于等 于0.3的范围。\n另外，图4表示风扇电力比和气体输送原料量比的关系。\n可以判明具有越增加气体输送原料量比，立式粉碎机1的风扇电力也 越增加的趋势。如前所述，由于所述气体输送原料量比超过0.4(从上部 取出口取出原料40％)时磨机振动被抑制，所以优选调整从上部取出口 39排出的原料量，不超过新供给的原料的40重量％。\n另外，作为参考说明，如果把原料的形状和原料粒度设为一定，一 次粉碎机的粉碎品平均粒度比越小，则小于等于规定粒度的原料量增加， 所以球磨机150的无效工作量降低。\n并且，根据现有技术的记载，通过提高粉碎力或使一次粉碎机的排 出原料的一部分循环，可以降低一次粉碎机的粉碎品平均粒度。\n但是，如果为提高粉碎力而过大地增加粉碎辊3的按压力，则相应地 消耗动力增加。在以往从立式粉碎机下方取出粉碎品的大部分的一次粉 碎方法中，通过使一次粉碎机的排出原料的一部分循环等，使得没必要 粉碎的颗粒直径小的原料也被粉碎的情况居多，结果造成进行多余的原 料循环。\n如果进行多余的原料循环，当然会增加消耗动力，由于没必要粉碎 的颗粒直径小的原料被大量碾入立式粉碎机的粉碎辊3和旋转台2之间， 使得立式粉碎机振动不能稳定运转。\n特别是在从原料投入口35供给的原料中含有颗粒直径小的原料的水 泥溶渣的情况下，这种趋势显著。\n向一次粉碎机导入多量气体的本发明的粉碎方法，根据图4所示气体 输送原料量比和风扇电力比(鼓风动力)的关系，被认为会使系统能力 比变差。\n但是，根据认真研究的结果，本申请发明者们基于上述理由，发现 具有可以无浪费地抑制磨机振动的区域(气体输送原料量比为0.2～ 0.4)。\n根据这些情况，发明出了通过把气体输送原料量比调整为0.2～0.4 来进行有效粉碎的系统的运转的方法。\n如果将所述范围改变一下说法，利用气体从上部取出口39取出的原 料量(1分钟排出的原料的重量)调整为达到新供给的原料量(1分钟供 给的原料的重量)的20～40％。\n特别是在本实施方式中说明的水泥溶渣的情况下，从带式输送机75 供给的新的供给原料中含有颗粒直径小的原料的情况居多。新供给的原 料中含有的直径小的原料在投入立式粉碎机1后不被马上粉碎，而是被气 体吹起并从上部取出口39取出，所以立式粉碎机1不需进行多余的工作就 可有效完成粉碎，而且不易产生磨机振动。\n另外，在气体输送原料量比为0.3～0.4的范围内，抑制磨机振动的 效果进一步提高，所以更优选把利用气体从上部取出口39排出的原料量 调整为达到新供给的原料的30～40重量％。\n并且，如果供给立式粉碎机1的新原料的形状和颗粒直径发生变化， 有时气体输送原料量比等会多少产生变化。\n在这种情况时，测定从立式粉碎机1取出的原料量，调整从所述粉碎 装置外部投入该立式粉碎机的原料量，以使该取出的原料量达到一定值， 由此可以进行稳定的连续运转。根据以上说明的本发明的粉碎方法和粉 碎装置，把从立式粉碎机的上部取出口取出的原料量调整为新供给的原 料量的20～40％(气体输送原料量比为0.2～0.4的范围内)。由此，可 以进行粉碎系统的有效运转，并且可以防止由于在粉碎辊和旋转台之间 碾入细粉而产生的立式粉碎机的振动。\n另外，在原料是水泥溶渣时，从带式输送机供给的新的供给原料中 含有颗粒直径小的原料的情况居多。如果采用本发明的粉碎方法，新供 给的原料中含有的直径小的原料被气体吹起并从上部取出口被取出。所 以，立式粉碎机不需进行多余的工作，粉碎效率高。