垂直ミル動作・運転に影響する要因

概要：垂直ローラーミルは、1250メッシュ以下の非金属鉱物粉末の大規模処理に適しています。その大規模化と省エネルギー効果は顕著です。

垂直ローラーミルは、1250メッシュ以下の非金属鉱物粉末の大規模処理に適しています。その大規模化と省エネルギー効果は顕著です。操作が簡単で、メンテナンスも容易、またプロセスレイアウトがシンプルで、占有面積が小さく、土木工事投資が少なく、騒音も低く、環境保護にも優れています。そして、以下のような要因が影響します。

原料特性

原料特性は主に、硬度、粒度、水分、粉砕性（ボンド指数）などです。

原料硬度

研磨材の硬度は、通常モース硬度（範囲1-10）で表されます。一般的に、材料の硬度が高いほど、粉砕性は悪くなり、竪型ローラーミルにおける摩耗は大きくなります。したがって、材料硬度は、製品出力およびミルの摩耗部品の寿命に直接関係します。

原料粒径

竪型ミルは、原料の粒径についてある程度の範囲の要求があります。

給送粒径が大きすぎると、一次粉砕効率が低下し、物量のサイクル数が多くなり、ミル消費電力が増加します。

逆に給送粒径が小さすぎると、粉末状の物量が増加します。微粒子の付着性が悪くなるとともに内部空気の流れの影響により、物料層の流動化傾向が顕著になり、竪型ローラーミル...

原料の水分率

原料の含水率の制御は、竪型ローラミル（たてがたローラミル）の安定した運転にとって非常に重要です。原料の含水率が大きすぎると、原料は材料層の微粉に付着し、研磨ディスク上に層を形成します。連続供給の条件下では、研磨ディスクの材料層は、継続的に厚くなり、研磨ローラが材料を効果的に粉砕・研磨することができません。ミルは過剰な負荷のために振動したり、停止したりします。

原料の粉砕性

粉砕材の粉砕性は、垂直ローラーミルにおける生産能力、電力消費量、およびローラーライナーの耐用年数に直接関係しています。材料の粉砕性が良好であれば、容易に破砕・粉砕され、超微粉末が容易に生成されます。逆に、粉砕性が悪い材料は、複数の粉砕工程とより大きな粉砕圧力を必要とし、粉砕電力消費量が増加し、ローラースリーブおよびライナーが加速して耐用年数を短縮します。

垂直ミル（ローラーミル）の圧力差

垂直ローラーミル内の物料循環負荷を反映する重要なパラメータの一つに圧力差があります。ミルの圧力差は主に2つの部分から構成されています。一つは垂直ローラーミルの風環における局所的な換気抵抗、もう一つは粉砕選別時の粉砕機抵抗です。これらの2つの抵抗の合計がミルの圧力差となります。

ミル圧力差に影響する要因は多く、物料の粉砕性、料金などがあります。

圧力差の増加は、ミルに入ってくる原料の量が生産される製品の量を上回っており、ミル内の循環負荷が増加していることを示しています。この時、給送ホイストの電流は大きくなり、スラグ排出量は増加します。そして、材料層は継続的に厚くなります。

圧力差の減少は、ミルに入ってくる原料量が少ないことを示し、ミル内の循環負荷が減少していることを意味します。この時、給送ホイストの電流が減少します。また、スラグ排出量も減少します。そして、材料層は徐々に薄くなります。

システム換気量

適切な換気量は、竪型ローラーミルが安定して運転するための必須条件です。全粉砕システムの換気量は、直接、出力生産量と粉砕度合いを左右します。

換気量が大きい場合、ミル内の風速が増加し、乾燥・搬送能力が向上します。ミル内部および外部の循環が減少するため、物料層上の粗粒子の数が増加し、ミルの生産量が増加します。一方、空気量が大きすぎると、製品の細かさ（粗出）が規格外になったり、製品中の微粉分含量が減少したり（サイクル数が少なく、粉砕時間が短いため）、品質が低下したり、物料層が薄いためミルが振動したりする可能性があります。

換気量が小さいと、粉砕機の風速が低下し、乾燥・搬送能力が弱まり、粉砕機内部・外部の循環が増加し、物層が厚くなります。その結果、粉砕機の電力消費が増加し、製品の細かさ（粒度）は小さくなりますが、粉砕機の生産量は減少します。さらに、物層が厚すぎると、振動や振動停止を引き起こす可能性があります。

粉砕ローラーの作動圧力

垂直型ローラーミルにおける粉砕力は、粉砕ローラーの自重と油圧による圧力から生じます。

研磨ローラの作動圧力は、供給量、物層厚さ、製品の細かさなどの要因に応じて、適切に設定する必要があります。圧力が小さすぎると、効果的な研磨が行えず、粉体の収率が低く、生産能力が低下します。圧力が高すぎると、物層の不安定化につながり、減速機に不必要な損傷を与える可能性があります。

分級機の回転速度

システムに一定の通気量がある場合、ロータの回転速度が速く、研磨材の細かさも高くなります。逆に、通気量が不足している場合は、回転速度が遅く、研磨材の細かさも低くなります。

その他の要因

(1) リテーニングリングの高さ

リテーニングリングの高さは、材料層の安定性と垂直ローラーミルにおける粉砕効率に直接影響します。リテーニングリングの高さが高すぎる場合、材料のオーバーフローが妨げられ、材料層が厚くなりやすくなります。これにより、一部の製品が材料層上にある空気流によって適切に搬送されず、過剰粉砕が生じる可能性があります。一方、リテーニングリングの高さがあまりにも低い場合、粉体のオーバーフロー速度が上がり、材料層が薄くなりすぎ、十分な粉砕が行われない可能性があります。

(2) エアリングのクリアランス面積

実際の生産では、ミルからの戻り材の量が比較的多いにもかかわらず、立軸ミルは安定した運転を維持していることがしばしばあります。この場合、エアリングのクリアランス面積を適宜小さくする（リテーニングリングまたは風環の外周に補修溶接した丸鋼など）ことで、エアリング付近の風速を高め、物量の搬送能力を高め、スラグ排出量を削減することができます。これにより、生産能力の向上に繋がります。

(3) グラインダローラーとディスクの摩耗

経験によると、垂直ミルが長時間稼働すると、生産能力は一定程度低下します。これは主に、グラインダローラーとグラインダディスクの摩耗が、粉砕領域の粉砕構造と粉砕圧力に変化をもたらすためです。

グラインダローラーとディスクの摩耗問題は、高精細な製品の生産能力の急激な低下を反映する可能性が高くなります。この場合、ローラースリーブの表面を調整し、再研磨（appli）することが望ましいです。