(57)【要約】【課題】焼嵌めの際に硬化部に亀裂が伝播し難くすることで、硬化部を損傷し難くすることを目的とする。【解決手段】粉砕ローラの製造方法は、粉砕機のハウジングに対して回転自在に支持されるジャーナルハウジングと、円環状の基部２５及び基部２５の外周面に設けられて基部２５よりも熱膨張係数が小さい硬化部２６を有する円環状のローラ部２４と、を備えた粉砕ローラの製造方法であって、ローラ部２４の中心軸線Ｃ１が床面と直交する方向となる状態に配置され、かつ、内周面が外気へ開放した状態で、外周面側からローラ部２４を加熱する加熱工程と、ジャーナルハウジングと加熱工程によって昇温した状態にあるローラ部２４とを、ローラ部２４の内周面がジャーナルハウジングの外周面と対向又は接触するように配置する配置工程と、配置工程で配置したローラ部２４を冷却して、ジャーナルハウジングとローラ部２４とを嵌合する嵌合工程と、を備えている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被粉砕物を粉砕する粉砕機に用いられ、該粉砕機のハウジングに対して回転自在に支持される支持部と、円環状の基部及び該基部の半径方向の外周面に設けられて前記基部と熱膨張係数が異なる硬化部を有する円環状のローラ部と、を備えた粉砕ローラの製造方法であって、
前記ローラ部の中心軸線が床面と直交する方向となる状態であって、かつ、前記ローラ部の半径方向の内周面が外気へ開放した状態で、前記ローラ部の半径方向の外周面側から前記ローラ部を加熱する加熱工程と、
前記支持部と前記加熱工程によって昇温した状態にある前記ローラ部とを、前記ローラ部の前記内周面が前記支持部の外周面と対向又は接触するように配置する配置工程と、
前記配置工程で配置した前記ローラ部を冷却して、前記支持部と前記ローラ部とを嵌合する嵌合工程と、を備えた粉砕ローラの製造方法。
【請求項２】
前記硬化部は、熱膨張係数が前記基部よりも小さい部材を少なくとも一部に含んでいる請求項１に記載の粉砕ローラの製造方法。
【請求項３】
前記加熱工程では、前記ローラ部と前記床面との間に下部空間を形成するとともに、該下部空間と前記ローラ部の前記内周面の内側に形成される内側空間とが連通した状態で、前記ローラ部を加熱する請求項１または請求項２に記載の粉砕ローラの製造方法。
【請求項４】
前記加熱工程では、前記ローラ部の半径方向の外周面をヒータで覆うとともに、前記ヒータの半径方向の外周面を断熱材で覆った状態において、前記ヒータを昇温することで、前記ローラ部を加熱する請求項１から請求項３のいずれかに記載の粉砕ローラの製造方法。
【請求項５】
前記加熱工程では、前記ヒータを室温状態から所定の昇温速度で昇温しながら前記ローラ部を加熱する請求項４に記載の粉砕ローラの製造方法。
【請求項６】
前記所定の昇温速度は、１℃／ｍｉｎ以上であって、かつ、２℃／ｍｉｎ以下である請求項５に記載の粉砕ローラの製造方法。
【請求項７】
前記加熱工程では、前記ローラ部と前記ヒータとの間に金属箔を設ける請求項４から請求項６のいずれかに記載の粉砕ローラの製造方法。
【請求項８】
前記加熱工程は、加熱開始時から所定時間経過するまで前記ヒータを第１昇温速度で昇温することで前記ローラ部の加熱を行う第１加温工程と、前記第１加温工程の後に前記ヒータを前記第１昇温速度よりも早い第２昇温速度で昇温することで前記ローラ部の加熱を行う第２加温工程とを備えている請求項４から請求項７のいずれかに記載の粉砕ローラの製造方法。
【請求項９】
前記ヒータは、複数設けられていて、
複数の前記ヒータは、前記ローラ部の前記外周面に沿うように、周方向に並んで配置されているとともに、各々、異なる昇温速度制御部により昇温速度を制御されている請求項４から請求項８のいずれかに記載の粉砕ローラの製造方法。
【請求項１０】
前記加熱工程における前記ヒータの昇温速度を記憶する昇温速度記憶工程と、
前記加熱工程における前記ローラ部の熱伸び量を記憶する熱伸び量記憶工程と、
前記昇温速度記憶工程で記憶した昇温速度と、前記熱伸び量記憶工程で記憶した熱伸び量とに基づいて、昇温速度と熱伸び量との関係を定めたテーブルを作成するテーブル作成工程と、を備え、
前記加熱工程では、前記ローラ部に対して仮の昇温速度で予備加熱を行うとともに、前記仮の昇温速度及び前記予備加熱における前記ローラ部の熱伸び量と、前記テーブルと、に基づいて決定された昇温速度によって前記ローラ部の加熱を行う請求項５から請求項９のいずれかに記載の粉砕ローラの製造方法。
【請求項１１】
被粉砕物を粉砕する粉砕機に用いられ、円環状の基部及び該基部の半径方向の外周面に設けられて前記基部よりも熱膨張係数が異なる硬化部を有している円環状のローラ部を昇温する昇温装置であって、
前記ローラ部の半径方向の外周面を覆うように設けられるヒータと、
前記ヒータの昇温速度を制御する昇温速度制御部と、を備え、
前記昇温速度制御部は、１℃／ｍｉｎ以上であって、かつ、２℃／ｍｉｎ以下の昇温速度となるように前記ヒータを制御する昇温装置。
【請求項１２】
前記ヒータは、中心軸線が床面と直交する方向となる状態に配置され、かつ、前記ローラ部の半径方向の内周面が外気へ開放した状態で配置された前記ローラ部に対して設けられている請求項１１に記載の昇温装置。
【請求項１３】
前記ヒータは、複数設けられていて、
前記昇温速度制御部は、複数設けられていて、
複数の前記ヒータは、前記ローラ部の半径方向の外周面に沿うように、周方向に並んで配置されているとともに、各々、異なる前記昇温速度制御部により昇温速度を制御されている請求項１１または請求項１２に記載の昇温装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉砕ローラの製造方法及び昇温装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石炭等の固体燃料を所定粒径より小さい微粉状に粉砕して、燃焼装置へ供給する等の目的で用いられる、被粉砕物を粉砕する粉砕機として、鉛直上下軸線を中心として回転する粉砕テーブル上に載置された被粉砕物を、粉砕機の内部で回転自在に支持されている粉砕ローラで押圧することで粉砕する粉砕機が知られている。
【０００３】
このような粉砕機に用いられる粉砕ローラは、粉砕機のハウジングに対して回転自在に取り付けられるジャーナルハウジングと、実際に被粉砕物と接触し押圧する金属材料で形成されたローラ部と、を有している。そして、このジャーナルハウジングとローラ部とは、焼嵌めによって嵌合されていて、ローラ部が摩耗した場合にはローラ部を取り外してメンテナンスを可能とするものがある（例えば、特許文献１の微粉炭機ローラ）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５２５９１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、最近では、粉砕機に用いられる粉砕ローラとして、表面に硬化部があるローラ部を備えた粉砕ローラや、さらには耐摩耗性に優れる高クロム鋳鉄で製造されたローラ部の表面にセラミックを埋め込んだセラミック埋め込み型鋳物ローラが用いられることがある。セラミック埋め込み型鋳物ローラは、表面のセラミック部分だけでなく母材である高クロム鋳鉄でも被粉砕物を粉砕可能であるため、許容摩耗量が大幅に増大し、粉砕ローラを長寿命化させることができる。
【０００６】
しかしながら、セラミック埋め込み型鋳物ローラは、ローラ部の表面に設けた硬化部（特に、硬化部に埋め込んだセラミック）と、高クロム鋳鉄製の母材との熱膨張係数が異なる。このため、ローラ部と母材とは、特許文献１の微粉炭機ローラのように焼嵌めによって組立を行うと、ローラ部の加熱による昇温時に、熱膨張係数の相違から、表面の硬化部（特にセラミック部分）を損傷する可能性があるので、隙間嵌めによる組み立てが主流であった。この隙間嵌めを行うには、ジャーナルハウジングとローラ部との嵌め合い部分の寸法管理に加えて固定部材の取り付け加工が必要になるため、改造コスト及びメンテナンス作業の工数を増加させる要因となっていた。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、焼嵌めの際に硬化部に亀裂が伝播し難くすることで、硬化部を損傷し難くすることができる粉砕ローラの製造方法及び昇温装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の粉砕ローラの製造方法及び昇温装置は以下の手段を採用する。
本発明の一態様に係る粉砕ローラの製造方法は、被粉砕物を粉砕する粉砕機に用いられ、該粉砕機のハウジングに対して回転自在に支持される支持部と、円環状の基部及び該基部の半径方向の外周面に設けられて前記基部と熱膨張係数が異なる硬化部を有する円環状のローラ部と、を備えた粉砕ローラの製造方法であって、前記ローラ部の中心軸線が床面と直交する方向となる状態であって、かつ、前記ローラ部の半径方向の内周面が外気へ開放した状態で、前記ローラ部の半径方向の外周面側から前記ローラ部を加熱する加熱工程と、前記支持部と前記加熱工程によって昇温した状態にある前記ローラ部とを、前記ローラ部の前記内周面が前記支持部の外周面と対向又は接触するように配置する配置工程と、前記配置工程で配置した前記ローラ部を冷却して、前記支持部と前記ローラ部とを嵌合する嵌合工程と、を備えている。
【０００９】
上記構成では、加熱したローラ部を冷却することで支持部と嵌合させる、いわゆる焼嵌めによってローラ部と支持部とを嵌合している。
【００１０】
また、上記構成では、加熱工程において、ローラ部の内周面が外気へ開放した状態で外周面側からローラ部を加熱している。このため、ローラ部の外周面側は、内周面側よりも早く昇温するとともに、内周面側よりも高温となる。これにより、ローラ部の基部は、半径方向外側に（すなわち、外形が大きくなるように）熱膨張する。一方、硬化部は、基部と熱膨張係数が異なるので、基部よりも熱膨張量が少なくなるか、もしくは基部よりも熱膨張量が多くなる。したがって、ローラ部が半径方向外側に熱膨張する際に、硬化部には、基部に拘束されることによる半径方向に押圧力が作用する。このため、硬化部には、半径方向の圧縮応力が発生する。このように、ローラ部を加熱する加熱工程において、硬化部に発生する応力を、主に圧縮応力とすることができるので、硬化部に発生する引張応力を抑制し、硬化部に亀裂が伝播し難くすることができる。よって、硬化部を損傷し難くすることができる。
【００１１】
また、このように焼嵌めによってローラ部と支持部とを嵌合させることができるので、外周面に硬化部を有する粉砕ローラであっても、ローラ部及び支持部に対して特別な加工を施すことなく、ローラ部と支持部とを嵌合させて粉砕ローラを製造することができる。したがって、ローラ部及び支持部に対して特別な加工を施す方法と比較して、コストを低減するとともに、製造に要する時間を短縮化することができる。
【００１２】
また、ローラ部の中心軸線が床面と直交方向となる状態で設置され、かつ、内周面が外気に開放した状態（換言すれば、大気開放した状態）で、外周面側からローラ部を加熱している。これにより、円環状のローラ部の内周面の内側に形成される空間（以下、「内側空間」という。）内の空気は、加熱により昇温し、煙突効果により、上昇気流となり大気に放出される。したがって、内側空間内に昇温した空気が滞留しないので、ローラ部の内周面の温度分布の拡大を抑制し、ローラ部全体における不均一な応力の発生を抑制することができる。よって、ローラ部を損傷し難くすることができる。ローラ部の損傷とは、例えば、部分的な微小亀裂の発生、内部亀裂の進展や、一部の脱落などが挙げられる。
【００１３】
また、ローラ部を加熱する工程で、ローラ部の内周面が外気に開放した状態としているので、加熱工程において、ローラ部の内周面にアクセスすることができる。これにより、加熱工程において、ローラ部の内径の熱伸び量をノギスやレーザ距離計測器などで計測することができる。したがって、ローラ部の内径の熱伸び量を確認しながら加熱することができるので、確実に所望の熱伸び量とすることができる。また、継続的に熱伸び量を確認しているので、所望の熱伸び量となった時点で加熱工程を終えることができるので、過度の加熱等による無駄な時間の発生を防止し、加熱工程を短縮化することができる。
【００１４】
また、本発明の一態様に係る粉砕ローラの製造方法は、前記硬化部は、熱膨張係数が前記基部よりも小さい部材を少なくとも一部に含んでいてもよい。
【００１５】
上記構成では、硬化部が、少なくとも一部に基部と熱膨張率が小さい部材、例えばセラミックスを含んでいる。硬化部が半径方向外側に膨張する際に、硬化部には押圧力が作用し半径方向の圧縮応力が発生するので、基部よりも熱膨張量が少ない部材が存在しても、硬化部内に発生する圧縮応力により、硬化部内の熱膨張率が小さい部材、例えばセラミックスに亀裂が伝播し難くすることができる。よって、硬化部を損傷し難くすることができる。
【００１６】
また、本発明の一態様に係る粉砕ローラの製造方法は、前記加熱工程では、前記ローラ部と前記床面との間に下部空間を形成するとともに、該下部空間と前記ローラ部の前記内周面の内側に形成される内側空間とが連通した状態で、前記ローラ部を加熱してもよい。
【００１７】
上記構成では、ローラ部と床面との間に形成される下部空間と内側空間とが連通している。これにより、下部空間を介して、内側空間の下方から空気が流入するので、より効果的に煙突効果を作用させて、確実に内側空間内に上昇気流を発生させることができる。したがって、より好適に、ローラ内周面の温度分布を抑制し、ローラ部全体における不均一な応力の発生を抑制することができる。
【００１８】
また、本発明の一態様に係る粉砕ローラの製造方法は、前記加熱工程では、前記ローラ部の半径方向の外周面をヒータで覆うとともに、前記ヒータの半径方向の外周面を断熱材で覆った状態において、前記ヒータを昇温することで、前記ローラ部を加熱してもよい。
【００１９】
上記構成では、ヒータの外周面を断熱材で覆っているので、ヒータからの熱散逸を低減し、ヒータからローラ部へ向かう熱流束を安定化させることができる。したがって、ヒータからローラ部の外周面への伝熱量の分布を抑制して均一化することができる。
また、ローラ部の内周面が大気開放した状態（すなわち、低温側）であるので、外周面側から入熱した熱は内周面側に向かって移動し易い。このように、内周面側へ向かう熱流束の方向付けをすることができるので、ローラ部の内周面側の昇温を安定化させることができる。
【００２０】
また、本発明の一態様に係る粉砕ローラの製造方法は、前記加熱工程では、前記ヒータを室温状態から所定の昇温速度で昇温しながら前記ローラ部を加熱してもよい。
【００２１】
外周面から入熱した熱が、内周面まで伝達するには所定の時間がかかる。このため、ローラ部を外周面からヒータで加熱した場合、外周面と内周面とに温度差が発生する。上記構成では、室温状態からヒータを所定の昇温速度で昇温しながらローラ部を加熱している。これにより、ヒータの昇温に追従するようにローラ部の外周面と内周面も昇温する。したがって、温度を一定に保っているヒータでローラ部の外周面の温度を一定に保ちながら加熱する方法と比較して、ローラ部の内周面と外周面との温度差が小さくなる。したがって、ローラ部の外周面側に設けられている硬化部へ発生する応力を低減することができる。よって、ローラ部を損傷し難くすることができる。
【００２２】
また、本発明の一態様に係る粉砕ローラの製造方法は、前記所定の昇温速度は、１℃／ｍｉｎ以上であって、かつ、２℃／ｍｉｎ以下であってもよい。
【００２３】
ヒータの昇温速度を遅くすると、ローラ部の内周面と外周面との温度差を十分に低減でき、ローラ部を損傷し難くすることができるが、ローラ部と支持部とを焼嵌めするために必要な熱伸び量を得るまでに時間がかかるため、加熱工程が長時間化してしまい、作業性が低下する。一方、ヒータの昇温速度を速くすると、加熱工程を短時間化することができるが、ローラ部の内周面と外周面との温度差を十分に低減することができずに、ローラ部に損傷が発生する可能性が高まる。
【００２４】
上記構成では、ヒータを１℃／ｍｉｎ以上であって、かつ、２℃／ｍｉｎ以下の昇温速度で昇温している。このように、昇温速度を２℃／ｍｉｎ以下とすることで、ローラ部の内周面と外周面との温度差を十分に低減し、ローラ部を損傷し難くすることができるとともに、昇温速度を１℃／ｍｉｎ以上とすることで、加熱工程の過剰な長時間化を防止して作業性を向上することができる。
【００２５】
また、本発明の一態様に係る粉砕ローラの製造方法は、前記加熱工程では、前記ローラ部と前記ヒータとの間に金属箔を設けてもよい。
【００２６】
上記構成では、ローラ部とヒータとの間に金属箔を設けている。金属箔は、変形が容易であるとともに熱伝導性が高いので、ローラ部とヒータとの間に設けられた金属箔は、ローラ部とヒータとの間の隙間に応じた形状に変形し、ローラ部及びヒータと密着して、接触熱抵抗を低減する。このように、ローラ部とヒータとの間に金属箔を設けることで、ローラ部とヒータとの間に形成される隙間を、金属箔で埋めることができる。
金属箔は、熱伝導性がよいので、ローラ部とヒータとの間に形成される隙間を金属箔で埋めることで、ローラ部とヒータとの熱伝導率が向上する。これにより、ヒータからローラ部への熱流束を大きくすることができる。したがって、ヒータの熱がローラ部の内周面に伝達し易くなるので、内周面における昇温が好適に行われる。よって、ローラ部の内周面の温度分布を抑制し、ローラ部全体における不均一な応力の発生を抑制することができる。よって、ローラ部を損傷し難くすることができる。
なお、金属箔としては、例えば、アルミ箔が挙げられる。
【００２７】
また、本発明の一態様に係る粉砕ローラの製造方法は、前記加熱工程は、加熱開始時から所定時間経過するまで前記ヒータを第１昇温速度で昇温することで前記ローラ部の加熱を行う第１加温工程と、前記第１加温工程の後に前記ヒータを前記第１昇温速度よりも早い第２昇温速度で昇温することで前記ローラ部の加熱を行う第２加温工程とを備えていてもよい。
【００２８】
上記構成では、加熱開始時から所定時間経過するまでヒータを第１昇温速度で昇温することでローラ部の加熱を行っている。これにより、加熱開始に伴ってローラ部の外周面での急激な温度上昇に起因して発生する、ローラ部の外周面と内周面との温度差の増大を抑制することができる。したがって、ローラ部の外周面側に設けられている硬化部へ発生する応力を低減することができる。よって、ローラ部を損傷し難くすることができる。
【００２９】
また、本発明の一態様に係る粉砕ローラの製造方法は、前記ヒータは、複数設けられていて、複数の前記ヒータは、前記ローラ部の前記外周面に沿うように、周方向に並んで配置されているとともに、各々、異なる昇温速度制御部により昇温速度を制御されていてもよい。
【００３０】
上記構成では、ローラ部の外周面を覆う複数のヒータが、並んで配置され、各々異なる昇温速度制御部により昇温速度を制御されている。これにより、各ヒータの昇温速度を個別に適宜制御することで、大型化したローラ部であっても、ローラ部の外周面の温度分布の発生を抑制することができる。外周面の温度分布の発生を抑制することで、外周面から入力する熱を均一化できるので、ローラ部の内周面の温度分布を抑制することができる。
【００３１】
また、ローラ部の外周面を覆う複数のヒータが、並んで配置されているので、各ヒータが小型化される。これにより、各ヒータにおける温度分布を低減することができるので、ローラ部の外周面の温度分布の発生を抑制することができる。
【００３２】
また、本発明の一態様に係る粉砕ローラの製造方法は、前記加熱工程での、前記ヒータの昇温速度を記憶する昇温速度記憶工程と、前記加熱工程での、前記ローラ部の熱伸び量を記憶する熱伸び量記憶工程と、前記昇温速度記憶工程で記憶した昇温速度と、前記熱伸び量記憶工程で記憶した熱伸び量とに基づいて、昇温速度と熱伸び量との関係を定めたテーブルを作成するテーブル作成工程と、を備え、前記加熱工程では、前記ローラ部に対して仮の昇温速度で予備加熱を行うとともに、前記仮の昇温速度及び前記予備加熱における前記ローラ部の熱伸び量と、前記テーブルと、に基づいて決定された昇温速度によって前記ローラ部の加熱を行ってもよい。
【００３３】
上記構成では、粉砕機のある現地でローラ部に対して仮の昇温速度で加熱を行う予備加熱により、ローラ部の加熱処理の適正な昇温速度を決定して適正なローラ部の加熱条件の範囲内で加熱を行うことができる。
また、決定した昇温速度は、ローラ内面とローラ外面との急激な温度勾配による温度差が大きくならない条件とすることで可能であるので、ローラ部の外周面に設けられた硬化部への応力発生を抑えて、部分的な損傷を抑制することができるので、好適である。
【００３４】
本発明の一態様に係る昇温装置は、被粉砕物を粉砕する粉砕機に用いられ、円環状の基部及び該基部の半径方向の外周面に設けられて前記基部よりも熱膨張係数が異なる硬化部を有している円環状のローラ部を昇温する昇温装置であって、前記ローラ部の半径方向の外周面を覆うように設けられるヒータと、前記ヒータの昇温速度を制御する昇温速度制御部と、を備え、前記昇温速度制御部は、１℃／ｍｉｎ以上であって、かつ、２℃／ｍｉｎ以下の昇温速度となるように前記ヒータを制御する。
また、本発明の一態様に係る昇温装置は、前記ヒータは、中心軸線が床面と直交する方向となる状態に配置され、かつ、前記ローラ部の半径方向の内周面が外気へ開放した状態で配置された前記ローラ部に対して設けられていてもよい。
【００３５】
ヒータの昇温速度を遅くすると、ローラ部の内周面と外周面との温度差を十分に低減でき、ローラ部を損傷し難くすることができるが、ローラ部と支持部とを焼嵌めするために必要な熱伸び量を得るまでに時間がかかるため、加熱工程が長時間化してしまう。一方、ヒータの昇温速度を速くすると、加熱工程を短時間化することができるが、ローラ部の内周面と外周面との温度差を十分に低減することができずに、ローラ部に損傷が発生する可能性が高まる。
【００３６】
上記構成では、ヒータを１℃／ｍｉｎ以上であって、かつ、２℃／ｍｉｎ以下の昇温速度で昇温している。このように、昇温速度を２℃／ｍｉｎ以下とすることで、ローラ部の内周面と外周面との温度差を十分に低減し、ローラ部を損傷し難くすることができるとともに、昇温速度を１℃／ｍｉｎ以上とすることで、加熱工程の過剰な長時間化を抑制して作業性を向上することができる。
【００３７】
また、本発明の一態様に係る昇温装置は、前記ヒータは、複数設けられていて、前記昇温速度制御部は、複数設けられていて、複数の前記ヒータは、前記ローラ部の前記半径方向の外周面に沿うように、周方向に並んで配置されているとともに、各々、異なる前記昇温速度制御部により昇温速度を制御されていてもよい。
【００３８】
上記構成では、ローラ部の外周面を覆う複数のヒータが、並んで配置され、各々異なる昇温速度制御部により昇温速度を制御されている。これにより、各ヒータの昇温速度を個別に適宜制御することで、ローラ部が大型化してもローラ部の外周面の温度分布の発生を抑制することができる。外周面の温度分布の発生を抑制することで、外周面から入力する熱を均一化できるので、ローラ部の内周面の温度分布を抑制することができる。
【００３９】
また、ローラ部の外周面を覆う複数のヒータが、並んで配置されているので、各ヒータが小型化される。これにより、各ヒータにおける温度分布を低減することができるので、ローラ部の外周面の温度分布の発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、焼嵌めの際に硬化部に亀裂が伝播し難くすることで、硬化部を損傷し難くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態に係る粉砕ローラの製造方法によって製造された粉砕ローラが適用される固体燃料粉砕装置の概略構成を示した縦断面図である。
【図２】図１の粉砕ローラの斜視図である。
【図３】図１の粉砕ローラの縦断面図である。
【図４】本実施形態に係る粉砕ローラの製造方法の加熱工程を説明するための粉砕ローラの模式的な縦断面図である。
【図５】本実施形態に係る昇温装置の概略を示す模式的な図である。
【図６】ヒータの温度、ローラ内面の温度及びローラ内面とローラ部外面との温度差の経過時間による変化を示したグラフである。
【図７】昇温速度１０℃／３０分間でヒータを昇温した場合のヒータの温度、ローラ内面の温度、ローラ内面とローラ外面との温度差及び内径の熱伸び量の経過時間による変化を示したグラフである。
【図８】昇温速度５０℃／３０分間でヒータを昇温した場合のヒータの温度、ローラ内面の温度、ローラ内面とローラ外面との温度差及び内径の熱伸び量の経過時間による変化を示したグラフである。
【図９】昇温速度９０℃／３０分間でヒータを昇温した場合のヒータの温度、ローラ内面の温度、ローラ内面とローラ外面との温度差及び内径の熱伸び量の経過時間による変化を示したグラフである。
【図１０】ヒータの昇温速度と必要熱伸び量到達時間との関係及びヒータの昇温速度とローラ内面温度との関係を示したグラフである。
【図１１】ヒータ温度またはローラ内面温度との関係を示したグラフである。
【図１２】経過時間と、ヒータ温度またはローラ外面温度とローラ内面温度との温度差と、の関係を示したグラフである。
【図１３】ヒータの温度、ローラ内面の温度及びローラ内面とローラ外面との温度差の経過時間による変化を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下に、本発明に係る粉砕ローラの製造方法及び昇温装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る粉砕ローラの製造方法によって製造される粉砕ローラ５は、例えば、以下の説明の粉砕機１に適用される粉砕ローラ５として用いることができる。
なお、本実施形態では、上方とは鉛直上側の方向を、上部や上面などの“上”とは鉛直上側の部分を示している。また同様に“下”とは鉛直下側の部分を示している。また外周面と内周面は、円環状のローラ部２４の中心軸から半径方向への外周と内周を示している。
【００４３】
図１に示すように、粉砕機１は、外殻をなす円筒中空形状のハウジング２と、ハウジング２の下部側面に連通してハウジング２の内部に搬送用ガスを供給する空気供給ダクト３とを備える。ハウジング２の内部には、鉛直上下方向に沿う回転軸を中心として回転可能にハウジング２に対して支持される粉砕テーブル４と、粉砕テーブル４の上で被粉砕物（本実施形態では、一例として石炭などの固体燃料）を粉砕する粉砕ローラ５が収容されている。
【００４４】
ハウジング２は、円筒形状であって、上部中央には天井面部２ｂを貫通するように、筒形状の燃料供給管７が設けられる。燃料供給管７は、図示しない固体燃料供給装置からハウジング２内に石炭などの固体燃料を供給するものであり、ハウジング２の中心位置に鉛直上下方向に沿って延在する。また、ハウジング２内の燃料供給管７の周りを回転し、燃料供給管７の長手方向に直交する方向に存在する、ロータリセパレータ８が設けられている。ロータリセパレータ８は、粉砕された固体燃料（以下、粉砕された固体燃料を「微粉燃料」という。）を所定粒径に基づいて分級するものである。ハウジング２の天井面部２ｂには、ロータリセパレータ８で分級された所定粒径以下の微粉燃料を後流機器へ搬送する際の搬出口である、出口ポート９が設けられている。
【００４５】
粉砕テーブル４は、ハウジング２の底面部２ｃの略中心に回転可能に支持される回転支持部１５と、回転支持部１５の上端に固定される略円形板状のテーブル部１６とを有する。回転支持部１５は、図示しない駆動装置により回転駆動する。テーブル部１６は、燃料供給管７の鉛直下側の下端部に対向して配置され、回転支持部１５とともに回転する。また、粉砕テーブル４の上面は、水平方向に延在し、中心部が外側よりも鉛直上方向に高さが高くなり、中心部から外側に向けて高さが低くなるような傾斜形状をなし、外周部が再び上方に湾曲している。
【００４６】
空気供給ダクト３は、水平面に対して略平行に延在するように設けられ、ハウジング２の側面部２ａに連通している。空気供給ダクト３は、図示しない空気供給装置から供給される搬送用ガスをハウジング２内に供給する。空気供給ダクト３から供給された搬送用ガスは、粉砕テーブル４上で、粉砕テーブル４と粉砕ローラ５との間に挟まれることで粉砕された微粉燃料をロータリセパレータ８へと気流搬送する。
【００４７】
粉砕ローラ５は、テーブル部１６の外周部分の鉛直上方に、テーブル部１６と対向するように複数（本実施形態では、一例として３つ）配置される。なお、図１では、図示の関係上複数の粉砕ローラ５のうち、１つのみを図示している。複数の粉砕ローラ５は、周方向に等間隔に並んで配置されている。例えば、外周部上に１２０°の角度間隔を空けて、３つの粉砕ローラ５が周方向に均等間隔配置される。粉砕ローラ５の詳細な説明は、後述する。
各粉砕ローラ５は、ジャーナルシャフト１７、ジャーナルヘッド１８及び偏心軸１９を介してハウジング２に固定されている（図２及び図３も参照）。ジャーナルシャフト１７は、ハウジング２の側面部２ａから中心部側へ鉛直下方に傾斜するように延在し、先端部に軸受（図示略）を介して粉砕ローラ５が回転自在に支持されている。即ち、粉砕ローラ５は、粉砕テーブル４の鉛直上方で、上部側が下部側よりもハウジング２の中心部側に向くように位置する傾斜した状態で、回転可能に支持されている。
【００４８】
ジャーナルヘッド１８は、中間部が水平方向に沿った偏心軸１９によって、ハウジング２の側面部２ａに鉛直上下方向に揺動可能に支持されている。そして、ジャーナルヘッド１８は、先端部に粉砕ローラ５が回転可能に装着されたジャーナルシャフト１７の基端部を支持している。即ち、粉砕ローラ５は、ジャーナルヘッド１８が偏心軸１９を支点として鉛直上下方向に揺動することで、粉砕テーブル４の上面に対して離接可能に支持される。
【００４９】
ジャーナルヘッド１８の鉛直上側にある上端部には、押圧装置２０が設けられ、ジャーナルヘッド１８の下端部にはストッパ２１が設けられている。押圧装置２０は、ハウジング２に固定され、ジャーナルヘッド１８等を介して、粉砕ローラ５に粉砕テーブル４上に供給された固体燃料を粉砕する下向きの荷重を付与する。ストッパ２１は、ハウジング２に固定され、粉砕ローラ５が鉛直下方側に回動できる量を規制し、粉砕ローラ５と粉砕テーブル４の隙間を調整する。
【００５０】
次に、粉砕ローラ５の詳細について図２及び図３を用いて説明する。
粉砕ローラ５は、ジャーナルシャフト１７の先端部に回転自在に支持されるジャーナルハウジング（支持部）２３と、ジャーナルハウジング２３に外嵌される円環状のローラ部２４と、を備えている。ジャーナルハウジング２３は、ジャーナルシャフト１７の先端を覆うように設けられ、外周面が円筒状に形成されている。
【００５１】
ローラ部２４は、本実施形態では、図３に示すように、ジャーナルハウジング２３に嵌合する高クロム鋳鉄製の基部２５と、基部２５の外周面に設けられるセラミック製の部材を一部に含む硬化部２６とを備えている。すなわち、本実施形態に係るローラ部２４は、いわゆるセラミック埋め込み型高クロム鋳鉄ローラである。基部２５は、略円環形状に形成される。また、基部２５は、内周面がジャーナルハウジング２３の外周面と接触するように、該ジャーナルハウジング２３と嵌合している。硬化部２６は、円環状の基部２５の外周面の周方向の略全域に亘って、埋め込まれるように固定されている。また、硬化部２６は、セラミック製であるので、高クロム鋳鉄製の基部２５よりも熱膨張係数が小さい。
また、ローラ部２４の外径Ｌ１は本実施形態では例えば約１ｍから約２ｍであり、ローラ部２４の中心軸方向の長さＬ２は例えば約０．３ｍから約０．７ｍであり、ローラ部２４の径方向の長さＬ３は例えば約０．１ｍから約０．３ｍである。すなわち、ローラ部２４の内径Ｌ４は、約０．５ｍから約１．８ｍとなっている（図４参照）。
【００５２】
次に、粉砕ローラ５を製造する方法におけるジャーナルハウジング２３とローラ部２４とを嵌合する方法について説明する。
本実施形態では、ローラ部２４を半径方向の外周面側から加熱することで熱膨張によりローラ部２４の内周面の内径を大きくし（加熱工程）、加熱されることで内径が大きくなった状態のローラ部２４の内周面の内側に形成された空間（以下、「内側空間」という。）内にジャーナルハウジング２３を位置するようにし（配置工程）、その後ローラ部２４を冷却しローラ部２４の内径を小さくすることで、ジャーナルハウジング２３とローラ部２４とを嵌合させる（嵌合工程）。すなわち、いわゆる焼嵌めによってジャーナルハウジング２３とローラ部２４とを嵌合させる。なお、配置工程では、ローラ部２４の内周面がジャーナルハウジング２３の外周面と対向又は接触するように配置する。
【００５３】
加熱工程について詳細に説明する。
加熱工程では、まず、図４に示すように、ローラ部２４を、断熱レンガ２７で形成された床面上の土台の上に、中心軸線Ｃ１が床面と直交方向となるように配置する。換言すれば、ローラ部２４は、円形面を置き床面に対して水平となるように配置する。土台は、高さ５０ｍｍ〜２００ｍｍであって、ローラ部２４と地面との間に下部空間が形成されるように設けられている。土台を形成する断熱レンガ２７は、この下部空間とローラ部２４の内側空間とが連通するように配置する。図４の矢印は、内側空間内の空気は、ローラ部２４の内周面との温度差により加熱されて昇温し、煙突効果により、上昇気流となり大気に放出される状況を示している。
【００５４】
ローラ部２４の外周面は、外周面に沿うように設けられた複数のヒータ３１によって略全域が覆われている。ヒータ３１をローラ部２４の外周面に設置する際には、ヒータ３１がローラ部２４の外周面に極力均一に密着することが望ましいが、実作業として、少なくともヒータ３１がローラ部２４の外周面に対してガタつくことがなく、外周面の上下方向複数箇所をワイヤ等で固縛するなどで固定されている。ヒータ３１の外周面は、外周面に沿うように設けられた断熱材２９によって略全域が覆われている。
ローラ部２４の内周面は、ヒータ３１や断熱材２９等に覆われておらず、外気へ開放した状態（すなわち、大気開放された状態）となっている。
【００５５】
加熱工程では、このように配置された室温状態のローラ部２４に対して、室温状態からヒータ３１を所定の昇温速度で昇温することで加熱を行う。
【００５６】
次に、加熱工程でローラ部２４の加熱を行う昇温装置３０について図５を用いて説明する。
図５に示すように、昇温装置３０は、ローラ部２４の外周面に沿うように周方向に並んで配置される複数（本実施形態では、一例として、３つ）のヒータ３１と、各ヒータ３１への給電量を制御する複数（本実施形態では、一例として、３つ）の給電制御部（昇温速度制御部）３２と、各給電制御部３２に電気を供給する電源部３３と、ローラ部２４の外周面の温度を計測する温度計測器３４と、を備えている。
【００５７】
各ヒータ３１は、例えば、アルマットヒータやリボンヒータなどのローラ部２４の外周面に密着可能な柔軟性を有する面状のヒータ３１である。各ヒータ３１は、ローラ部２４の外周面を周方向に３等分した領域を覆うように配置される。すなわち、３つの略同形のヒータ３１によって、ローラ部２４の外周面の略全域が覆われている。
【００５８】
温度計測器３４は、ローラ部２４の外周面のうち、各ヒータ３１が設けられる領域に１つずつ設けられており、設けられた領域におけるローラ部２４の外周面の温度を計測している。温度計測器３４は、計測した温度を給電制御部３２に送信する。温度計測器３４は、温度が計測できるものであればよく、例えば、熱電対などが挙げられる。
【００５９】
給電制御部３２は、上述のように３台設けられていて、３台の給電制御部３２は、各々、異なったヒータ３１への給電量を制御することでヒータ３１の昇温速度を制御する。すなわち、３台の給電制御部３２と、３つのヒータ３１とは、一対一対応となっている。なお、各給電制御部３２は、温度計測器３４が計測した温度に基づいて、各温度計測器３４が計測する温度が略同一となるように、各ヒータ３１への給電量を調整してもよい。
【００６０】
給電制御部３２は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。
【００６１】
なお、ヒータ３１、給電制御部３２及び温度計測器３４の数は、上記例に限定されない。単数であってもよく、また、３つ以外の複数であってもよい。
【００６２】
次に、加熱工程で昇温装置３０が行うローラ部２４の加熱方法について説明する。
本実施形態に係る加熱工程では、昇温装置３０のヒータ３１を所定の昇温速度で昇温しながら、ローラ部２４を加熱している。具体的には、ヒータ３１を１℃／ｍｉｎ以上であって、かつ、２℃／ｍｉｎ以下の昇温速度で昇温することで、ローラ部２４の加熱を行っている。このように、本実施形態では、ヒータ３１を所定の昇温速度で昇温しながらローラ部２４を加熱することで、ヒータ３１の温度の上昇にローラ部２４の外周面温度と内周面の温度を追従させている。
【００６３】
一方、ヒータ３１を用いてローラ部２４を加熱する方法として、一定の温度を保ったヒータ３１でローラ部２４を加熱する方法も考えられる。しかしながら、一定の温度を保ったヒータ３１でローラ部２４を加熱すると、ローラ部２４の外周面の温度はヒータ３１の温度より少し低い温度でほぼ一定の温度を保つが、ローラ部２４の内周面と外周面との温度差が大きくなり、ローラ部２４に損傷等が発生する可能性があることがわかった。また、ヒータ３１を所定の昇温速度で昇温しながらローラ部２４を加熱する方法では、一定の温度を保ったヒータ３１でローラ部２４を加熱する方法よりも、ローラ部２４の内周面と外周面との温度差が小さくすることができ、ローラ部２４の外周面に設けられた硬化部２６へ発生する応力を低減することができることがわかった。
【００６４】
ローラ部２４の内周面と外周面との温度差が小さくなることを、図６のグラフを用いて詳しく説明する。図６は、ヒータ３１の温度、ローラ部２４の内周面（以下、「ローラ内面」ともいう。）の温度及びローラ内面とローラ部２４の外周面（以下、「ローラ外面」ともいう。）との温度差の経過時間による変化を示したグラフであって、横軸が経過時間（分）を示し、縦軸が温度差ΔＴ（℃）または温度（℃）を示している。
また、図６の実線６１は、ヒータ３１の温度を２００℃の一定に保った場合のヒータ３１温度を示している。また、実線６２は、ヒータ３１の温度を２００℃の一定に保った場合のローラ内面温度を示し、実線６３は、この場合のローラ内面とローラ外面との温度差を示している。また、図６の破線６４は、ヒータ３１の温度を５０℃／３０分間の昇温速度で昇温した場合のヒータ３１温度を示している。また、破線６５は、ヒータ３１の温度を５０℃／３０分間の昇温速度で昇温した場合のローラ内面温度を示し、破線６６は、この場合のローラ内面とローラ外面との温度差を示している。
【００６５】
なお、図６のローラ内面温度Ｔは、下記式（１）によって算出する。
（Ｔ-Ｔａ）／（Ｔｏ-Ｔａ）＝Ｅｘｐ（-ｈＡ／（ＣＭ）×τ）・・・（１）
但し、Ｔ：ローラ内面の非定常温度
Ｔｏ：ローラ内面の初期温度（例えば、今回は室温の25℃）
Ｔａ：加熱側温度（すなわち、今回はヒータ３１温度）
Ｃ：ローラの比熱（例えば、0.5〜0.6kJ/kg℃）
ｈ：ヒータ３１からローラ内部の熱伝導率（例えば、1〜50W/m2K）
τ：時間
Ｍ：ローラの質量
Ａ：ローラの面積
ρ：ローラの密度
ｔ：ローラの熱伝導距離
ここで、Ｍ＝Ａρｔであるので、上記式（１）は、下記式（２）となる。
（Ｔ-Ｔａ）／（Ｔｏ-Ｔａ）＝Ｅｘｐ（-ｈ／（Ｃρｔ）×τ）・・・（２）
【００６６】
図６に示されている実線６３と、破線６６とを比較すると、すべての時間でヒータ３１の温度を一定に保ってローラ部２４を加熱した場合に比べて、ヒータ３１を昇温させながらローラ部２４を加熱した場合の方がヒータ加熱面（すなわちローラ外面）とローラ内面との温度差が小さくなっていることが分かる。例えば、経過時間が２０分間〜４０分間においては、ヒータ加熱面（すなわちローラ外面）とローラ内面との温度差は、ヒータ３１の温度を一定に保ってローラ部２４を加熱した場合に比べて、ヒータ３１を昇温させながらローラ部２４を加熱した場合の方が約１／３以下に抑制できることが、図６からわかる。
【００６７】
次に、ヒータ３１の昇温速度の設定方法について説明する。
本実施形態では、１℃／ｍｉｎ以上であって、かつ、２℃／ｍｉｎ以下の昇温速度でヒータ３１を昇温することで、ローラ部２４の加熱を行っている。この昇温速度は、ローラ部２４の加熱試験の結果から、ヒータ３１の昇温速度を適切に選定することでローラ部２４の内周面の温度が比較的低温（例えば３０℃〜５０℃程度）でも、焼嵌め可能なローラ部２４の内径の熱伸び量が得られるローラの加熱条件があることを見出したことに基づいて設定されている。以下で、ローラ部２４の加熱試験について、図７〜図９を用いて説明する。
なお、本実施形態では、ローラ部２４とジャーナルハウジング２３との焼嵌めを行うにあたり、本実施形態のローラ部２４のサイズは、内径Ｌ４が例えば、約０．５ｍから約１．８ｍであり、ローラ部２４の内径の径方向の必要熱伸びの量を例えば、０．２ｍｍ程度と設定している。
【００６８】
図７から図９は、各々、ヒータ３１の温度、ローラ内面の温度、ローラ内面とローラ外面との温度差及び内径の熱伸び量の経過時間による変化の計測値を示したグラフであって、横軸が経過時間（分）を示し、縦軸が内径の熱伸び量（ｍｍ）及び温度差または温度（℃）を示している。また、網掛け部分は、必要熱伸びの量である０．２ｍｍに達した際の経過時間帯を示している。各温度と経過時間は、ヒータ３１の昇温速度に対する影響を例示すものであり、本実施形態の一例を例示するものである。
【００６９】
図７は、昇温速度１０℃／３０分間でヒータ３１を昇温した場合を示しており、実線７１はヒータ温度、実線７２はローラ内面温度、実線７３はローラ内面とローラ外面との温度差、実線７４はローラ内径の熱伸び量の計測値を示している。
【００７０】
図７に示すように、ヒータ３１の昇温速度が比較的遅い場合、必要熱伸び量を得るには、ローラ内面温度を４０℃から４５℃程度まで加熱する必要があり、時間も１１５分から１２０分程度要する。一方、ローラ外面とローラ内面との温度差は、２０℃から２５℃程度と小さく、ローラ部２４全体を比較的均一に昇温が可能となる。
【００７１】
図８は、昇温速度５０℃／３０分間でヒータ３１を昇温した場合を示しており、破線８１はヒータ温度、破線８２はローラ内面温度、破線８３はローラ内面とローラ外面との温度差、破線８４はローラ内径の熱伸び量の計測値を示している。
【００７２】
図８に示すように、ヒータ３１の昇温速度が比較的速い場合、ローラ内面温度は、加熱開始当初は温度上昇をほとんどせずに、約２０分経過後から温度上昇している（破線８２参照）。これは、加熱を進めるにつれて、ローラ部２４の外周面が熱膨張し、ヒータ３１とローラ部２４の外周面との熱的接触状態が向上したためである。
【００７３】
ローラ部２４の内径の熱伸び量は、約３０分から約３５分経過後の必要熱伸び量（０．２ｍｍ）に到達した時を含めて、時間経過と比例するように増大する。これに対し、ローラ内面温度は、上述のように、加熱開始当初から２０分程度の間、温度上昇をほとんどしていない。これにより、必要熱伸び量に到達したときには、ローラ内面温度は３０℃から３５℃程度となっている。このように、ローラ内面温度が比較的低い温度にもかかわらず、必要熱伸び量に到達しているのは、ローラ内面が、ローラ外面の熱膨張（熱伸び）による引張り応力を受けたことに起因している。
【００７４】
このように、昇温速度５０℃／３０分間でヒータ３１を昇温した場合には、ローラ内面温度が比較的低い状態で必要熱伸び量となっている。このことから、上述のように、ローラ内面に対して、ローラ外面の熱伸びによる引張り力が発生し始めていることがわかる。
また、ローラ内面とローラ外面との温度差は、必要熱伸び量（０．２ｍｍ）到達時に、５０℃から５５℃程度が発生している。これにより、ローラの外周面に設けられた硬化部２６への圧縮応力が増加し始めていると考えられる。
【００７５】
図９は、昇温速度９０℃／３０分間でヒータ３１を昇温した場合を示しており、一点鎖線９１はヒータ温度、一点鎖線９２はローラ内面温度、一点鎖線９３はローラ内面とローラ外面との温度差、一点鎖線９４はローラ内径の熱伸び量の計測値を示している。
【００７６】
図９に示すように、ヒータ３１の昇温速度が図８の例よりもさらに速い場合、ローラ内面温度は、加熱開始当初は温度上昇をほとんどせずに、約２０分経過後から急激に温度上昇していて（一点鎖線９２参照）、この時に必要熱伸び量（０．２ｍｍ）に到達していることから昇温時間の制御が実質的に困難になっている。急激に温度上昇する要因は、図８の例と同様に、加熱を進めるにつれて、ローラ部２４の外周面が熱膨張し、ヒータ３１とローラ部２４の外周面との熱的接触状態が向上したためである。また、ローラ部２４の内径の熱伸び量は、約１５分から約２０分経過後に、必要熱伸び量（０．２ｍｍ）に到達しており、このときのローラ内面温度は、加熱開始当初とほとんど変わらない２５℃から３０℃程度となっている。
【００７７】
このように、ローラ内面温度がほとんど変わらないにもかかわらず、必要熱伸び量に到達しているのは、ローラ内面がローラ外面の熱膨張（熱伸び）による引張り応力を強く受けたことに起因している。したがって、ローラ部２４（特に、基部２５）に対して、割れ限界半径方向応力σo（本実施形態では、内部亀裂のある場合として約４０Ｎ／ｍｍ２を想定している）を超える応力の発生が懸念され、ローラ部２４（特に、基部２５の外周側）に微小亀裂が発生することが懸念される。
【００７８】
また、ローラ内面の温度上昇が１℃から５℃程度に留まるに対して、ローラ内面とローラ外面との温度差は、５０℃から５５℃程度と大きい。これにより、ローラの外周面に設けられた硬化部２６への圧縮応力が更に増加し始めていると考えられる。
【００７９】
このように、昇温速度９０℃／３０分間でヒータ３１を昇温した場合には、硬化部２６への応力増加及びローラ部２４（特に、基部２５の外周側）への応力の増加により、ローラ部２４の部分的損傷のリスクが高くなる。
【００８０】
また、他の場合（図７及び図８で示した例）よりも、ヒータ３１に供給する電力を多く必要とし、大型の電源と設備が必要となる。本実施形態で、９０℃／３０分間の昇温速度でヒータ３１を昇温するには、例えば、２００Ｖ、４０Ａの大型電源を必要であり、粉砕機１のある現地でローラの焼き嵌め作業を行うには、この程度の電源容量が上限にある。このため、これ以上の高速昇温は、難しい。
【００８１】
このように、図７〜図９から、ヒータ３１の昇温速度を速くすると、必要熱伸び量を短時間で得られるが、ローラ部２４の損傷のリスクが高くなることがわかる。
【００８２】
より詳細に、ヒータ３１の昇温速度と損傷のリスク（特に、ローラ外面側の熱膨張（熱伸び）によってローラ内面側に発生する引張応力の発生状態）との関係について説明する。
【００８３】
上述のように、本実施形態では、外周面側からのみローラ部２４の加熱を行っているので、焼嵌めに必要熱伸び量（０．２ｍｍ）に到達時には、「ローラ外面温度＞ローラ内面温度」となり、ローラ外面の熱膨張（熱伸び）によってローラ内面が引張応力を受ける状態となる。
【００８４】
下記の表１は、必要熱伸び量に到達した際における、ローラ内面温度、ヒータ温度、到達時間、ローラ内面温度に起因する熱伸び量、ローラ外面の熱膨張（熱伸び）によってローラ内面に発生する引張応力の発生状態を、ヒータ３１の昇温速度ごとに示している。なお、本実施形態では、上述のように、割れ限界半径方向応力σоを、約４０Ｎ／ｍｍ２としている。また、ローラ内面温度に起因する熱伸び量は、ローラ部２４の基部２５の材料のヤング率Ｅを１．８〜２．０×１０５Ｎ／ｍｍ２とし、線膨張率を１１×１０−６〜１２×１０−６として算出している。
【００８５】
【表１】
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【００８６】
表１から、昇温速度が３０℃／３０分間〜９０℃／３０分間の場合には、必要熱伸び量の０．２ｍｍに到達した際における、ローラ内面温度に起因する熱伸び量は、いずれも０．２ｍｍ以下となっている。すなわち、０．２ｍｍからローラ内面温度に起因する熱伸び量を引いた数値が、ローラ外面の熱膨張（熱伸び）によって引っ張られることで、ローラ内面が伸びた長さとなる。
【００８７】
したがって、昇温速度が３０℃／３０分間〜９０℃／３０分間の場合には、いずれもローラ外面の熱膨張（熱伸び）によってローラ内面が引っ張られ、ローラ内面が引張応力を受ける状態となっているが、昇温速度が速くなるほど、ローラ内面が引っ張られることで伸びた長さが大きくなっていることが分かる。すなわち、昇温速度が速くなるほど、ローラ内面が受ける引張応力が大きくなっていることが分かる。
【００８８】
また、各昇温速度におけるローラ内面に発生する引張応力の発生状態は次のようになる。昇温速度が３０℃／３０分間及び５０℃／３０分間の場合には、いずれも発生する引張応力が、割れ限界半径方向応力σоに及んでいない。また、昇温速度が６０℃／３０分間の場合にも、発生する引張応力が割れ限界半径方向応力σоに及んでおらず、割れ限界半径方向応力σоの８０％程度の引張応力が発生している。また、昇温速度が９０℃／３０分の場合には、発生する引張応力が割れ限界半径方向応力σоよりも僅かに小さい値となっている。
【００８９】
以上の結果を考慮すると、昇温速度が９０℃／３０分間の場合には、ローラ内面に発生する引張応力が、割れ限界半径方向応力σоを超えてしまうことが危惧され、ローラ部２４の損傷のリスクが高くなっていると考えられる。したがって、ヒータ３１の昇温速度の上限は、６０℃／３０分間程度（すなわち、２℃／ｍｉｎ）に設定することが好ましいことが分かる。
【００９０】
次に、ヒータ３１の昇温速度の下限の設定方法について説明する。
表１からわかるように、昇温速度が遅くなると、必要熱伸び量（０．２ｍｍ）に到達する時間が長くなる。
【００９１】
粉砕ローラ５のメンテナンス等の目的から粉砕ローラ５を交換する場合がある。交換用の粉砕ローラ５を設置するためには、交換用ローラ部を仮置きする仮置き工程と、ローラ部２４を加熱する加熱工程と、ローラ部２４とジャーナルハウジング２３とを嵌合する嵌合工程と、ローラ部２４とジャーナルハウジング２３とが嵌合した粉砕ローラ５を粉砕機１に設置する設置工程と、が必要である。
【００９２】
各工程において要する時間は、本実施形態では例えば以下のようになる。なお、以下の説明における必要時間は、あくまで一例であり、必要時間は他の時間であってもよい。
仮置き工程には５分間程度、嵌合工程には１０分間程度、設置工程には２５分間程度要する。すなわち、加熱工程を除く他の工程において、合計４０分間程度要する。したがって、加熱工程の時間をＨｔとすると、１つの粉砕ローラ５を交換するのに必要な時間は、Ｈｔ＋４０（分）となる。
【００９３】
次に、１つの粉砕ローラ５を交換するのに適した時間は次のように設定する。
本実施形態のように、粉砕ローラ５が３つ設けられている粉砕機１の２台分（粉砕ローラ５を６つ）の交換を１日で行う場合には、１日の作業時間を１０時間とすると、１つの粉砕ローラ５に対する作業時間は、以下の式（３）から１００分間と求められる。
（１０×６０）分／３つ×２台・・・（３）
【００９４】
したがって、以下の式（４）から、加熱工程に要する時間Ｈｔは、６０分間以下であることが望ましいことが分かる。
Ｈｔ＋４０分≦１００分・・・（４）
【００９５】
以上の結果を考慮すると、表１から、ヒータ３１の昇温速度の下限は、３０℃／３０分間程度（すなわち、１℃／ｍｉｎ）に設定することが好ましいことが分かる。
【００９６】
以上述べたとおり、本実施形態では、作業性の観点から、ヒータ３１の昇温速度の下限を１℃／ｍｉｎとし、粉砕ローラ５の損傷のリスクの観点から、ヒータ３１の昇温速度の上限を２℃／ｍｉｎとしている。
このことについて、図１０を用いて説明する。図１０では、ヒータ３１の昇温速度（℃／ｍｉｎ）と必要熱伸び量（０．２ｍｍ）到達時間（分）との関係を破線で示し、ヒータ３１の昇温速度（℃／ｍｉｎ）とローラ内面温度（℃）との関係を実線で示している。
【００９７】
図１０の破線で示すように、ヒータ３１の昇温速度が２℃／ｍｉｎ以上となると、必要熱伸び量到達時のローラ内面温度が低くなり、損傷のリスクが高くなるため不適である。また、ヒータ３１の昇温速度が１℃／ｍｉｎ以下となると、加熱工程に要する時間が６０分以上となり、作業性が悪化するため不適である。したがって、図１０の網掛け部分の矢印で示した範囲である１℃／ｍｉｎから２℃／ｍｉｎが好適な範囲となる。特に、損傷のリスク及び作業性の両方の観点から図１０にＰで示した、昇温速度５０℃／３０分間が好適となる。
なお、３℃／ｍｉｎよりも速い昇温速度では、ローラ内面温度が上昇する前に必要熱伸び量となるため、熱伸び量の制御が困難であるので、適切でない。
【００９８】
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態では、加熱工程において、内周面が外気へ開放した状態で半径方向の外周面側からローラ部２４を加熱している。このため、基部２５の外周面側は、内周面側よりも早く昇温するとともに、内周面側よりも高温となる。これにより、基部２５は、半径方向外側に（すなわち、外形が大きくなるように）熱膨張する。一方、硬化部２６は、基部２５と熱膨張係数が異なり、硬化部２６には、熱膨張率が小さい部材、例えばセラミックスを含んでもよいので、基部２５よりも熱膨張量が少なくなるか、もしくは硬化部２６は、基部２５よりも温度が高くなることで熱膨張量が多くなる。したがって、ローラ部２４が半径方向外側に熱膨張する際に、硬化部２６には、基部２５に拘束され半径方向に押圧力が作用する。このため、硬化部２６には、半径方向の圧縮応力が発生する。このように、ローラ部２４を加熱する加熱工程において、硬化部２６に発生する応力を、主に圧縮応力とすることができるので、硬化部２６に発生する引張応力を抑制し、硬化部２６に亀裂が伝播し難くすることができる。よって、硬化部２６を損傷し難くすることができる。
【００９９】
また、このように焼嵌めによってローラ部２４とジャーナルハウジング２３とを嵌合させることができる。このため、隙間嵌めを行う必要が無く、外周面に硬化部２６を有する粉砕ローラ５であっても、ローラ部２４及びジャーナルハウジング２３に対して、嵌め合い部分の寸法管理に加えて固定部材の取り付け加工などの特別な加工を施すことなく、ローラ部２４とジャーナルハウジング２３とを焼嵌めで嵌合させて粉砕ローラ５を製造することができる。したがって、ローラ部２４及びジャーナルハウジング２３に対して特別な加工を施す方法と比較して、コストを低減するとともに、製造に要する時間を短縮化することができる。
【０１００】
また、ローラ部２４の中心軸線Ｃ１が床面と直交方向となる状態で設置され、かつ、内周面が外気に開放した状態（換言すれば、大気開放した状態）で、外周面側からローラ部２４を加熱している。これにより、円環状の内側空間内の空気は、加熱により昇温し、煙突効果により、図４の矢印で示すように、上昇気流となり大気に放出される。したがって、内側空間内に昇温した空気が滞留しないので、ローラ部２４の内周面の温度分布を少なくなるように抑制し、ローラ部２４全体における不均一な応力の発生を抑制することができる。よって、ローラ部２４を損傷し難くすることができる。ローラ部２４の損傷とは、例えば、部分的な微小亀裂の発生、内部の亀裂の進展や、一部の脱落などが挙げられる。
【０１０１】
本実施形態では、ローラ部２４と床面との間に形成される下部空間と内側空間とが連通している。これにより、下部空間を介して、内側空間の下方から空気が流入するので、より効果的に煙突効果を作用させて、確実に内側空間内に上昇気流を発生させることができる。したがって、より好適に、ローラ内周面の温度分布を抑制し、ローラ部２４全体における不均一な応力の発生を抑制することができる。
【０１０２】
また、ローラ部２４を加熱する工程で、ローラ部２４の内周面が外気へと開放した状態としているので、加熱工程において、ローラ部２４の内周面にアクセスすることができる。これにより、加熱工程において、ローラ部２４の内径の熱伸び量をノギスやレーザ距離計測器などで計測することができる。したがって、ローラ部２４の内径の熱伸び量を確認しながら加熱することができるので、確実に所望の熱伸び量とすることができる。従い、継続的に熱伸び量を確認しているので、所望の熱伸び量となった時点で加熱工程を終えることができるので、過度の加熱等による無駄な時間の発生を防止し、加熱工程を適正化することができる。またローラ部２４の内径の所望の熱伸び量を得るに際しては、ヒータ３１を所定の昇温速度とした際の加熱経過時間との関係を事前試験で確認しておくことで、加熱経過時間で加熱工程を管理してもよい。
【０１０３】
本実施形態では、ローラ部２４の半径方向の外周面をヒータ３１で覆うとともに、ヒータ３１の半径方向の外周面を断熱材２９で覆っているので、ヒータ３１からの熱散逸を低減し、ヒータ３１からローラ部２４へ向かう熱流束を安定化させることができる。したがって、ヒータ３１からローラ部２４の外周面への伝熱量の分布を抑制して均一化することができる。
また、ローラ部２４の内周面が大気開放した状態（すなわち、低温側）であるので、外周面側から入熱した熱は内周面側に向かって移動し易い。このように、内周面側へ向かう熱流束の方向付けをすることができるので、ローラ部２４の内周面側の昇温を安定化させることができる。
【０１０４】
外周面から入熱した熱が、内周面まで伝達するには所定の時間がかかる。このため、ローラ部２４を外周面からヒータ３１で加熱した場合、外周面と内周面とに温度差が発生する。本実施形態では、室温状態からヒータ３１を所定の昇温速度で昇温しながらローラ部２４を加熱している。これにより、ヒータ３１の昇温に追従するようにローラ部２４の外周面と内周面も昇温する。したがって、温度を一定に保っているヒータ３１でローラ部２４の外周面の温度を一定に保ちながら加熱する方法と比較して、ローラ部２４の内周面と外周面との温度差が小さくなる。したがって、ローラ部２４の外周面側に設けられている硬化部２６へ発生する応力を低減することができる。よって、ローラ部２４を損傷し難くすることができる。
【０１０５】
ヒータ３１の昇温速度を遅くすると、ローラ部２４の内周面と外周面との温度差を十分に低減でき、ローラ部２４を損傷し難くすることができるが、ローラ部２４とジャーナルハウジング２３とを焼嵌めするために必要な熱伸び量を得るまでに時間がかかるため、加熱工程が長時間化してしまい、作業性が低下する。一方、ヒータ３１の昇温速度を速くすると、加熱工程を短時間化することができるが、ローラ部２４の内周面と外周面との温度差を十分に低減することができずに、ローラ部２４に損傷が発生する可能性が高まる。
【０１０６】
本実施形態では、ヒータ３１を１℃／ｍｉｎ以上であって、かつ、２℃／ｍｉｎ以下の昇温速度で昇温している。このように、昇温速度を２℃／ｍｉｎ以下とすることで、ローラ部２４の内周面と外周面との温度差を十分に低減し、ローラ部２４を損傷し難くすることができるとともに、昇温速度を１℃／ｍｉｎ以上とすることで、加熱工程の過剰な長時間化を防止して作業性を向上することができる。
【０１０７】
本実施形態では、ローラ部２４の外周面を覆う複数のヒータ３１が、並んで配置され、各々異なる給電制御部３２により昇温速度を制御されている。これにより、各ヒータ３１の昇温速度を個別に適宜制御することで、ローラ部２４の外周面の温度分布の発生を抑制することができる。外周面の温度分布の発生を抑制することで、外周面から入力する熱を均一化できるので、ローラ部２４の内周面の温度分布を抑制することができる。
【０１０８】
また、ローラ部２４の外周面を覆う複数のヒータ３１が、発熱密度を上昇できるように並んで配置されているので、各ヒータ３１が小型化される。これにより、各ヒータ３１における温度分布を低減することができるので、ローラ部２４の外周面の温度分布の発生を抑制することができる。
【０１０９】
［変形例１］
本実施形態の変形例１について説明する。
本変形例では、ローラ部２４の外周面とヒータ３１との間に金属箔を設けた状態で、ローラ部２４の加熱を行う点で上記実施形態と異なる。なお、金属箔は変形が容易で、熱伝導性が良いものが好ましく、例えばアルミ箔が好適である。また他には、銅箔などでもよい。
【０１１０】
ローラ部２４の外周面へのヒータ３１の熱的密着状態で、ヒータ３１からローラ部２４への熱流束が大きく変化して、ローラ内面の昇温状態が変化することが判明した。
加熱工程において、ヒータ３１とローラ部２４とは、少なくともヒータ３１がローラ部２４の外周面に対してガタつくことがなく、外周面の上下方向複数箇所をワイヤ等で固縛するなどで固定されている（以下、「通常固定状態」という。）。ヒータ３１は、ローラ部２４の外周面に極力均一に密着するように設けることが望ましいが、実際には、加熱開始時点においては、熱的密着状態が十分に高いとは限らず、ヒータ３１からローラ部２４への熱伝達率は、ヒータ３１が熱的に完全密着している場合と比較して、１／２〜１／１０程度になっている場合があると推察される。
【０１１１】
すなわち、ローラ外面に対して、ヒータ３１が密着して熱伝達率が、例えば５倍に向上することで約２０％速くローラ内面の温度が上昇し、ローラ外面とローラ内面との温度差も約２０％低減される。
【０１１２】
このことは、図１１及び図１２から判断することができる。
図１１は、経過時間（分）と、ヒータ温度（℃）またはローラ内面温度（℃）との関係を示している。また、図１１の実線１１１は昇温速度１０℃／３０分間で昇温する際のヒータ温度を示し、破線１１２は昇温速度５０℃／３０分間で昇温する際のヒータ温度を示し、実線１１３は通常固定状態において昇温速度１０℃／３０分間で昇温する際のローラ内面温度を示し、破線１１４は通常固定状態において昇温速度５０℃／３０分間で昇温する際のローラ内面温度を示し、２点鎖線１１５はヒータ３１とローラ部２４とが熱的密着状態を向上させた密着状態において昇温速度５０℃／３０分間で昇温する際のローラ内面温度を示している。
破線１１４と、２点鎖線１１５とを比較すると、同じ経過時間であっても、ヒータ３１とローラ部２４とが熱的密着状態を向上させた密着状態の場合には、通常固定状態の場合よりも、ローラ内面温度が高くなっていることが分かる（図１１の矢印参照）。
【０１１３】
図１２は、経過時間（分）と、ヒータ温度（℃）またはローラ外面温度とローラ内面温度との温度差ΔＴ（℃）と、の関係を示している。また、図１２の破線１２１は、昇温速度５０℃／３０分間で昇温する際のヒータ温度を示し、破線１２２は、通常固定状態において昇温速度５０℃／３０分間で昇温する際のローラ外面温度とローラ内面温度との温度差を示し、２点鎖線１２３は、ヒータ３１とローラ部２４とが熱的密着状態を向上させた密着状態において昇温速度５０℃／３０分間で昇温する際のローラ外面温度とローラ内面温度との温度差を示している。
破線１２２と２点鎖線１２３を比較すると、同じ経過時間であっても、ヒータ３１とローラ部２４とが熱的密着状態を向上させた密着状態の場合には、通常固定状態の場合よりも、ローラ外面温度とローラ内面温度との温度差が小さくなっていることが分かる（図１２の矢印参照）。
【０１１４】
本変形例では、以下の作用効果を奏する。
本変形例では、ローラ部２４とヒータ３１との間に金属箔を設けている。金属箔は、変形が容易であるので、ローラ部２４とヒータ３１との間に設けられた金属箔は、ローラ部２４とヒータ３１との間の隙間に応じた形状に変形し、ローラ部２４及びヒータ３１と密着する。このように、ローラ部２４とヒータ３１との間に金属箔を設けることで、ローラ部２４とヒータ３１との間に形成される隙間を、金属箔で埋めることができる。
【０１１５】
金属箔は、熱伝導性がよいので、ローラ部２４とヒータ３１との間に形成される隙間を金属箔で埋めることで、ローラ部２４とヒータ３１との熱伝導率が向上する。これにより、ヒータ３１からローラ部２４への熱流束を大きくすることができる。したがって、ヒータ３１の熱がローラ部２４の内周面に伝達し易くなるので、内周面における昇温が好適に行われる。よって、ローラ部２４の内周面の温度分布を抑制し、ローラ部２４全体における不均一な応力の発生を抑制することができる。よって、ローラ部２４を損傷し難くすることができる。
【０１１６】
［変形例２］
次に、本実施形態の変形例２について説明する。
本変形例では、複数の所定のヒータ昇温速度の条件と複数のローラ部２４の構造に対応して、ローラ部２４の加熱工程と嵌合工程で収集した計測データをデータベースに蓄積して、データのテーブルが構築されている。予めヒータ昇温速度に対するローラ部２４の構造や加熱によるローラ部２４の各部分の温度やローラ内径の熱伸び量の計測値に関するデータを蓄積して、データベースによるテーブルが作成されている。すなわち、制御装置（図示省略）が、加熱工程におけるヒータ３１の昇温速度及びローラ部２４の熱伸び量を記憶する（昇温速度記憶工程、熱伸び量記憶工程）とともに、記憶した昇温速度と、熱伸び量とに基づいて、昇温速度と熱伸び量との関係を定めたテーブルを作成する（テーブル作成工程）とともに、テーブルを記憶している。
ここで、粉砕機１のある現地でローラ部２４に対して仮の昇温速度で加熱工程を行う予備加熱試験を実施する。これにより、ローラの加熱処理の適正な昇温速度を選定して適正なローラ部２４の加熱条件の範囲内で加熱を行うことができる。
予備加熱試験とは、例えば、ローラ部２４に対して、予定の昇温速度に対する１０分間程度の予備加熱を行い、時間経過に対する熱伸び量と昇温速度（例えば、１つ〜２つの条件）との相関データを採取し、蓄積したデータベース（テーブル）と比較して適正な昇温速度を判断して選定する試験である。また、加熱工程において、ローラ部２４に対して仮の昇温速度で予備加熱を行うとともに、仮の昇温速度及び予備加熱におけるローラ部２４の熱伸び量と、テーブルと、に基づいて決定された昇温速度によってローラ部２４の加熱を行ってもよい。
【０１１７】
また、選定した昇温速度は、ローラ内面とローラ外面との急激な温度勾配による温度差が大きくならない条件とすることができるので、ローラの外周面に設けられた硬化部２６への応力発生を抑えて、部分的な損傷を抑制することができるので、好適である。
【０１１８】
本変形例によれば、以下の作用効果を奏する。
本変形例では、予備加熱試験によってローラ部２４の加熱処理の適正な昇温速度を予め選定して、適正なローラ部２４の加熱条件の範囲内で加熱を行っているので、ローラの外周面に設けられた硬化部２６への応力発生を抑えて部分的な損傷を抑制して、加熱工程での作業時間を短縮することができる。
【０１１９】
なお、本変形例では、データベースによるテーブルによって加熱条件を決定する例について説明したが、加熱条件のデータの蓄積を進めることで、各種ローラのサイズに対する加熱条件の適正範囲を判断できるように、ＡＩシステムを構築し、当該ＡＩシステムによって適切な昇温速度や、目安とする加熱温度などの加熱条件を決定してもよい。
【０１２０】
［変形例３］
次に、本実施形態の変形例３について説明する。
本変形例では、加熱工程において、昇温速度を、１℃／ｍｉｎ〜２℃／ｍｉｎの適正範囲内で、変更している点が上記実施形態と異なる。
本変形例では、図１３に示すように、加熱開始時から所定の時間（本実施形態では十数分間）のみ昇温速度１℃／ｍｉｎ（第１昇温速度）でヒータ３１を昇温することでローラ部２４の外周面を加熱（第１加温工程）し、所定の時間が経過した後は、昇温速度２℃／ｍｉｎ（第２昇温速度）でヒータ３１を昇温することでローラ部２４の外周面を加熱している（第２加温工程）。
【０１２１】
昇温速度を変化させた際のローラ内面とローラ外面との温度差の変化を、図１３を用いて説明する。図１３は、ヒータ３１の温度、ローラ内面の温度及びローラ内面とローラ外面との温度差ΔＴの経過時間による変化を示したグラフであって、横軸が経過時間（分）を示し、縦軸が温度差（ΔＴ）または温度（℃）を示している。また、網掛け部分は、必要熱伸びの量である０．２ｍｍに達した際の経過時間帯を示している。
【０１２２】
また、図１３の破線１３１は、昇温速度５０℃／３０分間で昇温する際のヒータ温度を示している。また、実線１３２は、昇温速度を変化させた際のヒータ温度を示している。また、破線１３３は、昇温速度５０℃／３０分間で昇温する際のローラ内面温度を示している。また、実線１３４は、昇温速度を変化させた際のローラ内面温度を示している。また、破線１３５は、昇温速度５０℃／３０分間で昇温する際のローラ内面とローラ外面との温度差を示している。また、実線１３６は、昇温速度を変化させた際のローラ内面とローラ外面との温度差を示している。
【０１２３】
破線１３３と、実線１３４とを比較することで、昇温速度５０℃／３０分間で昇温する際のローラ内面温度と、昇温速度を変化させた際のローラ内面温度とは、ほとんど差がないことが分かる。また、破線１３５と、実線１３６とを比較することで、加熱開始時から所定の時間において、昇温速度を変化させた場合の方が、昇温速度５０℃／３０分間で昇温する場合よりも、ローラ内面とローラ外面との温度差が低減していることが分かる。そして、必要熱伸び量に達した際にも、昇温速度を変化させた場合の方が、昇温速度５０℃／３０分間で昇温する場合よりも、ローラ内面とローラ外面との温度差が約５℃低減していることがわかる。
【０１２４】
このように、加熱開始時から所定の時間（本実施形態では十数分間）のみ昇温速度１℃／ｍｉｎでヒータ３１を昇温することで、ローラ外面側での急激な温度勾配の発生による、ローラ内面とローラ外面との温度差の増大を抑制することができる。また、その後に、昇温速度２℃／ｍｉｎでヒータ３１を昇温することでローラ部２４の外周面を加熱して、必要熱伸び量（０．２ｍｍ）を得ることで、ローラ内面とローラ外面との温度差を小さくして、粉砕ローラ５の硬化部２６への応力発生を抑制することができる。よって、ローラ部２４を損傷し難くすることができる。また、ローラの内面温度は、昇温速度５０℃／３０分間の場合と、昇温速度を変化させた場合とで、ほとんど変化することがないことから、昇温速度を変化させた場合であっても、加熱工程に係る作業時間が増加することもない。
【０１２５】
本変形例によれば、以下の作用効果を奏する。
加熱開始に伴ってローラ部２４の外周面での急激な温度上昇に起因して発生する、ローラ部２４の外周面と内周面との温度差の増大を抑制し、ローラ部２４の外周面に設けられている硬化部２６へ発生する応力を低減することができる。よって、ローラ部２４を損傷し難くすることができる。
【０１２６】
なお、昇温速度を変化させる所定の時間は、上記説明に限定されない。所定の時間は、変化前の昇温速度と、変化後の昇温速度とのうち、高い方の昇温速度によって、ローラ外周面の温度を必要熱伸び量（０．２ｍｍ）が得られる温度（例えば、３０℃〜５０℃程度）以上に加熱するために必要な時間の１／３〜１／２程度であればよい。
また、所定の時間を予め設定しておき、それに合わせて昇温速度を設定してもよい。
【０１２７】
なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。
例えば、各変形例は、各々、組み合わせてもよい。
また、例えば、上記実施形態では、外径Ｌ１が約１．５ｍであり、内径Ｌ４が、約１．１ｍであるローラ部２４について説明したが、本発明はこれに限定されない。内径が約０．５ｍから約１．８ｍの間であるローラ部２４であれば、好適な加熱することができる。
【符号の説明】
【０１２８】
１      ：粉砕機
２      ：ハウジング
２ａ    ：側面部
２ｂ    ：天井面部
２ｃ    ：底面部
３      ：空気供給ダクト
４      ：粉砕テーブル
５      ：粉砕ローラ
７      ：燃料供給管
８      ：ロータリセパレータ
９      ：出口ポート
１５    ：回転支持部
１６    ：テーブル部
１７    ：ジャーナルシャフト
１８    ：ジャーナルヘッド
１９    ：偏心軸
２０    ：押圧装置
２１    ：ストッパ
２３    ：ジャーナルハウジング（支持部）
２４    ：ローラ部
２５    ：基部
２６    ：硬化部
２７    ：断熱レンガ
２９    ：断熱材
３０    ：昇温装置
３１    ：ヒータ
３２    ：給電制御部
３３    ：電源部
３４    ：温度計測器
【図１】
2020011164.tif 000004
【図２】
2020011164.tif 000005
【図３】
2020011164.tif 000006
【図４】
2020011164.tif 000007
【図５】
2020011164.tif 000008
【図６】
2020011164.tif 000009
【図７】
2020011164.tif 000010
【図８】
2020011164.tif 000011
【図９】
2020011164.tif 000012
【図１０】
2020011164.tif 000013
【図１１】
2020011164.tif 000014
【図１２】
2020011164.tif 000015
【図１３】
2020011164.tif 000016