JP2002331248A

JP2002331248A - 破砕面部材、粉砕機及び破砕面部材の製造方法

Info

Publication number: JP2002331248A
Application number: JP2001139240A
Authority: JP
Inventors: Shusaku Komatsu; 周作小松; Makoto Yukiyama; 誠柚木山; Yuji Mori; 有治森; Osamu Fukuzawa; 修福沢
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd; Tokushu Denkyoku Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp; Tokuden Co Ltd Hyogo
Priority date: 2001-05-09
Filing date: 2001-05-09
Publication date: 2002-11-19

Abstract

(57)【要約】【課題】形成時に割れ及び部分的な剥離が発生しにく
く、材料費が低くなるとともに、耐摩耗性が良好であ
り、破砕面表面の剥離及び局所的な摩耗を抑制してその
寿命を長くすることができる破砕面部材及びその製造方
法、粉砕機を提供する。【解決手段】ロール４のロール母材４１の側面には、
小径側から大径側に二段階で深くなる溝が形成されてお
り、この溝を埋めるように全面に高クロム鋳鉄系肉盛材
料からなる下層肉盛層４２が形成されており、この下層
肉盛層４２の上に、筋状肉盛層４３，４３，…が周方向
に沿って１１６本、並設されている。筋状肉盛層４３，
４３…は前記高クロム鋳鉄系肉盛材料をマトリックスと
してその中にタングステン炭化物粒子を均等分散させた
複合合金からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、破砕面と破砕面と
の間に材料を噛み込んで粉砕する形式の粉砕機に用いら
れる破砕面部材、該破砕面部材を備える粉砕機及び破砕
面部材の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】竪型ロ
ールミル等の粉砕機は、鉄鉱石、石炭、コークス、黒
鉛、高炉スラグ及び石灰石等の微粉砕に用いられてい
る。粉砕機は、一組の破砕面部材の破砕面同士を対向さ
せ、その隙間に破砕材料を噛み込んで粉砕するように構
成されている。粉砕機の破砕効率（処理量Ｔ／Ｈ）が向
上するとともに、その寿命が延長する破砕面部材とし
て、特公平２−３９９３９号公報に開示された発明があ
る。図６は、この発明の基本構成をロールに適用した場
合を示す斜視図であり、図中１０はロールである。ロー
ル１０の側面には、周方向に等間隔に、所定幅を有した
凹溝１０ａ，１０ａ…が設けられており、この凹溝１０
ａ，１０ａ…に、予め成形したものを接着剤、ロー付
け、ボルトその他の機械的手段を用いて嵌着したり、溶
湯を鋳造して硬化金属を形成したり、各種溶接肉盛で硬
化溶着金属を形成したりすることにより、耐摩耗性金属
層１０ｃ，１０ｃ，…が形成されている。

【０００３】図７は、ロール１０の経時的変化を示す断
面図であり、図７（ａ）は使用前の断面図、図７（ｂ）
は使用後の断面図である。図７に示されるように、使用
開始後しばらく経過すると、耐摩耗性が低い凸状部１０
ｂの頂部粉砕面においては、耐摩耗性が高い耐摩耗性金
属層１０ｃより速やかに摩耗が生じ、図７（ｂ）に示し
た深さｌの凹みが自然発生的に生じる。このように表面
に凹凸が形成されると材料の噛み込みがよくなり、破砕
効率（処理量Ｔ／Ｈ）が上昇し、耐摩耗性金属層１０ｃ
が摩耗により使用限界に達するまで、高水準の破砕効率
が維持される。

【０００４】しかし、凸状部１０ｂが大幅に摩耗した場
合、耐摩耗性金属層１０ｃが割れたり、割れに気づかず
に運転を続けることにより、ロール１０の軸受及び粉砕
機本体が破損することがあるという問題があった。そし
て、この破砕面部材は複雑な構造をしているので、製造
工数が多く、製造コストが高いという問題もあった。

【０００５】また、特開平１１−３０９５９６号公報に
は、竪型ロールミルの消耗部材の再生方法の発明が開示
されている。図８はこの発明の実施形態を示す要部の断
面図であり、図中２１はテーブル、２２はロールであ
る。この再生方法においては、まず、テーブル２１及び
ロール２２の摩耗部に対し、ビッカース硬度６００以上
の溶加材Ａを用いて多層肉盛層２１Ａ，２２Ａを形成
し、使用前の粉砕空間に相当する形状に復元する。次
に、多層肉盛層２１Ａ，２２Ａの表面上に、ビッカース
硬度７５０以上の溶加材Ｂを用いて超硬薄肉層２１Ｂ，
２２Ｂを形成する。

【０００６】しかし、部材表面全体について、超硬度材
料を用いて肉盛りを実施した場合、例えばタングステン
炭化物等の超硬度材料ではビード重ね領域がアーク熱に
より再溶融され、境界割れを発生しやすく、また、溶射
により実施した場合は、機械的結合のために表面が部分
的に剥離し、部材の寿命が短くなる虞があった。そし
て、肉盛量が多いので、材料費が高価になるという問題
があった。

【０００７】本願発明者らは、粒度が小さい材料を粉砕
するために破砕面部材に筋状の肉盛層を形成したときの
経験に基づき、溶加材及び肉盛層の形状を詳細に検討し
た。図９は、ロールの側面の周方向に沿って、筋状肉盛
層を複数並設した場合の、筋状肉盛層の経時的な変化を
示すロールの側面図、図１０は断面図である。図中、３
０はロールであり、３１は筋状肉盛層である。図９及び
図１０より、筋状肉盛層３１は、もっとも負荷がかかる
部分から少しずつ摩耗し、筋状肉盛層３１が少しでも残
っている間は、ロール３０は摩耗しないが、筋状肉盛層
３１が完全になくなってしまうと、ロール３０が急激に
摩耗し、スプーンカット状に深くえぐられて使用不可能
となることが判る。以上の検討結果から、本発明者ら
は、後述する複合合金材料を用いて後述する形状を有し
た筋状肉盛層を形成することにより、耐摩耗性が良好
で、寿命が長い破砕面部材を得ることができることを見
い出した。

【０００８】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、破砕面の表面に、タングステン炭化物とクロム
炭化物とを含み、ビッカース硬度Ｈｖが１２００以上で
ある複合合金材料を用いて、筋状の肉盛層を破砕材料が
噛み込まれる方向に並設することにより、形成時に割れ
及び部分的な剥離が発生しにくく、材料費が低くなると
ともに、耐摩耗性が良好であり、破砕面表面の剥離及び
局所的な摩耗を抑制してその寿命を長くすることができ
る破砕面部材及びその製造方法を提供することを目的と
する。

【０００９】また、本発明は、高さが４〜６ｍｍ、幅が
１３〜１７ｍｍの筋状肉盛層を、１３〜１９ｍｍの間隔
を隔てて形成することにより、噛み込み性が良好であ
り、粉砕時の圧力により剥離することがなく、粉砕運転
時に異常振動が生じることがない破砕面部材を提供する
ことを目的とする。

【００１０】そして、本発明は、破砕効率が良好であ
り、破砕面部材の寿命が長い粉砕機を提供することを目
的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１発明の破砕面部材
は、破砕面同士を対向させ、その隙間に破砕材料を噛み
込んで粉砕するための粉砕機の一組の破砕面部材におい
て、前記破砕面の表面に、タングステン炭化物とクロム
炭化物とを含み、ビッカース硬度Ｈｖが１２００以上で
ある複合合金材料を用いて、筋状に肉盛溶接した筋状肉
盛層が、前記破砕材料が噛み込まれる方向に複数並設し
てあることを特徴とする。

【００１２】第１発明においては、ビッカース硬度Ｈｖ
が１２００以上である複合合金材料を用いて筋状に肉盛
層を形成するので、全面的に肉盛層を形成した場合と比
較して、形成時に割れ及び部分的な剥離が発生しにく
く、材料費も低くなる。そして、従来の破砕面部材と比
較して耐摩耗性が高くなっており、破砕面表面の剥離及
び局所的な摩耗を抑制することができ、その寿命を長く
することができる。

【００１３】第２発明の破砕面部材は、第１発明におい
て、前記筋状肉盛層が、高さが４〜６ｍｍ、幅が１３〜
１７ｍｍであり、１３〜１９ｍｍの間隔を隔てて形成し
てあることを特徴とする。

【００１４】筋状肉盛層の高さは、４ｍｍ以下である場
合、破砕材料の噛み込み性が悪く、６ｍｍ以上である場
合は粉砕時の圧力により筋状肉盛層が欠落し、剥離が生
じるので、４〜６ｍｍが好ましい。筋状肉盛層の幅は、
１３ｍｍ以下ではその本数が多くなって、粉砕運転時に
異常振動が大きくなり、１７ｍｍ以上では筋状肉盛層の
大きさが大きくなり過ぎ、噛み込み性が不十分になると
いう問題がある。従って、１３〜１７ｍｍにするのが好
ましい。筋状肉盛層の間隔は、良好な噛み込み性及び粉
砕性を確保するために、凸部をなす筋状肉盛層と他部と
の面積比を考慮して決定されるが、１３〜１９ｍｍにす
るのが好ましい。第２発明においては、筋状肉盛層の形
状及び間隔が前記範囲内に収まっているので、噛み込み
性及び粉砕性が良好であり、粉砕時の圧力により剥離す
ることがなく、粉砕運転時に異常振動が生じない。

【００１５】第３発明の粉砕機は、第１又は第２発明の
破砕面部材を備えることを特徴とする。第３発明におい
ては、破砕効率が良好であり、破砕面部材の寿命が長
い。

【００１６】第４発明の破砕面部材の製造方法は、前記
破砕面の表面に、ビッカース硬度Ｈｖが略８００である
高クロム鋳鉄系肉盛材料を用いて下層肉盛層を形成した
上に、前記高クロム鋳鉄系肉盛材料をマトリックスとし
てその中にタングステン炭化物粒子を均等分散させ、筋
状肉盛層を形成することを特徴とする。第５発明の破砕
面部材の製造方法は、第４発明において、前記高クロム
鋳鉄系肉盛材料が、Ｃ：５〜６重量％、Ｃｒ：２０〜２
５重量％を含み、他成分として、Ｍｏ：１〜３重量％、
Ｎｂ：１〜３重量％、Ｖ：２．５〜４重量％を１又は複
数含むことを特徴とする。第６発明の破砕面部材の製造
方法は、第４又は第５発明において、前記筋状肉盛層
が、タングステン炭化物を５５〜７０重量％含むよう
に、前記タングステン炭化物粒子を添加することを特徴
とする。

【００１７】第４乃至第６発明においては、肉盛層を筋
状に形成するので、形成時に割れ及び部分的な剥離が発
生しにくい。また、ビッカース硬度Ｈｖが１２００以上
であり、耐摩耗性が良好である肉盛層を得ることができ
るので、破砕面表面の剥離及び局所的な摩耗を抑制する
ことができ、破砕面部材の寿命を長くすることができる
とともに、良好な破砕効率を確保することができる。そ
して、容易に破砕面部材を製造することができ、製造コ
スト及び材料費も安価である。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面に基づいて具体的に説明する。図１は、本発明
の実施の形態に係る竪型ロールミルを示す断面図であ
る。この竪型ロールミルは石炭粉砕用の設計能力が１２
Ｔ／Ｈである２ロール式竪型粉砕機であり、粉砕室９内
のテーブル支持台２にテーブル１が回転自在に据え付け
られている。そして、ロール４，４が、ジャーナルアッ
センブリー５，５によってテーブル１の上面へ自転可能
に、傾動自在に保持されている。ジャーナルアッセンブ
リー５にはアーム６を介して油圧シリンダ７が連結され
ており、この油圧シリンダ７の伸縮により、ピボットピ
ン８を軸としてジャーナルアッセンブリー５が回動し、
ジャーナルアッセンブリー５に軸支されたロール４が共
動すべくなしてある。この竪型ロールミルにおいては、
粉砕室９の上面を貫通させて設けられた材料投入管９ａ
からテーブル１の中心付近に落下された材料が遠心力で
押し出される間に、テーブル１とロール４，４とによる
圧縮、衝撃、剪断作用によって粉砕され、材料排出管９
ｂから排出される。

【００１９】図２はロール４を示す側面図、図３はロー
ル４を示す断面図である。ロール４は、幅３１５ｍｍ、
ロール径は大径側が１１４０ｍｍ、小径側が９８０ｍｍ
である。鋳鉄又はＳＳ製のロール４のロール母材４１の
側面には、小径側から大径側に二段階で深くなる溝４１
ａが形成されており、この溝４１ａを埋めるように全面
に高クロム鋳鉄系肉盛材料からなる下層肉盛層４２が形
成されており、この下層肉盛層４２の上に、ロール４の
小径側から大径側に延在する、本発明に係る筋状肉盛層
４３，４３，…が周方向に沿って１１６本、設けられて
いる。筋状肉盛層４３，４３…は前記高クロム鋳鉄系肉
盛材料をマトリックスとしてその中にタングステン炭化
物粒子を均等分散させた複合合金からなり、高さが４〜
６ｍｍ、幅が１３〜１７ｍｍであり、１３〜１９ｍｍの
間隔を隔てて形成されている。

【００２０】図４は、テーブル１を示す平面図、図５は
図４のＶ−Ｖ線断面図である。テーブル１のテーブル母
材１１の上面には、深さが段階的に変化する溝１１ａが
形成されており、この溝１１ａの全面にわたって深さが
二段階で変化する、高クロム鋳鉄系肉盛材料からなる下
層肉盛層１２が形成されており、この下層肉盛層１２の
上に、テーブル１の径方向に延在する、本発明に係る筋
状肉盛層１３，１３，…が周方向に沿って１４２本、設
けられている。筋状肉盛層１３，１３…は前記高クロム
系鋳鉄肉盛材料をマトリックスとしてその中にタングス
テン炭化物粒子を均等分散させた複合合金からなり、高
さが４〜６ｍｍ、幅が１３〜１７ｍｍであり、１３〜１
９ｍｍの間隔を隔てて形成されている。

【００２１】以下に、下層肉盛層４２及び筋状肉盛層４
３の形成方法について説明する。まず、ロール母材４１
の溝４１ａ全面に、重量％にして、Ｃ：５〜６、Ｃｒ：
２０〜２５、Ｍｏ：１〜３、Ｎｂ：１〜３、Ｖ：２．５
〜４を含み、残りがＦｅであり、ビッカース硬度Ｈｖが
８００である高クロム鋳鉄系肉盛材料からなるフラック
スコアドワイヤを用いて自動連続溶接を行い、下層肉盛
層４２を形成する。引続き、前記フラックスコアドワイ
ヤを下層肉盛層４２上に筋状に送り込み、肉盛層を形成
しつつ、溶融プールの中へタングステン炭化物粒子を一
定割合で添加し、筋状肉盛層４３を形成する。筋状肉盛
層４３は、高クロム鋳鉄系肉盛材料をマトリックスとし
て、その中にタングステン炭化物が均等に分散した複合
合金からなり、マトリックス強度（靭性）と超耐摩耗性
とを有する。添加するタングステン炭化物は、重量％に
して、Ｗ：９４〜９６、Ｃ：３〜４、Ｆｅ：１以下、Ｃ
ｏ：１以下、Ｃｒ：１以下を含み、粒径０．５〜２．０
ｍｍのペレット状である。最終的に筋状肉盛層４３は、
タングステン炭化物を５５〜７０重量％含有する。テー
ブル１の下層肉盛層１２及び筋状肉盛層１３も同様にし
て形成する。

【００２２】

【実施例】以上のようにして破砕面が形成されたテーブ
ル１及びロール４を用いて粉砕機を構成し、２日／月の
休止と故障停止とを除き、連続運転して、粉砕機の設計
能力通りの粉砕を実施した。このときの筋状肉盛層１３
及び筋状肉盛層４３のビッカース硬度Ｈｖは１３００で
あった。比較例として、テーブル１の上面及びロール４
の側面に、下層肉盛層１２及び下層肉盛層４２を形成し
た表面上に、前記高クロム鋳鉄系肉盛材料からなる筋状
の肉盛層を形成し、このテーブル１及びロール４を用い
て粉砕機を構成し、実施例と同様に粉砕を実施した。比
較例においては、テーブル１及びロール４の寿命は略１
年であったのに対し、本発明に係る粉砕機を用いた実施
例においては、テーブル１及びロール４の寿命が１．５
〜２．０倍に伸びたのが確認された。

【００２３】以上のように、本発明においては、ビッカ
ース硬度Ｈｖが１２００以上である材料を用いて、テー
ブル１及びロール４の破砕面に、筋状に、筋状肉盛層１
３及び４３を形成するので、全面的に肉盛層を形成した
場合と比較して、形成時に割れ及び部分的な剥離が発生
しにくく、材料費も低くなるとともに、従来の破砕面部
材と比較して耐摩耗性が高くなっており、破砕面表面の
剥離及び局所的な摩耗を抑制することができ、テーブル
１及びロール４の寿命を長くすることができる。

【００２４】なお、前記実施の形態においては、筋状肉
盛層１３及び４３を、破砕材料が噛み込まれる方向に交
又する方向に複数形成した場合につき説明しているがこ
れに限定されるものではなく、破砕材料が噛み込まれる
方向に対して所定角度を有した状態で形成することにし
てもよい。例えば、破砕材料が噛み込まれる方向に対し
て略４５゜傾けて筋状肉盛層１３及び４３を形成した場
合、前記方向に交又させて形成した場合と同様の効果が
得られることが確認されている。但し、４５゜傾けて形
成した場合は、筋状肉盛層１３及び４３の長さが長くな
り、材料使用量が増加する。また、筋状肉盛層１３及び
４３の並設本数も前記実施の形態において説明した本数
に限定されるものではない。

【００２５】そして前記実施の形態においては、粉砕機
として竪型ロールミルに適用した場合につき説明してい
るがこれに限定されるものではなく、ロール粉砕機、コ
ーンクラッシャー及びリングロールミル等の他の粉砕機
にも適用することが可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上、詳述したように、第１発明による
場合は、ビッカース硬度Ｈｖが１２００以上である材料
を用いて、筋状に肉盛層を形成するので、全面的に肉盛
層を形成した場合と比較して、形成時に割れ及び部分的
な剥離が発生しにくく、材料費も低くなる。そして、従
来の破砕面部材と比較して耐摩耗性が高くなっており、
破砕面表面の剥離及び局所的な摩耗を抑制することがで
き、その寿命を長くすることができる。

【００２７】第２発明による場合は、筋状肉盛層が、高
さが４〜６ｍｍ、幅が１３〜１７ｍｍであり、１３〜１
９ｍｍの間隔を隔てて形成してあるので、破砕材料の噛
み込み性及び粉砕性が良好であり、粉砕時の圧力により
肉盛層が剥離することがなく、粉砕運転時に異常振動が
生じない。

【００２８】第３発明による場合は、破砕効率が良好で
あり、破砕面部材の寿命が長い。第４乃至第６発明によ
る場合は、肉盛層を筋状に形成するので、形成時に割れ
及び部分的な剥離が発生しにくい。また、ビッカース硬
度Ｈｖが１２００以上であり、耐摩耗性が良好である肉
盛層を得ることができるので、破砕面表面の剥離及び局
所的な摩耗を抑制することができ、破砕面部材の寿命を
長くすることができるとともに、良好な破砕効率を確保
することができる。そして、容易に破砕面部材を製造す
ることができ、製造コスト及び材料費も安価である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る竪型ロールミルを示
す断面図である。

【図２】本発明の実施の形態に係るロールを示す側面図
である。

【図３】本発明の実施の形態に係るロールを示す断面図
である。

【図４】本発明の実施の形態に係るテーブルを示す平面
図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。

【図６】従来の粉砕機のロールを示す斜視図である。

【図７】従来のロールの経時的変化を示す断面図であ
る。

【図８】従来の竪型ロールミルの要部を示す断面図であ
る。

【図９】ロールの側面の周方向に沿って筋状肉盛層を複
数並設した場合の、筋状肉盛層の経時的な変化を示す側
面図である。

【図１０】ロールの側面の周方向に沿って筋状肉盛層を
複数並設した場合の、筋状肉盛層の経時的な変化を示す
断面図である。

【符号の説明】

１テーブル１１テーブル母材１２下層肉盛層１３筋状肉盛層４ロール４１ロール母材４２下層肉盛層４３筋状肉盛層９粉砕室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者柚木山誠兵庫県尼崎市昭和通２丁目２番27号特殊電極株式会社内 (72)発明者森有治兵庫県尼崎市昭和通２丁目２番27号特殊電極株式会社内 (72)発明者福沢修兵庫県尼崎市昭和通２丁目２番27号特殊電極株式会社内Ｆターム(参考） 4D063 EE04 EE13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】破砕面同士を対向させ、その隙間に破砕
材料を噛み込んで粉砕するための粉砕機の一組の破砕面
部材において、前記破砕面の表面に、タングステン炭化物とクロム炭化
物とを含み、ビッカース硬度Ｈｖが１２００以上である
複合合金材料を用いて、筋状に肉盛溶接した筋状肉盛層
が、前記破砕材料が噛み込まれる方向に複数並設してあ
ることを特徴とする破砕面部材。
【請求項２】前記筋状肉盛層は、高さが４〜６ｍｍ、
幅が１３〜１７ｍｍであり、１３〜１９ｍｍの間隔を隔
てて形成してある請求項１記載の破砕面部材。
【請求項３】請求項１又は２記載の破砕面部材を備え
ることを特徴とする粉砕機。
【請求項４】前記破砕面の表面に、ビッカース硬度Ｈ
ｖが略８００である高クロム鋳鉄系肉盛材料を用いて下
層肉盛層を形成した上に、前記高クロム鋳鉄系肉盛材料
をマトリックスとしてその中にタングステン炭化物粒子
を均等分散させ、筋状肉盛層を形成することを特徴とす
る破砕面部材の製造方法。
【請求項５】前記高クロム鋳鉄系肉盛材料は、Ｃ：５
〜６重量％、Ｃｒ：２０〜２５重量％を含み、他成分と
して、Ｍｏ：１〜３重量％、Ｎｂ：１〜３重量％、Ｖ：
２．５〜４重量％を１又は複数含む請求項４記載の破砕
面部材の製造方法。
【請求項６】前記筋状肉盛層がタングステン炭化物を
５５〜７０重量％含むように、前記タングステン炭化物
粒子を添加する請求項４又は５記載の破砕面部材の製造
方法。