JP2003135983A

JP2003135983A - 衝撃式粉砕機

Info

Publication number: JP2003135983A
Application number: JP2001340375A
Authority: JP
Inventors: Makoto Mori; 誠森; Hisashi Morimoto; 久志森元; Naoya Komabayashi; 直哉駒林
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 2001-11-06
Filing date: 2001-11-06
Publication date: 2003-05-13

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】粉砕効率が高く、ランニングコストが低く、耐
摩耗部材の摩耗粉への混入が少く、粉砕粉の純度を高め
ることが可能な衝撃式粉砕機を提供する。【解決手段】粉砕室２の内部に円筒状のライナー部６を
設け、そのライナー部６の内側に回転する粉砕ローター
４を組み込み、該粉砕ローター４の外周部にグラインデ
ィングハンマー５を設け、前記ライナー部６とグライン
ディングハンマー５に粉体を供給して粉体を粉砕する衝
撃式粉砕機において、該ライナー部６のグラインディン
グハンマー５側にくし状に配置した耐摩耗部材を設け
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、粉体に衝撃力を加
えて微粉砕するための衝撃式粉砕機に関する。

【０００２】

【従来の技術】衝撃式粉砕機としては、例えば図１に示
すものが知られている。図１で原料供給口１から粉砕室
２に投入された被粉砕物は、気流３により粉砕ローター
４に導入され、高速回転する粉砕ローター４に取り付け
られたグラインディングハンマー部５とライナー６によ
り衝撃作用を受けて粉砕される。

【０００３】粉砕された粉体はガイドリング７の外側を
通って分級ゾーン８に導かれ、微粉は分級機９を通過し
て粉砕機外に取り出されるが、粗粉はガイドリング７の
内側を通って再度、粉砕ローター４に戻され粉砕作用を
受ける。

【０００４】このように分級機を通過できない粉体は繰
り返し粉砕され、設定された分級点以下の微粉のみが分
級機９を通過して機外に取り出される。ライナーは、高
速回転するグラインディングハンマーとの間隔を一定に
維持するため、円筒形状であり、またライナーにぶつか
る被粉砕物の粉砕性を高めるために、ライナー内面に溝
をつけたミゾライナーが用いられてきている。ミゾライ
ナーは、ライナー内面がスムース形状のスムースライナ
ーに比べ粉砕性の点で優れている。これらの衝撃式粉砕
機の、グラインディングハンマー、粉砕ローター、及び
ライナーは一般に金属材質のものが使われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】衝撃式粉砕機で粉砕さ
れる被粉砕物が、硬いセラミックスや粉砕しにくい金属
の場合、被粉砕物が衝突または接触する機会の多いグラ
インディングハンマー、粉砕ローター、ライナーなどの
部品は、摩耗が発生して経済的でないばかりか、摩耗物
が被粉砕物中に混入し粉砕粉の純度が低下するといった
問題があった。

【０００６】この点を改善するものとしてグラインディ
ングハンマー、粉砕ローター、ライナーをオールセラミ
ックス化した衝撃式粉砕機があるが、これにより粉砕室
内の耐摩耗性は高まったものの、ライナー等のセラミッ
クス部品の加工が困難となり、またコストも非常に高く
なり経済的に厳しいという問題があった。

【０００７】本発明は、これら従来技術による問題点を
解決し、耐摩耗性、経済性に優れたグラインディングハ
ンマー、粉砕ローター及びライナーを有する衝撃式粉砕
機を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決すべく鋭意努力検討した結果本発明に到達した。す
なわち本発明は以下に関する。

【０００９】（１）粉砕室の内部に円筒状のライナー部
を設け、そのライナー部の内側に回転する粉砕ローター
を組み込み、該粉砕ローターの外周部にグラインディン
グハンマーを設け、前記ライナー部とグラインディング
ハンマーに粉体を供給して粉体を粉砕する衝撃式粉砕機
において、該ライナー部のグラインディングハンマー側
にくし状に配置した耐摩耗部材を設けることを特徴とす
る衝撃式粉砕機。

【００１０】（２）くし状に配置した耐摩耗部材が、幅
が３ｍｍ〜１５ｍｍの範囲内、厚さが３ｍｍ〜２０ｍｍ
の範囲内の耐摩耗部材であることを特徴とする（１）に
記載の衝撃式粉砕機。

【００１１】（３）（２）に記載の耐摩耗部材を、間隔
を１０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内にして取り付けることを
特徴とする衝撃式粉砕機。

【００１２】（４）粉砕ローターのグラインディングハ
ンマーの取り付け部分およびその周辺部が耐摩耗部材に
より形成されていることを特徴とする（１）〜（３）の
何れか１項に記載の衝撃式粉砕機。

【００１３】（５）粉砕ローターを形成する盤状ロータ
ーの外周部にプレート状の耐摩耗部材を設け、そのプレ
ート状の耐摩耗部材に、グラインディングハンマーが盤
状ロータと接しないように固定することにより、グライ
ンディングハンマーの取り付け部とその周辺部を耐摩耗
部材で覆われた構造とすることを特徴とする（４）に記
載の衝撃式粉砕機。

【００１４】（６）耐摩耗部材が、ジルコニア、イット
リア安定化ジルコニア、カルシア安定化ジルコニア、マ
グネシア安定化ジルコニア、アルミナ、アルミナジルコ
ニア、炭化珪素、窒化珪素、炭化タングテン−コバルト
合金の中から選ばれた何れか１種を含むことを特徴とす
る（１）〜（５）の何れか１項に記載の衝撃式粉砕機。

【００１５】（７）グラインディングハンマーが、ジル
コニア、イットリア安定化ジルコニア、カルシア安定化
ジルコニア、マグネシア安定化ジルコニア、アルミナ、
アルミナジルコニア、炭化珪素、窒化珪素、炭化タング
テン−コバルト合金の中から選ばれた何れか１種を含む
ことを特徴とする（１）〜（６）の何れか１項に記載の
衝撃式粉砕機。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の衝撃式粉砕機とは、粉体
を気流等により粉砕機内に導入し、ハンマー（グライン
ディングハンマー）及びライナーにより衝撃を加え粉砕
する機構を有する粉砕機である。ライナーの形状として
は、前述したように粉砕性を高めるためにライナー内面
に溝をつけたもの（ミゾライナー）とスムース形状（ス
ムースライナー）の２種類があるが、粉砕性の点ではス
ムースライナーよりミゾライナーの方が優れている。衝
撃式粉砕機のライナーには一般的には金属材質のものが
使われているが、耐摩耗性に乏しく、粉砕中にライナー
の部材が摩耗し、粉砕物中に不純物が混入するといった
問題点が生ずる。

【００１７】本発明の衝撃式粉砕機は、粉砕室の内壁部
に円筒状のライナー部を設け、そのライナー部の内側に
回転する粉砕ローターを組み込み、該粉砕ローターの外
周部にグラインディングハンマーを設け、該ライナー部
とグラインディングハンマーに粉体を供給して粉体を粉
砕する衝撃式粉砕機において、該ライナー部のグライン
ディングハンマー側にくし状に配置した耐摩耗部材を設
けることを特徴とする。

【００１８】また本発明の衝撃式粉砕機は、粉砕ロータ
ーのグラインディングハンマーの取り付け部分およびそ
の周辺部が耐摩耗部材により形成されていることが好ま
しい。

【００１９】また本発明の衝撃式粉砕機は、粉砕ロータ
ーの外周部にはプレート状の耐摩耗部材が設けられ、そ
のプレート状の耐摩耗部材には、グラインディングハン
マーが粉砕ロータの盤状ローター部と接しないように固
定することにより、グラインディングハンマーの取り付
け部およびその周辺部を耐摩耗部材により形成すること
が好ましい。

【００２０】本発明を、図２を用いて具体的に説明する
が、本発明の衝撃式粉砕機はこれに限定されるものでは
ない。

【００２１】供給口１から粉砕室２に投入された被粉砕
物は気流３により粉砕ローター４に導入され、グライン
ディングハンマー部５とライナー６により衝撃作用を受
けて粉砕される。粉砕された粉体はガイドリング７の外
側を通って分級ゾーン８に導かれ、微粉は分級機９を通
過して機外に取り出されるが、粗粉はガイドリング７の
内側を通って再度、粉砕ローター４に戻され粉砕作用を
受ける。このように分級機を通過できない粉体は繰り返
し粉砕され、設定された分級点以下の微粉のみが分級機
９を通過して機外に取り出される。

【００２２】本発明では、衝撃式粉砕機のライナー部
に、くし状に配置された耐摩耗部材を用いることによ
り、衝撃式粉砕機の耐摩耗性、粉砕効率、粉砕能力を高
め、かつ溶射材中の不純物を低下させることができる。

【００２３】くし状に配置とは、例えば角棒状の耐摩耗
部材を、長さ方向に平行となるように、好ましくは等間
隔で並べて配置することを指す。この場合の角棒状の耐
摩耗部材は、好ましくは、幅を３ｍｍ〜１５ｍｍの範囲
内とし、厚さは３ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内とする。また
耐摩耗部材の長さについてはグラインディングハンマー
の大きさにより適宜定めればよい。

【００２４】また、上記の角棒状の、耐摩耗部材の取り
付け間隔は、１０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内で選択するの
が好ましい。

【００２５】なおこれらの、耐摩耗部材の幅、厚さおよ
び取り付け間隔は、標準的な大きさの衝撃式粉砕機での
例であり、大型の衝撃式粉砕機、または小型の衝撃式粉
砕機ではこの範囲内でなくともかまわない。また取り付
け間隔は均等であるのが好ましいが、不規則でもかまわ
ない。

【００２６】図３に粉砕ローター１０とライナー１１を
上から見た図を模式的に示す。本発明の衝撃式粉砕機に
用いられる円筒状のライナー１１は、内壁に耐摩耗部材
１２をくし状に取り付けるのが好ましい。このくし状に
取り付ける耐摩耗部材１２は、例えば単純な直方体形状
で良く、ライナー部の上下からはみ出さない形状が好ま
しい。このような形状の耐摩耗部材１２をライナーの内
壁に等間隔に取りつけるのが好ましい。また耐摩耗部材
同士の間隔は、粉砕物によりライナー１１の内壁面で耐
摩耗部材の取り付けられていない部分の摩耗が大きく進
行しないように設定するのが好ましい。

【００２７】耐摩耗部材の材質としては、ジルコニア、
イットリア安定化ジルコニア、カルシア安定化ジルコニ
ア、マグネシア安定化ジルコニア、酸化アルミニウム、
アルミナ−ジルコニア、炭化珪素、窒化珪素および炭化
タングステン−コバルト、炭化タングステン−コバルト
クロム、炭化タングステン−ニッケルクロムなどの超硬
材料が例示できる。この中で本発明の衝撃式粉砕機の耐
摩耗部材としては、シルコニア系の耐摩耗部材、例え
ば、ジルコニア、イットリア安定化ジルコニア、カルシ
ア安定化ジルコニア、マグネシア安定化ジルコニア、ア
ルミナ−ジルコニアを用いることが好ましい。なお複数
の材質を組み合わせてもよい。

【００２８】また、本発明の衝撃式粉砕機の耐摩耗部材
を設置するライナー枠部の材質は、耐摩耗部材の保持力
が高く、かつ粉砕運転中に大きく変形しない材質が好ま
しく、例えば鉄系、ステンレス系の金属を用いることが
好ましい。また本発明では、衝撃式粉砕機のグラインデ
ィングハンマー部及びそのグラインディングハンマーよ
り面積を大きくしたプレート部においても耐摩耗部材を
用いることが好ましい。

【００２９】この部分に用いる耐摩耗部材についても、
前述した、ジルコニア、イットリア安定化ジルコニア、
カルシア安定化ジルコニア、マグネシア安定化ジルコニ
ア、酸化アルミニウム、アルミナ−ジルコニア、炭化珪
素、窒化珪素および炭化タングステン−コバルト、炭化
タングステン−コバルトクロム、炭化タングステン−ニ
ッケルクロムなどの超硬材料が例示できるが、この中で
も、炭化タングステン系の耐摩耗部材、例えば炭化タン
グステン−コバルトまたはシルコニア系の耐摩耗部材、
例えば、イットリア安定化ジルコニアを用いることが好
ましい。粉砕ローター上に配置された、グラインディン
グハンマーの下部にグラインディングハンマーより面積
の大きいプレート状の耐摩耗部材を配置し、両者を粉砕
ローターの盤状ローター部の外周部に固定することによ
りグラインディングハンマー付近の耐摩耗性が向上しよ
り安定した粉砕が可能となる。

【００３０】すなわち、グラインディングハンマーと盤
状ローター部との接触部の周辺は、被粉砕物でグライン
ディングハンマーに衝突した時に飛散した粉体がぶつか
りやすく、摩耗を受けやすい。この盤状ローターの接触
部のまわりが通常の金属のような材質であると、グライ
ンディングハンマー付近のローター上面１７ａから摩耗
が徐々に進行して、やがてグラインディングハンマー１
３を固定する例えばネジを摩耗させ、盤状ローター（粉
砕ローター）１０からグラインディングハンマー１３の
脱離を生じることがある。

【００３１】本発明では、摩耗の問題となる部分、すな
わちグラインディングハンマー周辺部で、摩耗が生じや
すい部分に耐摩耗部材で形成したプレート状物１８を設
けることにより上記のような問題を防ぐことができるも
のである。この盤状ローター１０の材質については、耐
摩耗部材の保持力が高く、かつ粉砕運転中に大きく変形
しない材質が好ましく、例えば鉄系、ステンレス系の金
属を用いることが好ましい。

【００３２】図３に示した本発明の衝撃式粉砕機に用い
られる、盤状ローター１０に取り付けるグラインディン
グハンマー１３およびプレート部１８は、盤状ローター
１０の上面に粉砕ローター（盤状ローター１０にグライ
ンディングハンマー１３等を取り付けた物。）の回転に
より偏心がないようにバランスよく配置するのが好まし
い。プレート部で耐摩耗部材１８を設ける部分は、グラ
インディングハンマー１３の周囲の摩耗が生じやすい部
分を補強できる部分以上に大きくすれば良く、通常はグ
ラインディングハンマー１３と接した部分から５〜２０
ｍｍの範囲に設けるのが好ましい。

【００３３】ライナー内壁に取り付けられた耐摩耗部材
１２と、盤状ローター１０に取り付けられた耐摩耗部材
１３との間隔は、最も近い部分で０．１〜５ｍｍ、好ま
しくは０．５〜２ｍｍとする。

【００３４】耐摩耗部材１２、グラインディングハンマ
ー１３およびプレート部１８の固定方法は、粉砕機運転
中に耐摩耗部材が脱落することがなければ様々な固定方
法を用いることが可能で、一般的にはエポキシ樹脂等の
接着剤やねじ等による物理的な固定方法が採用できる。

【００３５】本発明の衝撃式粉砕機に用いられる分級機
構９は、一般に用いられている分級機構を用いることが
できるが、回転型の分級セパレータやメッシュ型の分級
機等を好適に用いることができる。

【００３６】図４に粉砕ローターを横から見た図を模式
的に示す。本発明のプレート１７の上面位置は、金属製
の盤状ローター１０の上面位置と一致するように、プレ
ート１７の厚さ分だけ盤状ローター１０を削ってはめ込
む方式とすることが摩耗を防ぐ効果上好ましい。この際
のプレート１７の厚さは、経済性、強度の点から決めれ
ば良いが、３〜５ｍｍ程度が好ましい。またプレート１
７、およびグラインディングハンマー１３の固定時の強
度を高める点で、皿ねじ１９を用いて固定するのが好ま
しく、またプレート１７、およびグラインディングハン
マー１３のズレの防止から、ピン２０を設けて補強する
のが好ましい。

【００３７】図５は図４のグラインディングハンマー１
３の固定部分を上から見た模式図である。グラインディ
ングハンマー１３の形状は、衝撃式粉砕機の粉砕性を高
めるため、図５に示すように粉砕ローターの回転方向２
１側が突き出た形状とするのが好ましい。

【００３８】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが本発明の実施態様は実施例に限定されるもので
はない。

【００３９】（実施例１）クロム−鉄系合金ソースを、
本発明の粉砕ライナーを取りつけた衝撃式粉砕機（ホソ
カワミクロン製ＡＣＭ−１０）で粉砕を行った。

【００４０】本発明の衝撃式粉砕機に用いた円筒状のラ
イナー枠は金属製で、内径が３１８ｍｍファイ、厚さ８
ｍｍのものを使用した。また、このライナー部の内壁に
耐摩耗部材をくし状に取り付けた。耐摩耗部材は、イッ
トリア安定化ジルコニア製で、単純な直方体形状で５ｍ
ｍ×８ｍｍ×６０ｍｍとし、ライナー部の上下からはみ
出さない形状とした。このような耐摩耗部材をライナー
の内壁に等間隔に、７１個取り付けた。なお、ライナー
部の取り付け溝の深さは５ｍｍであった。

【００４１】また粉砕ローターに取り付けるグラインデ
ィングハンマーに使われる耐摩耗部材には炭化タングス
テン−コバルト製のものを用いて、粉砕物に衝突する側
（粉砕ローターの回転方向側）の長さが４０ｍｍ、その
反対側の長さが３３ｍｍで、幅が２９ｍｍ、厚さが１６
ｍｍのものを使用した。このような耐摩耗部材を粉砕ロ
ーターの上面に等間隔に、４個取り付けた。グラインデ
ィングハンマーの下部の、プレート部の耐摩耗部材は、
炭化タングステン−コバルト製で５０×５５ｍｍの大き
さで厚さ３ｍｍのものを使用した。そして上記のグライ
ンディングハンマーと下部プレートを皿ねじ１９を用い
て粉砕ローターに固定した。また、これらの耐摩耗部材
が粉砕ローターの回転運動により動かないよう図５に示
すようにピン２０を粉砕ローターに取り付け固定した。
そして粉砕ローターの回転数を、６５００ｒｐｍとして
粉砕を行った。

【００４２】（比較例１）実施例１の衝撃式粉砕機の、
ライナー部の内部にくし状に取り付けられる耐摩耗部材
にステンレスを用いて粉砕を行った。他の条件は実施例
１と同様にして粉砕を行った。

【００４３】表１に、実施例１、比較例１に用いた衝撃
式粉砕機の、ライナー部の内壁にくし状に取り付けた耐
摩耗部材の最大摩耗量、および衝撃式粉砕機の粉砕性能
の相対比較結果を示す。

【００４４】（比較例２）実施例１の衝撃式粉砕機の、
粉砕ローターに取りつけられているグラインディングハ
ンマーおよびプレート部の耐摩耗部材にステンレスを用
いて粉砕を行った。他の条件は実施例１と同様にして粉
砕を行った。

【００４５】表２に実施例１、比較例２に用いた衝撃式
粉砕機の、耐摩耗部材の最大摩耗量の相対比較結果を示
す。

【００４６】

【表１】

【００４７】

【表２】

【００４８】

【発明の効果】本発明の衝撃式粉砕機を用いることによ
り、粉砕効率が高まり、また衝撃式粉砕機のランニング
コストが飛躍的に下げられた。また、耐摩耗部材の摩耗
粉の粉砕粉への混入が減少し、粉砕粉の純度を高めるこ
とが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】衝撃式粉砕機の一例を模式的に示す。

【図２】本発明の衝撃式粉砕機の具体例を模式的に示
す。

【図３】本発明の衝撃式粉砕機の、粉砕ローターとライ
ナーを上から見た図を模式的に示す。

【図４】本発明の衝撃式粉砕機の、粉砕ローターを横か
ら見た図を模式的に示す。

【図５】粉砕ローターのグラインディングハンマーおよ
びプレート状耐摩耗部材の拡大図を模式的に示す。

【符号の説明】

１供給口２粉砕室３気流４粉砕ローター５グラインディングハンマー６ライナー７ガイドリング８分級ゾーン９分級機１０盤状ローター（粉砕ローター）１１ライナー１２耐摩耗部材１３グラインディングハンマー１４モータ１５モ−タシャフト１６エアー入り口１７プレート状耐摩耗部材１７ａローター上面１８プレート状耐摩耗部材１９皿ねじ２０ピン２１粉砕ローターの回転方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者駒林直哉長野県塩尻市大字宗賀１番地昭和電工株式会社塩尻生産・技術統括部内Ｆターム(参考） 4D065 AA18 BB04 EB02 EB04 EC03 EE19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粉砕室の内部に円筒状のライナー部を設
け、そのライナー部の内側に回転する粉砕ローターを組
み込み、該粉砕ローターの外周部にグラインディングハ
ンマーを設け、前記ライナー部とグラインディングハン
マーに粉体を供給して粉体を粉砕する衝撃式粉砕機にお
いて、該ライナー部のグラインディングハンマー側にく
し状に配置した耐摩耗部材を設けることを特徴とする衝
撃式粉砕機。
【請求項２】くし状に配置した耐摩耗部材が、幅が３ｍ
ｍ〜１５ｍｍの範囲内、厚さが３ｍｍ〜２０ｍｍの範囲
内の耐摩耗部材であることを特徴とする請求項１に記載
の衝撃式粉砕機。
【請求項３】請求項２に記載の耐摩耗部材を、間隔を１
０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内にして取り付けることを特徴
とする衝撃式粉砕機。
【請求項４】粉砕ローターのグラインディングハンマー
の取り付け部分およびその周辺部が耐摩耗部材により形
成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１
項に記載の衝撃式粉砕機。
【請求項５】粉砕ローターを形成する盤状ローターの外
周部にプレート状の耐摩耗部材を設け、そのプレート状
の耐摩耗部材に、グラインディングハンマーが盤状ロー
タと接しないように固定することにより、グラインディ
ングハンマーの取り付け部とその周辺部を耐摩耗部材で
覆われた構造とすることを特徴とする請求項４に記載の
衝撃式粉砕機。
【請求項６】耐摩耗部材が、ジルコニア、イットリア安
定化ジルコニア、カルシア安定化ジルコニア、マグネシ
ア安定化ジルコニア、アルミナ、アルミナジルコニア、
炭化珪素、窒化珪素、炭化タングテン−コバルト合金の
中から選ばれた何れか１種を含むことを特徴とする請求
項１〜５の何れか１項に記載の衝撃式粉砕機。
【請求項７】グラインディングハンマーが、ジルコニ
ア、イットリア安定化ジルコニア、カルシア安定化ジル
コニア、マグネシア安定化ジルコニア、アルミナ、アル
ミナジルコニア、炭化珪素、窒化珪素、炭化タングテン
−コバルト合金の中から選ばれた何れか１種を含むこと
を特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の衝撃式
粉砕機。