JP2005087876A

JP2005087876A - 耐磨耗性の攪拌翼

Info

Publication number: JP2005087876A
Application number: JP2003324913A
Authority: JP
Inventors: Soichiro Muta; 総一郎牟田; Etsuki Noda; 悦希野田; Nobumasa Iemori; 伸正家守
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2003-09-17
Filing date: 2003-09-17
Publication date: 2005-04-07

Abstract

【課題】攪拌反応槽内で腐食作用および磨耗作用のあるスラリー液を攪拌する攪拌翼において、攪拌翼の耐腐食および耐磨耗性能を向上させる。
【解決手段】攪拌反応槽内で腐食作用および磨耗作用のあるスラリー液を攪拌する耐磨耗性の攪拌翼１において、耐磨耗性の攪拌翼１をチタン製の翼板１１により構成し、この翼板１１の進行方向側の前縁部に、セラミックス製のＬ型形状ピース５ａまたはコ型形状ピース５ｃをそのピース内面で固定するとともにＬ型形状ピース５ａまたはコ型形状ピース５ｃの後部となる翼板１１の翼面に、セラミックス製の平板状（フラット型）で終端部で鋭角に傾斜する平板形状ピース５ｂを固定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、腐食性、磨耗性を有するスラリー液の攪拌に使用する攪拌翼の腐食および磨耗対策に関するものである。

銅やニッケルの硫化物や鉱石等を塩化物溶液を用いてレパルプ（どろどろ化）する攪拌反応槽のように、腐食性、磨耗性を有するスラリー液を攪拌する攪拌反応槽では、耐腐食性、耐磨耗性を有する攪拌翼を用いる必要がある。このため、従来、このような腐食性、磨耗性の厳しい環境で使用される攪拌翼は、使用する液の腐食性に応じてステンレス等の耐腐食・耐磨耗性を有する金属製とするか、あるいは金属製の翼板に樹脂またはゴム等のライニングを施したものとして構成されていた。また、磨耗性の極端に高いスラリー液に対しては、ライニング翼をさらに耐食性・耐磨耗性に優れた金属製に変更したり、翼全体を金属製の保護カバーで覆うか、あるいは犠牲板を磨耗部に取付けるなどの対策が講じられていた。

しかし、上記の技術によっても、磨耗性の高い条件下では、攪拌翼自体、およびその保護カバー、犠牲板、それらを固定するボルト・ナットの磨耗は避けられない。これに対処するため、定期的に攪拌機を攪拌反応槽から取出し、磨耗状況を確認して、再度エポキシ樹脂をコーティングして磨耗を防止しているが、補修時期を逸すると、金属製の翼では前縁部の局部的な磨耗・減肉が発生し、また保護カバーおよび犠牲板ではボルト・ナットの脱落によりライニングの下地金属が腐食するなどのトラブルが発生し、膨大な補修費用が掛かり、また予定外の設備休止が生じる結果となる。
発明協会公開技報公技番号２００１−２５８４

本発明の課題は、磨耗対策の強化により攪拌翼の寿命延長を図り、ランニングコストの圧縮と休止損失の低減を達成することにある。

上記の課題を解決するため、本発明は、攪拌反応槽内で腐食作用および磨耗作用のあるスラリー液を攪拌する攪拌翼において、攪拌翼の翼板磨耗条件の厳しい箇所に、耐腐食および耐磨耗性を兼ね備え、予め加工成形したＬ型またはコ型のセラミックス製のピースを取付け、耐磨耗性能を向上させている。

具体的に記載すると、請求項１に係る発明の耐磨耗性の攪拌翼は、攪拌反応槽内で腐食作用および磨耗作用のあるスラリー液を攪拌する攪拌翼において、攪拌翼をチタン製の翼板により構成し、このチタン製の翼板の進行方向側の前縁部に、セラミックス製のＬ型形状ピースをそのＬ型形状内面で固定するとともに、Ｌ型形状ピースの後部となる翼板の翼面に、平板状（フラット型）で終端部で鋭角に傾斜するセラミックス製の平板形状ピースを固定することを特徴とする。

請求項２に係る発明の耐磨耗性の攪拌翼は、攪拌反応槽内で腐食作用および磨耗作用のあるスラリー液を攪拌する攪拌翼において、攪拌翼をチタン製の翼板により構成し、このチタン製の翼板の進行方向側の前縁部に、セラミックス製のコ型形状ピースをそのコ型形状内面で固定するとともに、コ型形状ピースの後部となる翼板の翼面に、平板状（フラット型）で終端部で鋭角に傾斜するセラミックス製の平板形状ピースを固定することを特徴とする。

請求項３に係る発明の耐磨耗性の攪拌翼は、翼板の前縁部に沿ってピースを複数の分割状態として固定することを特徴とする。

本発明は、翼板の磨耗条件の厳しい箇所に、耐腐食及び耐磨耗性を兼ね備え、予め加工成形したＬ型またはコ型のセラミックス製のピースを取付け、耐磨耗性能を向上させているから、攪拌翼の寿命延長が可能となり、ランニングコストの圧縮と休止損失の低減が達成できる。また、本発明は、耐磨耗性能のみ要求される条件下での攪拌翼の保護としても応用できる。

コ型形状ピースの後部となる翼板の翼面に、平板状（フラット型）の平板形状ピースが固定され、その終端部が鋭角に傾斜しているから、Ｌ型形状ピースまたはコ型形状ピースの後部にスラリー液の渦流ができにくく、その位置での翼面の磨耗も抑えられる。さらに翼板の前縁部に沿ってピースが複数の分割状態として固定されていると、翼板の前縁部の複数のピースが部分的に磨滅しても、その一部を交換することにより、攪拌翼が再使用可能となり、実用上、有利である。

図１および図２は、本発明に係る耐磨耗性の攪拌翼１を回転軸２に固定した状態を示している。耐磨耗性の攪拌翼１は、例えば台形のチタン製ないしチタン合金製で湾曲する翼板１１により構成されている。翼板１１は、一例として３枚一組として回転軸２の上下に設けられたブラケット３に翼板１１の４つの取付け孔４ａと４つのボルト４とによって下向きに湾曲する状態として固定され、回転軸２に連結されている図示しないモータにより上から見て時計回りに駆動されるようになっている。

図３は、耐磨耗性の攪拌翼１を示し、図４の（Ａ）、（Ｂ）は、図３でのＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ矢印方向の断面を示している。翼板１１は、ほとんどの液体に対し耐食性を有するチタン製ないしチタン合金製であり、効率的に攪拌できるように、前記のように下に反っている。

そして、翼板１１の回転による進行方向側の前縁部、および前縁部の後部となる翼板１１の翼面例えば上側の翼面は、セラミックスピース５により覆われている。ここでセラミックスピース５は、取付け位置に応じてセラミックス製のＬ型形状ピース５ａと、セラミックス製の平板形状ピース５ｂとからなる。

セラミックス製のＬ型形状ピース５ａは、攪拌翼１の進行方向前縁を保護するために、図３および図４に見られるように、翼板１１の回転による進行方向側の前縁部にＬ型形状内面で固定される。この実施形態において、Ｌ型形状ピース５ａは、翼板１１の前縁部に沿って複数に分割した状態として、翼板１１の前縁部お上翼面に密着させて固定されている。

図５に示すように、Ｌ型形状ピース５ａの中央には、翼板１１の上翼面に密着する位置で取付け用のテーパ孔６が設けられている。図６に示すように、翼板１１に対するＬ型形状ピース５ａの固定は、翼板１１の進行方向側の前縁部および上翼面にＬ型形状ピース５ａを当接させながら、それらの間にフラン樹脂などの緩衝材１４を充填してから、テーパ孔６の中に翼板１１と同材質製の固定金具７を挿入した後、翼板１１と固定金具７とをＴＩＧ溶接などの溶接により固着し、テーパ孔６の中にセラミックスパテなどの接着剤１２を充填し、さらにテーパ孔６の開口面にセラミックスキャップ１３を嵌め込んで行う。

上記のようにＬ型形状ピース５ａと翼板１１とは、固定金具７の溶接によって一体化する。なお、固定金具７は、図７に示すように、割りカップ状であり、縮径方向に変形することによりテーパ孔６に弾力的に嵌まり、テーパ孔６を挿入方向に抜けないようになっている。

次に、平板形状ピース５ｂは、図３および図４に見られるように、矩形状であり、耐磨耗性の攪拌翼１において、磨耗の著しい箇所を保護するために、回転の外側から中心に向けて、４個半のＬ型形状ピース５ａの後部となる翼板１１の上翼面に密着させ、かつＬ型形状ピース５ａの後端に密着する状態で固定されている。この取付け状態で、Ｌ型形状ピース５ａの後端とこれに当接する平板形状ピース５ｂとの間に段差は、なく平坦な面となっている。

図８に示すように、平板形状ピース５ｂの回転方向の終端部は、鋭角α°の勾配面として加工されている。平板形状ピース５ｂは、この鋭角α°の位置を翼板１１の上翼面に密着させ、取付けられる。このような構造とした理由は、Ｌ型形状ピース５ａの後縁部が耐磨耗性の攪拌翼１の上翼面に対して垂直に立っているから、攪拌翼１の回転時に、平板形状ピース５ｂがないと、Ｌ型形状ピース５ａの後部分に磨耗を促進するスラリー液の渦が発生し、この渦流によって攪拌翼１の上面が削り取られるてしまうため、このときの渦を抑制し、磨耗（削り取られ）を回避するためである。なお、鋭角α°は、１５°〜４５°程度とし、スラリー液の濃度や攪拌機の使用条件により適宜選択する。

図９に示すように、翼板１１に対する平板形状ピース５ｂの固定は、翼板１１の座ぐり孔８、平板形状ピース５ｂの座ぐり孔９を利用し、チタン製のボルト１０およびチタン製のナット１０ａにより行われる。具体的には、平板形状ピース５ｂを固定する位置の翼板１１の上翼面、Ｌ型形状ピース５ａの後面と平板形状ピース５ｂとの間にフラン樹脂等の緩衝剤１４を介在させながら、平板形状ピース５ｂを所定の位置にあてがい、つぎに座ぐり孔８、９に平板形状ピース５ｂの側からチタン製のボルト１０を挿入し、そのねじ部にナット１０ａをねじ込み締めつける。座ぐり孔８、９内には、セラミックスパテなどの接着剤１５を充填し、さらに座ぐり孔９の開口面にセラミックスキャップ１６を嵌め込む。このように、翼板１１と平板形状ピース５ｂとは、チタン製のボルト１０、ナット１０ａの締めつけにより一体化し、Ｌ型形状ピース５ａに対して段差なく、また座ぐり孔８、９の開口面でも表面で段差なく平滑に仕上げられる。

なお、図１０に示すように、複数のＬ型形状ピース５ａを複数または１個のコ型形状ピース５ｃとして構成することもできる。そのようなコ型形状ピース５ｃでは、後端部を鋭角とし、翼板１１の下翼面に対して滑らかとする。これにより下翼面でも、スラリー液の渦が発生しないようにする。もちろん、必要に応じて、この下翼面に平板形状ピース５ｂを固定することもできる。

また、複数のＬ型形状ピース５ａと平板形状ピース５ｂとは、別体でなく、一体に成形し、１つのセラミックスピース５とすることもできる。また、翼板１１の形状に応じて、２以上のセラミックスピース５を用いることもできる。さらに、セラミックスピース５による被覆部分は、翼板１１の上下の両翼面であってもよい。

鉱石のスラリー濃度２００〜３００ｇ／Ｌ、温度６０〜１００℃のニッケルを主成分とする塩化物溶液を攪拌反応槽内に収容し、攪拌反応槽内でその塩化物溶液を攪拌した。その結果、従来の攪拌翼では、１ヶ月の連続使用で補修が必要であったが、上記構成による本発明の耐磨耗性の攪拌翼１を使用したところ、３ヶ月の連続使用後でも補修の必要がなく、攪拌翼１の寿命が延長でき、補修のための運転休止も必要がなくなった。

本発明の耐磨耗性の攪拌翼１は、攪拌反応槽内で腐食作用および磨耗作用のあるスラリー液を攪拌するために用いられる。そこでのスラリー液の種類は、上記の具体例や実施例のものに限定されない。

本発明の耐磨耗性の攪拌翼１が回転軸２に固定された状態の側面図である。本発明の耐磨耗性の攪拌翼１が回転軸２に固定された状態の平面図である。本発明の耐磨耗性の攪拌翼１の平面図である。本発明の耐磨耗性の攪拌翼１を示し、（Ａ）は図３でのＡ−Ａ線での矢印方向の断面図であり、（Ｂ）は図３でのＢ−Ｂ線での矢印方向の断面図である。本発明の耐磨耗性の攪拌翼１に用いられるＬ型形状ピース５ａを示し、（Ａ）はその平面図であり、（Ｂ）はその側面図である。翼板１１に対するＬ型形状ピース５ａの取付け部分の拡大断面図である。固定金具７の平面図である。本発明の耐磨耗性の攪拌翼１に用いられる平板形状ピース５ｂを示し、（Ａ）はその平面図であり、（Ｂ）はその側面図である。翼板１１に対する平板形状ピース５ｂの取付け部分の拡大断面図である。翼板１１に対するコ型形状ピース５ｃの取付け状態の断面図である。

符号の説明

１耐磨耗性の攪拌翼
２回転軸
３ブラケット
４ボルト
４ａボルト孔
５セラミックスピース
５ａＬ型形状ピース
５ｂ平板形状ピース
５ｃコ型形状ピース
６テーパ孔
７固定金具
８座ぐり孔
９座ぐり孔
１０ボルト
１０ａナット
１１翼板
１２接着剤
１３セラミックスキャップ
１４緩衝材
１５接着剤
１６セラミックスキャップ

Claims

攪拌反応槽内で腐食作用および磨耗作用のあるスラリー液を攪拌する耐磨耗性の攪拌翼（１）において、
耐磨耗性の攪拌翼（１）をチタン製の翼板（１１）により構成し、このチタン製の翼板（１１）の進行方向側の前縁部に、セラミックス製のＬ型形状ピース（５ａ）をそのＬ型形状内面で固定するとともに、Ｌ型形状ピース（５ａ）の後部となる翼板（１１）の翼面に、フラット型で終端部で鋭角に傾斜するセラミックス製の平板形状ピース（５ｂ）を固定することを特徴とする耐磨耗性の攪拌翼（１）。
攪拌反応槽内で腐食作用および磨耗作用のあるスラリー液を攪拌する耐磨耗性の攪拌翼（１）において、
耐磨耗性の攪拌翼（１）をチタン製の翼板（１１）により構成し、このチタン製の翼板（１１）の進行方向側の前縁部に、セラミックス製のコ型形状ピース（５ｃ）をそのコ型形状内面で固定するとともに、コ型形状ピース（５ｃ）の後部となる翼板（１１）の翼面にフラット型で終端部で鋭角に傾斜するセラミックス製の平板形状ピース（５ｂ）を固定することを特徴とする耐磨耗性の攪拌翼（１）。
翼板（１１）の前縁部に沿ってピース（５ａ、５ｃ）を複数の分割状態として固定することを特徴とする請求項１または請求項２の耐磨耗性の攪拌翼（１）。