JP2006198576A

JP2006198576A - ふるい金網及びふるい分け装置

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Publication number: JP2006198576A
Application number: JP2005015512A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Matsuki; 松木義夫; Mutsuhiko Nishihata; 西畑睦彦
Original assignee: KANSAI KANAAMI KK
Current assignee: KANSAI KANAAMI KK
Priority date: 2005-01-24
Filing date: 2005-01-24
Publication date: 2006-08-03

Abstract

【課題】目開き精度および外力に対する抵抗力に優れたふるい金網を提供する。
【解決手段】伸びが少なくとも２０％であって、かつＮ≧０．１０重量％を含む高強度・高耐食性ステンレス鋼線材を使用して金網を製織する。この金網を用いたふるいは、目開き精度が格段に向上し、粉粒体をきわめてシャープにふるい分けることができる。さらに外力に対する抵抗力が格段に向上するため線材の変形による目開き変化や破損が起こり難く、ふるい分け装置の長期連続操業による生産効率の向上をはかることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、粉体原料・製品中から所望する粒子径の粒子を分級、分離するためのふるい分け装置、およびそれに使用するふるい金網に関する。

従来から、分級、分離、異物除去などのために製造業をはじめとする各分野で、多数のふるい分け装置が利用されている。このふるい分け装置には、分級したい粒子の大きさや粒子径分布に対して適当な網目の金網が使用される。従来では該金網用材料としては、強度や耐食性の観点から、例えばＳＵＳ３１６やＳＵＳ３０４などのステンレス鋼線材を使用することが多い。また、当該ふるい分け装置では、網目に詰まった粒子をブラシなどにより物理的に取り除くことが多く、その場合には、線材が変形し網目の大きさが乱れたり、線材がずれて網目の大きさが乱れたりし、分級精度の低下による粉体製品の品質低下、あるいは金網の取り替え頻度の増加によるコストの上昇などの問題を引き起こすことが度々見られた。

また最近では、先行文献１（特開２００３−２００１１３号）や先行文献２（特開平１０−１３０７８８号）のように、ふるい金網に用いる線材に磁性を持たせたものも用いられている。これらの発明は、万一ふるい金網が破損し線材が脱落した場合でも、金属検出器で容易に検知し、かつ磁石などを用いて脱落した線材を除去し製品への混入を防ぐことを目的としている。しかし、たとえ線材の混入を防いだとしてもその回収手段は万全ではないため、常にリスクを伴っていた。さらに、金網が破損するとふるい分けを継続できないため、品質及び生産効率の低下を招いていた。

：特開２００３−２００１１３号：特開平１０−１３０７８８号

本発明は、ふるい分け工程中に生じる様々な外力による目開き精度の低下に対する抵抗力を向上させることにより、高精度、かつ安定したふるい分けを実現することを課題に研究と試験を行った結果、完成されたものである。

既に述べたような、従来一般的に使用されてきた線材材質によって製織された金網に対し、同じ使用条件下でも目開き精度が低下せず、かつ強度の高い金網を目指して、種々な検討を繰りかえした。
その結果、金網を織るときの製織条件よりも、それに使用する線材材質の影響が大きいことが分かった。すなわち、前記の課題を解決する手段として、Ｃ≦０．０８重量％、Ｓｉ≦１．００重量％、Ｍｎ≦２．００重量％、Ｐ≦０．０４５重量％、Ｓ≦０．０３重量％、１０．００重量％≦Ｎｉ≦１４．００重量％、１６．００重量％≦Ｃｒ≦１８．００重量％、２．００≦Ｍｏ≦３．００重量％、Ｎ≧０．１０重量％、Ｆｅ＝残量及びその他の微量元素からなる高強度・高耐食性ステンレス鋼線材、または、Ｃ≦０．０８重量％、Ｓｉ≦１．００重量％、Ｍｎ≦２．００重量％、Ｐ≦０．０４５重量％、Ｓ≦０．０３重量％、８．００重量％≦Ｎｉ≦１０．５０重量％、１８．００重量％≦Ｃｒ≦２０．００重量％、Ｎ≧０．１０重量％、Ｆｅ＝残量及びその他の微量元素からなる高強度・高耐食性ステンレス鋼線材を使用して製織した金網を使用することによって、従来技術の欠点が解消されると共に、従来よりも高精度の成績を得られることが分かった。
本発明は、前記のふるい金網において、製織に使用する線材の直径が２ｍｍを超えないふるい金網に対してとくに効果的である。

そして本発明は、前記したふるい金網を用いたふるい分け装置を提供する。さらに本発明は、ふるい分け装置に用いる交換用のふるい金網ユニットであって、前記した請求項１または２に記載のふるい金網周辺の縁部の所要部分を、ふるい分け装置の金網装着用部材と係合し、ふるい分け装置に励起された振動を当該ふるい金網に伝達するために固定部材によって処置されたことを特徴とする交換用金網ユニットを提供する。

本発明に係るふるい金網は、使用による目開き精度の低下が少なくなり、分級された粒子の粒子径分布を極めて狭くふるい分け、異物を分離して高品質で安定した製品を取得することができる。また、ふるい分け装置の長期連続操業による生産効率の向上をはかることが可能となる。効果の詳細は実施例で述べる。

本発明に係るふるい金網は、実用的に可能な限り窒素含有量を制限して０．１０≦Ｎ≦０．２５重量％として製造する。好ましくは、Ｃ≦０．０８重量％、Ｓｉ≦１．００重量％、Ｍｎ≦２．００重量％、Ｐ≦０．０４５重量％、Ｓ≦０．０３重量％、１０．００重量％≦Ｎｉ≦１４．００重量％、１６．００重量％≦Ｃｒ≦１８．００重量％、２．００≦Ｍｏ≦３．００重量％、Ｎ≧０．１０重量％、Ｆｅ＝残量及びその他の微量元素からなる高強度・高耐食性ステンレス鋼、または、Ｃ≦０．０８重量％、Ｓｉ≦１．００重量％、Ｍｎ≦２．００重量％、Ｐ≦０．０４５重量％、Ｓ≦０．０３重量％、８．００重量％≦Ｎｉ≦１０．５０重量％、１８．００重量％≦Ｃｒ≦２０．００重量％、Ｎ≧０．１０重量％、Ｆｅ＝残量及びその他の微量元素からなる高強度・高耐食性ステンレス鋼を母材として線材を製造し、得られた線材を使用して公知の手段により製織する。

前記の高強度・高耐食性ステンレス鋼線材は、従来からふるい金網に用いられていたＳＵＳ３１６等のステンレス鋼線材に較べると、含有窒素量が多いため引張に対する許容応力が高い。
窒素は進入型元素と呼ばれ、金属に固溶させると溶媒原子との原子半径の差により格子のゆがみが生じ、溶質原子の近傍に応力場が生じる。この応力場が運動中の転位と相互作用を起こし、転位の運動を阻害することで強度を向上させることが知られている（ステンレス協会編：ステンレス鋼便覧，1995）。

前記の高強度・高耐食性ステンレス鋼線材は、高強度かつ２０％以上の高伸度を有するため、ＳＵＳ３１６等による製織と比較すると、線材にかける張力を高くできるので製織が容易となる。高い分級精度を得るには、目開きの変動係数CV（=標準偏差÷平均値×１００）≦３．０%が必要である（石川敏：化学工学論文集，28，1，pp.82-87，2002）が、前記の高強度・高耐食性ステンレス鋼線材を用いることで、目開きのばらつきをCV≦３．０％にでき、その結果、高い分級精度を実現できる。なお、前記した成分以外に、本発明の目的を阻害しない範囲で微量の不純物が混入し、あるいは添加することができる。

この様にして製造するふるい金網は、従来使用されていたステンレス鋼線材製ふるい金網に較べて外力に対する抵抗力が高い。従って、本発明ふるい金網を用いたふるいは、目詰り除去ブラシによる掻き取り等に対しても、前述のとおりの高い分級精度を維持することができ、製品の品質の安定および高度化に寄与する。

本発明のふるい金網は、高強度であるため高い目開き精度を長期間にわたって維持できるので、製品ロスなどの問題を大きく減少させることができる。この効果は、線径が小さく高メッシュ数のふるい金網において大きくなり、とくに線径が２ｍｍ以下の場合、顕著に現れる。

本発明のふるい金網は、ふるい分け装置の交換用金網ユニットとして、あらかじめ、所定の寸法・形状に切断され、周辺の縁部の所要部分をふるい分け装置の金網装着用部材と係合し、ふるい分け装置に励起された振動が当該ふるい金網に伝達可能なように固定部材によって処置されており、ふるい分け装置に取り付けやすく交換作業を迅速に、また取引を効率的に実施することができる。さらに、前記のふるい金網を取り付けたふるい分け装置は、分級精度が高いので製品の品質を向上し、ふるい分けを有利に機能させることができる。

各種の材質検討の結果得られた本発明の効果を、従来のＳＵＳ３１６製ふるい金網と比較して説明する。

本発明の効果を確認するための試験項目及び方法を説明する。
まず、ふるい金網の目開き分布を画像処理装置（JENOPTIK製，MicroMesh）を用いて３００箇所以上の網目を計測し、目開きのばらつきCV値％を求めた。
次に、ふるい金網の機械的特性を評価するために、材料試験機を用いて引張試験を実施した。試験片の幅は２０mm、標点距離は１００mm、また引張速度は１０mm/minとした。
最後に、実機によるふるい分け試験を実施し、目開き精度を維持できるか確認を行った。すなわち、球形粒子を連続供給しながらふるい分けを行い、網目に噛み込んだ粒子を回転ブラシで連続的に掻き取る。この操作を５０時間継続した後、画像処理装置を用いて目開きの分布を計測し、試験前後の目開き精度を比較した。

表１に記載した組成の本発明ふるい金網に係る組成の母材から径が０．０３ｍｍの線材を製造し、この線材を用いて平織、２５５メッシュのふるい金網を製作し、目開き精度の評価、引張試験、実機によるふるい分け試験を行った。さらに、ＳＵＳ３１６製ふるい金網についても同様の評価を行った。

目開き分布を計測した結果、表２に示すように、ＳＵＳ３１６製ふるい金網は、目開きのばらつきCV＝３．８％、本発明ふるい金網はCV＝２．８％であった。前述のとおり、高い分級精度を得るにはCV≦３％が求められるが、本発明ふるい金網はこの要求を満足するため、高精度のふるい分けが行えることがわかった。

引張試験の結果、図１および表２に示すように、引張強さがＳＵＳ３１６製ふるい金網に比べ約３０％向上し、外力に対する抵抗力が高いことがわかった。その結果、摩耗や伸びによる張力の低下が抑制され、ふるい金網の長寿命化を図ることができ、コストの低減に大きく寄与する。

実機によるふるい分け試験の結果として、本発明ふるい金網の試験前後の目開き分布の測定結果を図２、３に、ＳＵＳ３１６製ふるい金網の試験前後の目開き分布の測定結果を図４、５に示した。図４、５より、ＳＵＳ３１６製ふるい金網は、５０時間のふるい分けおよびブラシによる目詰まり除去により、網目を構成する線材がずれて大きな網目と小さな網目の２つのピークを有する分布となっている。この様な目開き精度の変化は分級効率の低下を招き、本来なら通過してはならない粗大粒子の製品粉体中への混入を起こし、品質管理の上で極めて大きな問題となる。
一方、図２、３より、本発明ふるい金網は、５０時間のふるい分けおよびブラシによる目詰まり除去を行っても、網目の変形が起こらず安定したふるい分けを行えることがわかった。

引張試験の結果を示すグラフ本発明ふるい金網の試験前の目開き分布測定結果本発明ふるい金網の試験後の目開き分布測定結果ＳＵＳ３１６製金網の試験前の目開き分布測定結果ＳＵＳ３１６製金網の試験後の目開き分布測定結果

Claims

Ｃ≦０．０８重量％、Ｓｉ≦１．００重量％、Ｍｎ≦２．００重量％、Ｐ≦０．０４５重量％、Ｓ≦０．０３重量％、１０．００重量％≦Ｎｉ≦１４．００重量％、１６．００重量％≦Ｃｒ≦１８．００重量％、２．００≦Ｍｏ≦３．００重量％、Ｎ≧０．１０重量％、Ｆｅ＝残量及びその他の微量元素からなる高強度・高耐食性ステンレス鋼線材により製織された金網を使用して、製品を所定の粒子群別に分級することを特徴とするふるい分け装置。
Ｃ≦０．０８重量％、Ｓｉ≦１．００重量％、Ｍｎ≦２．００重量％、Ｐ≦０．０４５重量％、Ｓ≦０．０３重量％、８．００重量％≦Ｎｉ≦１０．５０重量％、１８．００重量％≦Ｃｒ≦２０．００重量％、Ｎ≧０．１０重量％、Ｆｅ＝残量及びその他の微量元素からなる高強度・高耐食性ステンレス鋼線材により製織された金網を使用して、製品を所定の粒子群別に分級することを特徴とするふるい分け装置。
ふるい分け装置に用いる交換用のふるい金網ユニットであって、請求項１または２に記載のふるい金網周辺の縁部の所要部分をふるい分け装置の金網装着用部材と係合し、ふるい分け装置に励起された振動を当該ふるい金網に伝達するために固定部材によって処置されたことを特徴とする、交換用金網ユニット