JP2012035157A

JP2012035157A - 粉砕ローラ

Info

Publication number: JP2012035157A
Application number: JP2010175136A
Authority: JP
Inventors: Norifumi Ishida; 紀文石田; Takamasa Matsunaga; 隆昌松永
Original assignee: Ube Techno Eng Co Ltd
Current assignee: Ube Techno Eng Co Ltd
Priority date: 2010-08-04
Filing date: 2010-08-04
Publication date: 2012-02-23

Abstract

【課題】インサート部材の固定及び脱落を防止することができる粉砕ローラを提供することを目的としている。
【解決手段】本発明の粉砕ローラ１０は、複数のインサート部材２０が延性部材により鋳込み固定されて截頭円錐状のローラに形成される粉砕ローラ１０であって、前記インサート部材２０は前記ローラの転動面に前記延性部材を鋳込んだ隙間を開けて放射状に隣接配置され、前記隙間は前記インサート部材２０の小径部６０間の第１の隙間７０が大径部５０間の第２の隙間８０よりも大きいことを特徴としている。
【選択図】図１

Description

本発明は、石灰、石灰石、スラグ、セメント原料、クリンカーを粉砕する粉砕機などに適用される截頭円錐状の粉砕ローラに係る。

セメント原料、石炭、スラグ等を粉砕する粉砕機がある。粉砕機には垂直軸周りに回転する回転テーブル上で転動する粉砕ローラを備えた竪型粉砕機がある。
図５は従来の粉砕ローラの説明図である。粉砕ローラ１００は鋳型により製造される。放射状に配置される扇形の複数のインサート部材２００が延性マトリックスＦＣＤ（球状黒鉛鋳鉄）母材３００により周囲が包み込まれた状態で鋳込み固定されている。截頭円錐状の粉砕ローラ１００に加わる摩擦力は大径部４００が大きく、表面の磨耗が小径部５００の磨耗より大きいことから、大径部４００表面は、セラミックにより耐磨耗性を向上させている。

またインサート部材２００にはインサート部材間の当接防止のために、隣接する側面に突起（リブ）６００が形成されている。この突起６００によりインサート部材間には隙間７００が形成される。この隙間７００には前述の延性マトリックスＦＣＤ母材３００が鋳込まれている。
しかし隙間が形成された粉砕ローラは、隙間部分から露出するＦＣＤ母材が磨耗して固定力が低下して、インサート部材がＦＣＤ母材から落下するおそれがあった。

そこで特許文献１では、インサート部材の突起を取り除いてインサート部材どうしを密着させるように隣接配置させることにより、インサート部材間の隙間の形成をなくして耐摩耗性の優れた領域を増加させて、インサート部材の固定力の低下及び脱落を防止している。

特表２００７−５２６１１８号公報

しかしながらインサート部材どうしを密着させるように隣接配置した粉砕ローラは、例えば高硬度の粉砕原料を粉砕するときなどに衝撃が耐摩耗性の高いインサート部材に直接的に作用してしまい耐摩耗性領域の磨耗が発生し易く、最終的にインサート部材がＦＣＤ母材から脱落してしまうという問題があった。

また一般に粉砕ローラは遠心力によって大径部で粉砕が行われるため、インサート部材の小径部は大径部に比べて磨耗が少ない。しかし大径部の磨耗が先行して、大径部と一体的に形成された小径部はまだ使用寿命があるにも係らず大径部の磨耗時と伴って交換作業が行われていた。インサート部材の原料は高価であるため、製造コストを削減する要請のある粉砕ローラを製造する際には障害となっていた。

上記従来技術の問題点を解決するため、本発明はインサート部材の固定及び脱落を防止することができる粉砕ローラを提供することを目的としている。また本発明は製造コストの安価な粉砕ローラを提供することを目的としている。

本発明の粉砕ローラは、複数のインサート部材が延性部材により鋳込み固定されて截頭円錐状のローラに形成される粉砕ローラであって、前記インサート部材は前記ローラの転動面に前記延性部材を鋳込んだ隙間を開けて放射状に隣接配置され、前記隙間は前記インサート部材の小径部間の第１の隙間が大径部間の第２の隙間よりも大きいことを特徴としている。

上記構成により隣接配置するインサート部材間に隙間を形成し、小径部間の隙間を大径部間の隙間よりも大きく形成しているため、インサート部材を延性部材となるＦＣＤ母材に充分に鋳込むことで、高硬度の粉砕原料を粉砕する際の衝撃をインサート部材間に形成した隙間の延性部材で吸収し、すなわち隙間が緩衝材として作用させることができる。従ってインサート部材の磨耗の進行を遅らせて、延性部材からの脱落を防止することができる。また粉砕ローラの大径部における耐磨耗の高い領域を確保しつつ、比較的磨耗の少ない粉砕ローラの小径部で高価なインサート部材の含有量を削減することができるため、粉砕ローラの製造コストを安価にすることができる。

また前記インサート部材は、前記大径部から前記小径部に向かって断面の厚みが薄肉に形成されているとよい。
上記構成により磨耗の激しい大径部を厚肉に形成し、大径部に比べて磨耗の少ない小径部の厚みを薄肉に形成しているため、粉砕ローラの製造コストを安価にすることができる。また磨耗による大径部の進行度と小径部の進行度を近づけて、インサート部材を効率的に使用することができる。

また前記インサート部材は、内部にセラミックを埋設し、前記大径部から前記小径部に向かって断面の厚みが薄肉に形成されているとよい。
上記構成により大径部に比べて磨耗の少ない小径部のインサート部材の厚みを薄肉に形成しているため、粉砕ローラの製造コストを安価にすることができる。

また前記インサート部材は、前記大径部の端部を支点にして前記ローラの回転軸に対して前記小径部の端部を回転方向又は反回転方向に傾斜させて前記ローラに配置させているとよい。
上記構成により、インサート部材を傾斜させることによって、隙間に形成した延性部材が磨耗して隙間に接するインサート部材の端部が露出したときに、回転テーブルのスラスト力によって露出した端部が切断してしまうことを防止できる。

本発明によれば、高硬度の粉砕原料を粉砕する際の衝撃をインサート部材間に形成した隙間で吸収し、すなわち隙間が緩衝材として作用させることができる。従ってインサート部材の磨耗の進行を遅らせて、延性部材からの脱落を防止することができる。また粉砕ローラの大径部における耐磨耗の高い領域を確保しつつ、比較的磨耗の少ない粉砕ローラの小径部で高価なインサート部材の含有量を削減することができるため、粉砕ローラの製造コストを安価にすることができる。

実施形態に係る粉砕ローラの一部を模式的に表した図である。粉砕ローラの回転軸方向に沿った断面図である。粉砕ローラの部分正面図である。粉砕ローラの変形例の説明図である。従来の粉砕ローラの説明図である。

本発明の粉砕ローラの実施形態を添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
図１は実施形態に係る粉砕ローラの表面の一部を模式的に示した図である。図２は粉砕ローラの回転軸方向に沿った断面図である。図３は粉砕ローラの部分正面図である。

本発明の粉砕ローラ１０は、表面扇形の複数のインサート部材２０が延性部材により鋳込み固定されて截頭円錐状のローラに形成される粉砕ローラ１０であって、インサート部材２０はローラの転動面に間隔を開けて放射状に隣接配置され、インサート部材２０の小径部６０間の隙間が大径部５０間の隙間よりも大きく形成されている。なお本実施形態のインサート部材２０は、ローラの回転軸に対して離れた側（遠心力の大きい側）を大径部５０とし、回転軸に近い側（遠心力の小さい側）を小径部６０とする。

粉砕ローラ１０は、全体の外観が截頭円錐状となるように形成されており、延性部材となるＦＣＤ（球状黒鉛鋳鉄）母材３０を母材として鋳造されている。鋳造時には大径部外表面部分に沿うように全周に亘って鋳型に扇形の複数のインサート部材２０がローラの回転軸と並行して配列される。そして延性部材であるＦＣＤ母材３０に鋳込むことによってインサート部材２０の周囲が包み込まれるように鋳込まれて固定される（図２参照）。

インサート部材２０は高クロム材料を基材としているが、粉砕ローラ１０はインサート部材２０の大径部５０の磨耗が小径部６０の磨耗よりも大きいことが考慮されて、大径部５０の転動面の表面積は小径部６０の表面積よりも大きく形成、すなわちローラの回転方向の大径部５０の幅が小径部６０の幅よりも大きくなるように形成されている。また断面方向の大径部５０の厚みが小径部６０の厚みよりも厚肉に形成されている。これにより磨耗の激しい大径部５０を厚肉に形成し、大径部５０に比べて磨耗の少ない小径部６０の厚みを薄肉に形成しているため、粉砕ローラ１０の製造コストを安価にすることができる。また大径部５０の磨耗の進行具合と小径部６０の磨耗の進行具合を近づけて、インサート部材２０を効率的に使用することができる。

またインサート部材２０の内部は、セラミック材４０を埋め込んで形成されている。なおセラミック材４０は一例として、アルミナ、ジルコニア、酸化チタンなどを用いることができる。またインサート部材２０の内部に埋設されたセラミック材４０は、大径部５０から小径部６０に向かって断面の厚みが薄肉に形成されている。これにより大径部５０に比べて磨耗の少ない小径部６０のインサート部材２０に埋め込んだセラミック材４０の厚みを薄肉に形成しているため、粉砕ローラ１０の製造コストを安価にすることができる。

またインサート部材２０にはインサート部材２０間の密着した当接を防止すると共に、製造時の位置合わせを容易にするため、側面に突起６２が形成されている（図１、３参照）。このようなインサート部材２０を隣接配置する際に、突起６２同士を当接して位置決めをすると、インサート部材２０間に第１及び第２の隙間７０，８０が形成される。この隙間には鋳込まれたＦＣＤ母材３０が延出している。

図１に示すようにインサート部材２０の小径部６０は、大径部５０よりも転動面を平面視したときの幅を狭くしたラケット状に形成しているため、隣接配置するインサート部材２０間の小径部６０の第１の隙間７０が、大径部の第２の隙間８０よりも大きくなるように形成することができる。そして小径部６０の第１の隙間７０には、大径部５０の第２の隙間８０よりも延性部材となるＦＣＤ母材３０が多く埋め込まれている。

上記構成による本発明の粉砕ローラ１０によれば、粉砕機の回転テーブル上で転動して供給される石炭やクリンカーを粉砕できる。インサート部材２０の大径部５０の粉砕力が大きいため、経年使用によって大径部５０の表面の磨耗が小径部６０の表面の磨耗よりも進行し、インサート部材２０間の隙間に形成したＦＣＤ母材３０の表面の磨耗も大きくなる。このとき第１及び第２の隙間７０、８０に形成されたＦＣＤ母材３０とインサート部材２０の硬度差により、ローラ表面に凹凸が形成されて粉砕原料の噛み込みが良好となる。また小径部６０の第１の隙間７０は、大径部５０の第２の隙間８０よりも大きくしているため、小径部６０では粉砕原料の噛み込みがより促進されることになる。従って効率的に粉砕することができる。

また高硬度の粉砕原料を粉砕する際の衝撃をインサート部材２０間に形成した第１及び第２の隙間７０，８０で吸収、すなわち隙間を緩衝材として作用させることができる。従ってインサート部材２０の磨耗の進行を遅らせて、延性部材からの脱落を防止することができる。また粉砕ローラ１０の大径部５０における耐磨耗の高い領域を確保しつつ、比較的磨耗の少ない粉砕ローラ１０の小径部６０で高価なインサート部材２０の含有量を削減することができるため、粉砕ローラ１０の製造コストを安価にすることができる。

図４は粉砕ローラの変形例の説明図である。図示のように変形例の粉砕ローラ１０Ａは、インサート部材２０を大径部５０の端部を支点にしてローラの回転軸ｌに対して小径部６０の端部を回転方向又は反回転方向に傾斜させてローラに複数配置させている。図４に示す粉砕ローラ１０Ａのインサート部材２０は、ローラの回転軸ｌに対して並行でなく、大径部５０の端部を支点にしてローラの回転軸ｌに対して小径部６０の端部を回転方向に角度αで傾斜させて取り付けている。

このような構成により、回動テーブル上で転動する粉砕ローラ１０Ａは、粉砕時に図４に示すような矢印Ｆ（ローラの接線方向）のスラスト力が発生している。粉砕ローラ１０Ａは経年使用によって隙間に形成されたＦＣＤ母材３０が次第に磨耗して、隙間に面するインサート部材２０の端部が露出する。インサート部材２０をローラの回転軸ｌと並行に配置した場合、露出したインサート部材２０の端部に粉砕時のスラスト力が直にかかりインサート部材２０が切断されてしまう。そこでインサート部材２０をローラの回転方向又は反回転方向に角度αで傾斜させることによって、隙間に形成したＦＣＤ母材３０が磨耗して隙間に面するインサート部材２０の端部が露出したときに、回転テーブルのスラスト力を受け難くなり露出した端部が切断してしまうことを防止できる。なおインサート部材２０は、ローラの回転方向に角度αで傾斜させる他にも、ローラの半回転方向（逆回転方向）に角度αで傾斜させる構成としても同様の効果が得られる。
また本発明の粉砕ローラは、竪型粉砕機に適用できるほかにも、転動機構を備えたその他の粉砕機、例えばクラッシャーなどにも利用することができる。

１０、１０Ａ………粉砕ローラ、２０………インサート部材、３０………ＦＣＤ母材、４０………セラミック材、５０………大径部、６０………小径部、７０………第１の隙間、８０………第２の隙間、１００………粉砕ローラ、２００………インサート部材、３００………延性マトリックスＦＣＤ母材、４００………大径部、５００………小径部、６００………突起、７００………隙間。

Claims

複数のインサート部材が延性部材により鋳込み固定されて截頭円錐状のローラに形成される粉砕ローラであって、
前記インサート部材は前記ローラの転動面に前記延性部材を鋳込んだ隙間を開けて放射状に隣接配置され、前記隙間は前記インサート部材の小径部間の第１の隙間が大径部間の第２の隙間よりも大きいことを特徴とする粉砕ローラ。
前記インサート部材は、前記大径部から前記小径部に向かって断面の厚みが薄肉に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の粉砕ローラ。
前記インサート部材は、内部にセラミック材を埋設し、前記大径部から前記小径部に向かって断面の厚みが薄肉に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の粉砕ローラ。
前記インサート部材は、前記大径部の端部を支点にして前記ローラの回転軸に対して前記小径部の端部を回転方向又は反回転方向に傾斜させて前記ローラに配置させたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の粉砕ローラ。