JP2015136645A - 焼結鉱破砕機 - Google Patents

Abstract

【課題】破砕ロールの使用耐久性・耐摩耗性を大幅に向上させ、破砕した焼結鉱の粒度を長期間一定に保ち、且つ、メンテナンス作業を大幅に軽減できる焼結鉱破砕機を提供する。
【解決手段】互いのロール面が対向するように配置された一対の破砕ロール１０を有し、回転駆動する一対の破砕ロール１０のロール面間に装入された焼結鉱を破砕する焼結鉱破砕機であって、一対の破砕ロール１０のうちの一方または両方の前記ロール表面の少なくとも一部に、超硬合金層２１が形成されており、超硬合金層２１は、タングステンカーバイド粒子を含み、ビッカース硬度が１０００Ｈｖとされていることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、焼結鉱の破砕を行う焼結鉱破砕機に関するものである。

上述の焼結鉱破砕機としては、例えば特許文献１に記載されているように、回転する一対の破砕ロールを有するダブルロール方式の破砕機が提案されている。この焼結鉱破砕機は、一対の破砕ロールがそれぞれのロール面が対向するように配置されており、一対の破砕ロールを互いに逆方向に回転させ、ロール面間に装入された焼結鉱を噛み込んで破砕する構成とされている。
また、ロール表面に凸部を形成し、この凸部によって焼結鉱を噛み込むことにより、焼結鉱の粒度のばらつきを抑制した焼結鉱破砕機も提案されている。

ここで、破砕ロールのロール表面は、焼結鉱との擦過、衝突により、摩耗減耗が生じることになる。ロール表面の摩耗が進展した場合には、一対の破砕ロール間の隙間が大きくなり、破砕された焼結鉱の粒度にばらつきが生じることになる。
そこで、従来の焼結鉱破砕機においては、クロム系炭化物材料等の硬化肉盛材等でロール表面を被覆して、摩耗を抑制していた。

特許第２７７３６４０号公報

ところで、破砕ロールのロール表面の摩耗が進行した場合には、一対の破砕ロール間の隙間を調整したり、破砕ロール自体を交換したりするために、焼結鉱破砕機の操業を一旦停止する必要があった。
最近では、焼結鉱の破砕を効率良く実施することが求められており、従来にも増してロール面の摩耗を抑制し、焼結鉱破砕機の稼動効率を向上させる必要がある。
特に、ロール表面に凸部を形成した破砕ロールにおいては、凸部の表面に焼結鉱が擦過、衝突しやすく、摩耗が促進される傾向にあるため、耐摩耗性を十分に向上させる必要がある。

本発明は、前述した状況に鑑みてなされたものであって、破砕ロールの使用耐久性・耐摩耗性を大幅に向上させ、破砕した焼結鉱の粒度を長期間一定に保ち、且つ、メンテナンス作業を大幅に軽減できる焼結鉱破砕機を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る焼結鉱破砕機は、互いのロール面が対向するように配置された一対の破砕ロールを有し、回転駆動する前記一対の破砕ロールのロール面間に装入された焼結鉱を破砕する焼結鉱破砕機であって、前記一対の破砕ロールのうちの一方または両方の前記ロール表面の少なくとも一部に、超硬合金層が形成されており、前記超硬合金層は、タングステンカーバイド粒子を含み、ビッカース硬度が１０００Ｈｖとされていることを特徴としている。

この構成の焼結鉱破砕機によれば、前記一対の破砕ロールのうちの一方または両方の前記ロール表面に、タングステンカーバイド粒子を含む超硬合金層が形成されており、この超硬合金層のビッカース硬度が１０００Ｈｖ以上とされているので、ロール表面の耐摩耗性が飛躍的に向上することになる。よって、破砕ロール間の隙間が変動せず、破砕された焼結鉱の粒度を長期間にわたって安定させることが可能となる。また、破砕ロールの交換や破砕ロール間のギャップの調整等のメンテナンス間隔を長くすることができ、焼結鉱破砕機の稼動効率を大幅に向上させることが可能となる。

ここで、前記超硬合金層は、厚みが１０ｍｍ以上であることが好ましい。
この場合、ビッカース硬度が１０００Ｈｖ以上の超硬合金層の厚みが確保され、破砕ロールのロール表面における耐摩耗性を確実に向上させることができる。

また、前記一対の破砕ロールのうちの一方または両方の前記ロール表面には、径方向外側に突出した凸部が形成されている構成としてもよい。
この場合、径方向外側に突出した凸部によって焼結鉱が噛み込まれることから、凸部の間隔によって破砕された焼結鉱の粒度が調整されることになり、粒度のばらつきを抑制することができる。

ここで、上述の焼結鉱破砕機においては、少なくとも前記凸部の表面に、前記超硬合金層が形成されていることが好ましい。
ロール表面に複数の凸部を形成した場合、凸部は焼結鉱との接触が促進されることになり、特に摩耗しやすくなる。そこで、この凸部の表面にビッカース硬度が１０００Ｈｖ以上の超硬合金層を形成することにより、凸部の摩耗を抑制することが可能となり、破砕される焼結鉱の粒度を長期間にわたって安定させることができる。

上述のように、本発明によれば、破砕ロールの使用耐久性・耐摩耗性を大幅に向上させ、破砕した焼結鉱の粒度を長期間一定に保ち、且つ、メンテナンス作業を大幅に軽減できる焼結鉱破砕機を提供することができる。

本発明の実施形態である焼結鉱破砕機の概略図である。 図１に示す焼結鉱破砕機の上面図である。 破砕ロールの一部を拡大した説明図である。 図３におけるＸ−Ｘ断面矢視図である。 凹凸部の拡大説明図である。

以下に、本発明の実施形態である焼結鉱破砕機について添付した図面を参照して説明する。
本実施形態である焼結鉱破砕機１は、高炉に投入する原料として、鉄鉱石粉末を焼結した焼結鉱Ｓを、所定の粒度に破砕する際に用いられるものである。

本実施形態である焼結鉱破砕機１は、図１に示すように、一対の破砕ロール１０（１０Ａ、１０Ｂ）と、この一対の破砕ロール１０（１０Ａ、１０Ｂ）を回転駆動させる回転駆動装置（図示なし）と、一対の破砕ロール１０（１０Ａ、１０Ｂ）を近接離間させる油圧装置（図示なし）と、一対の破砕ロール１０（１０Ａ、１０Ｂ）を収容するケーシング３と、を備えている。
ケーシング３は、上方に向けて開口する投入口５と、下方に向けて開口する排出口７と、を備えている。

一対の破砕ロール１０（１０Ａ、１０Ｂ）は、図１及び図２に示すように、一方の破砕ロール１０Ａの軸線ＯＡと他方の破砕ロール１０Ｂの軸線ＯＢとが互いに平行になるように、かつ、互いのロール面同士の間に僅かに隙間ｇが生じるように配置されている。ここで、上述の投入口５は、図１に示すように、一対の破砕ロール１０（１０Ａ、１０Ｂ）のロール面同士の隙間ｇの上に開口するように配置されている。

破砕ロール１０（１０Ａ、１０Ｂ）は、図２に示すように、ロール本体１１（１１Ａ、１１Ｂ）とロール本体１１から軸線Ｏ（ＯＡ、ＯＢ）方向に向けて突出した支持軸部１９（１９Ａ、１９Ｂ）とを備えている。
また、図２に示すように、ロール本体１１（１１Ａ、１１Ｂ）は、ロール幅方向に分割された複数の分割ロール１２（１２Ａ、１２Ｂ）によって構成されており、本実施形態では、それぞれ６つの分割ロール１２（１２Ａ、１２Ｂ）によってロール本体１１（１１Ａ、１１Ｂ）が構成されている。

ロール本体１１（１１Ａ、１１Ｂ）を構成する分割ロール１２（１２Ａ、１２Ｂ）のロール面には、図３及び図４に示すように、径方向外側に突出した凸部１３と径方向内側に後退した凹部１４とが円周方向に交互に配設された凹凸部１５が形成されている。この凹凸部１５は、ロール幅方向に間隔を開けて複数設けられており、凹凸部１５同士の間には周溝部１７が形成されている。この周溝部１７におけるロール径は、図４に示すように、２Ｒとされている。

ここで、図３に示すように、凹凸部１５における凸部１３の周方向位置が、隣接する凹凸部１５の凹部１４に対応するように配置されており、破砕ロール１０（１０Ａ、１０Ｂ）のロール面において凸部１３が千鳥模様に配置されている。また、図４に示すように、凸部１３は円周方向にピッチＰで等間隔に配置されている。

そして、この凸部１３の表面には、タングステンカーバイド粒子を含み、ビッカース硬度が１０００Ｈｖとされた超硬合金層２１が形成されている。この超硬合金層２１の厚みは１０ｍｍ以上とされている。
本実施形態では、超硬合金層２１は、ビッカース硬度が１０００Ｈｖ以上とされており、靭性が高いものである。

ここで、本実施形態では、凸部１３全体が、タングステンカーバイド粒子を含み、ビッカース硬度が１０００Ｈｖとされた超硬合金で構成されている。
すなわち、図３及び図５に示すように、本実施形態では、高さＨ、長さＬ、幅Ｄの超硬合金ブロック材３０が、接合層３１を介してロール表面に接合されることによって凸部１３が形成されているのである。ここで、超硬合金で構成された凸部１３の高さＨは、１０ｍｍ以上である。

また、凹部１４は、周溝部１７からわずかに径方向外側に突出しており、凹部１４の突出高さがｈとされている。ここで、凹部１４は、硬化肉盛材２２によって肉盛されており、この硬化肉盛材２２の厚さが上述の凹部１４の突出高さｈとされている。なお、この硬化肉盛材２２のビッカース硬度は、上述した超硬合金層２１のビッカース硬度に対して低く設定されている。

次に、本実施形態である焼結鉱破砕機１の使用方法について説明する。
まず、図１に示すように、一対の破砕ロール１０Ａ、１０Ｂが回転方向ＲＡ、ＲＢ方向にそれぞれ回転駆動させられる。
そして、焼結鉱Ｓが、投入口５を介して一対の破砕ロール１０Ａ、１０Ｂの間の空間に向けて供給される。
すると、焼結鉱Ｓが一対の破砕ロール１０Ａ、１０Ｂの間で破砕され、所定の粒度に破砕されることになる。なお、破砕された焼結鉱Ｓの粒度は、一対の破砕ロール１０Ａ、１０Ｂのロール面同士の隙間ｇによって調整される。

以上のような構成とされた本実施形態である焼結鉱破砕機１によれば、一対の破砕ロール１０Ａ、１０Ｂのロール表面に、タングステンカーバイド粒子を含む超硬合金層２１が形成されており、この超硬合金層２１のビッカース硬度が１０００Ｈｖ以上とされているので、ロール表面の耐摩耗性が飛躍的に向上することになる。よって、破砕ロール１０Ａ，１０Ｂ間の隙間ｇが変動せず、破砕された焼結鉱Ｓの粒度を長期間にわたって安定させることが可能となる。また、破砕ロール１０（１０Ａ、１０Ｂ）の交換や破砕ロール１０Ａ、１０Ｂ間のギャップの調整等のメンテナンス間隔を長くすることができ、焼結鉱破砕機１の稼動効率を大幅に向上させることが可能となる。

本実施形態では、超硬合金層２１は、厚みが１０ｍｍ以上とされており、本実施形態では、１０ｍｍ以上で、ビッカース硬度が１０００Ｈｖ以上の超硬合金層２１の厚みが確保され、破砕ロール１０（１０Ａ、１０Ｂ）のロール表面における耐摩耗性を確実に向上させることができる。

また、本実施形態である焼結鉱破砕機１においては、一対の破砕ロール１０Ａ、１０Ｂのロール表面に、凸部１３および凹部１４を有する凹凸部１５が形成されているので、凸部１３および凹部１４によって焼結鉱Ｓが噛み込まれることにより、凸部１３の間隔に応じて破砕された焼結鉱Ｓの粒度が制御され、粒度が安定することになる。

さらに、本実施形態である焼結鉱破砕機１においては、凸部１３の表面に超硬合金層２１が形成されており、具体的には、凸部１３全体が超硬合金ブロック材３０によって構成されているので、凸部１３の摩耗を抑制することが可能となり、破砕される焼結鉱Ｓの粒度のばらつきを抑制することができる。また、破砕ロール１０（１０Ａ、１０Ｂ）の寿命延長を図ることが可能となる。

また、本実施形態である焼結鉱破砕機１においては、破砕ロール１０（１０Ａ、１０Ｂ）のロール本体１１（１１Ａ、１１Ｂ）が複数の分割ロール１２（１２Ａ、１２Ｂ）で構成されているので、摩耗が激しい分割ロール１２（１２Ａ、１２Ｂ）のみを交換することができ、破砕ロール１０（１０Ａ、１０Ｂ）のメンテナンス作業を大幅に軽減することができる。

以上、本発明の一実施形態である焼結鉱破砕機について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
本実施形態では、破砕ロールのロール表面に凸部および凹部を形成したものとして説明したが、これに限定されることはなく、凸部および凹部が形成されていない平滑ロールとしてもよい。この場合、板状の超硬合金をロール表面に貼り付けることによって、超硬合金層を形成することが可能となる。
また、一対の破砕ロールの両方に凸部および凹部を形成したものとして説明したが、一方の破砕ロールのみに凸部および凹部を形成してもよい。

さらに、本実施形態では、凸部全体を超硬合金のブロック材で構成するものとして説明したが、これに限定されることはなく、凸部の表面の一部に超硬合金層が形成されていればよい。
また、凸部および凹部の形状は、実施形態で例示したものに限定されることはなく、他の形状のものであってもよい。
さらに、本実施形態では、破砕ロールを分割ロールで構成したものとして説明したがこれに限定されることはなく、他の構成の破砕ロールであってもよい。

以下に、本発明の効果を確認すべく実施した確認実験の結果について説明する。

本発明例として、本実施形態に示した焼結鉱破砕機を用いて焼結鉱の破砕を実施し、１ヶ月使用後の凸部の摩耗量を評価した。なお、凸部を構成する超硬合金ブロック材の高さＨは１０ｍｍである。

従来例として、本実施形態に示した破砕ロールと同様に凸部および凹部を形成し、凸部の表面に硬化肉盛層を４〜６ｍｍ形成したものを準備した。この破砕機を用いて焼結鉱の破砕を実施し、１ヶ月使用後の凸部の摩耗量を評価した。
評価結果を表１に示す。

硬化肉盛層を形成した従来例においては、１ヵ月後の摩耗量が６ｍｍを超えており、硬化肉盛層が消滅し、母材自体が摩耗していた。
これに対して、本発明例においては、１ヵ月後の摩耗量が０．２ｍｍであった。摩耗が十分に抑制されており、ロール寿命を大幅に延長可能であることが確認された。

１ 焼結鉱破砕機
１０ 破砕ロール
１３ 凸部
１４ 凹部
２１ 超硬合金層

Claims (4)

1. 互いのロール面が対向するように配置された一対の破砕ロールを有し、回転駆動する前記一対の破砕ロールのロール面間に装入された焼結鉱を破砕する焼結鉱破砕機であって、
   前記一対の破砕ロールのうちの一方または両方の前記ロール表面の少なくとも一部に、超硬合金層が形成されており、
   前記超硬合金層は、タングステンカーバイド粒子を含み、ビッカース硬度が１０００Ｈｖとされていることを特徴とする焼結鉱破砕機。
2. 前記超硬合金層は、厚みが１０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の焼結鉱破砕機。
3. 前記一対の破砕ロールのうちの一方または両方の前記ロール表面には、径方向外側に突出した凸部が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の焼結鉱破砕機。
4. 少なくとも前記凸部の表面に、前記超硬合金層が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の焼結鉱破砕機。

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