JP2015196886A

JP2015196886A - Wear resistant liner

Info

Publication number: JP2015196886A
Application number: JP2014076158A
Authority: JP
Inventors: 豊千代盛; Yutaka Chiyomori; 加藤　弘之; Hiroyuki Kato; 弘之加藤; 剛占部; Takeshi Urabe
Original assignee: Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2014-04-02
Filing date: 2014-04-02
Publication date: 2015-11-09
Anticipated expiration: 2034-04-02
Also published as: JP6287500B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve durability of a wear resistant liner while reducing the used amount of cemented carbide.SOLUTION: A wear resistant liner 1 is provided where cemented carbide 3 is embedded into a surface layer part of a base material 2. In the wear resistant liner 1, the cemented carbide 3 forms a cell structure in which cells 4 having a polygonal cross section and opening vertically with respect to a surface 1s of the wear resistant liner 1 are arranged continuously or discretely. The wear resistant liner 1 exhibits strength efficiently by the formation of the cell structure by the cemented carbide 3. Consequently, sufficient durability can be obtained by a smaller amount of cemented carbide 3 in comparison with conventional wear resistant liners. Self-lining effect by fine grains of a material brought into contact with the surface 1s can be expected by opening the cells 4 vertically with respect to the surface 1s.

Description

本発明は、耐摩耗ライナーに関し、特に、鉱石や石灰、コークス等を装入するためのシュートに設置される耐摩耗ライナーに関する。 The present invention relates to a wear-resistant liner, and more particularly to a wear-resistant liner installed on a chute for charging ore, lime, coke and the like.

鉱石や石灰、コークス等を高炉に装入する場合、装入物は垂直シュートを通じて落下した後、旋回シュートによって高炉内の任意の位置に装入される。旋回シュートには、装入物との接触による摩耗からシュート本体を保護するためのライナーが設置される。ところが、硬い装入物がライナーの表面に衝突したり、ライナーの表面を滑落したりすることによるライナーの摩耗が激しいために、頻繁にライナーの補修や交換が必要であった。そこで、例えば特許文献１に記載されているように、母材（高クロム鋳鋼）の表層部に超硬合金粒子（タングステンカーバイド粗粒）を埋め込んだ耐摩耗ライナーが開発されている。 When ore, lime, coke, or the like is charged into a blast furnace, the charge falls through a vertical chute and is then charged into an arbitrary position in the blast furnace by a swivel chute. The swivel chute is provided with a liner for protecting the chute body from wear due to contact with the charge. However, since the wear of the liner due to the hard charge colliding with the surface of the liner or sliding down the surface of the liner, the liner must be frequently repaired or replaced. Thus, for example, as described in Patent Document 1, a wear-resistant liner in which cemented carbide alloy particles (tungsten carbide coarse particles) are embedded in a surface layer portion of a base material (high chromium cast steel) has been developed.

特開平１１−１３１１４号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-13114

ここで、特許文献１に記載されたような従来の耐摩耗ライナーの例を、図９に示す。図９（Ａ）は従来の耐摩耗ライナー８１の部分縦断面図であり、（Ｂ）は該耐摩耗ライナー８１の部分横断面図である。図９における（Ａ）と（Ｂ）との関係を、図中の切断線ＶＡ−ＶＡおよび切断線ＶＢ−ＶＢによって示す。耐摩耗ライナー８１では、母材８２の表層部に超硬合金粒子８３が埋め込まれている。母材８２よりも硬い超硬合金粒子８３が摩耗に抵抗することによって、例えば母材のみによって構成されるライナーよりも耐久性を向上させることができる。 Here, an example of a conventional wear-resistant liner as described in Patent Document 1 is shown in FIG. FIG. 9A is a partial longitudinal sectional view of a conventional wear resistant liner 81, and FIG. 9B is a partial cross sectional view of the wear resistant liner 81. The relationship between (A) and (B) in FIG. 9 is indicated by a cutting line VA-VA and a cutting line VB-VB in the drawing. In the wear-resistant liner 81, cemented carbide particles 83 are embedded in the surface layer portion of the base material 82. Since the cemented carbide particles 83 harder than the base material 82 resist wear, durability can be improved as compared with, for example, a liner composed of only the base material.

しかしながら、表層部のうち超硬合金粒子８３以外の部分では母材８２の摩耗が進行するため、超硬合金粒子８３は次第に母材８２から露出してしまう。超硬合金粒子８３は略球形であるために、例えば半分程度が母材８２から露出すると、衝撃などによって欠落しやすくなる。それゆえ、耐摩耗ライナー８１でも修繕や交換の頻度は依然として高く、また超硬合金粒子８３が高価であるために修繕費用や交換費用も高かった。そこで、図１０に示すように、耐摩耗ライナー８１を改良した耐摩耗ライナー９１が提案されている。 However, since the wear of the base material 82 proceeds in the portion other than the cemented carbide particles 83 in the surface layer portion, the cemented carbide particles 83 are gradually exposed from the base material 82. Since the cemented carbide particles 83 are substantially spherical, for example, when about half of the cemented carbide particles 83 are exposed from the base material 82, the cemented carbide particles 83 are likely to be lost due to impact or the like. Therefore, the frequency of repair and replacement is still high in the wear-resistant liner 81, and repair costs and replacement costs are high because the cemented carbide particles 83 are expensive. Therefore, as shown in FIG. 10, an abrasion resistant liner 91 obtained by improving the abrasion resistant liner 81 has been proposed.

図１０（Ａ）は、改良された従来の耐摩耗ライナー９１の部分縦断面図であり、（Ｂ）は該耐摩耗ライナー９１の部分横断面図である。図１０における（Ａ）と（Ｂ）との関係を、図９と同様に図中の切断線によって示す。耐摩耗ライナー９１では、母材９２の表層部を貫通して超硬合金ピン９３が埋め込まれている。図９の例と同様に、母材９２よりも硬い超硬合金ピン９３が摩耗に抵抗することによって、ライナーの耐久性を向上させることができる。また、超硬合金ピン９３は略円柱形であるために、摩耗した母材９２から露出しても欠落しにくい。しかしながら、超硬合金ピン９３を形成するためには多くの超硬合金を使用する必要があるため、耐摩耗ライナー９１は図９に示すような従来の耐摩耗ライナーに比べて高価であった。 FIG. 10A is a partial vertical cross-sectional view of an improved conventional wear-resistant liner 91, and FIG. 10B is a partial cross-sectional view of the wear-resistant liner 91. The relationship between (A) and (B) in FIG. 10 is indicated by a cutting line in the figure as in FIG. In the wear-resistant liner 91, a cemented carbide pin 93 is embedded through the surface layer portion of the base material 92. As in the example of FIG. 9, the durability of the liner can be improved by the cemented carbide pin 93 harder than the base material 92 resisting wear. Further, since the cemented carbide pin 93 has a substantially cylindrical shape, even if it is exposed from the worn base material 92, it is difficult to be lost. However, since it is necessary to use many cemented carbides to form the cemented carbide pin 93, the wear resistant liner 91 is more expensive than the conventional wear resistant liner as shown in FIG.

そこで、本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、超硬合金の使用量を節減しつつ耐久性を向上させることが可能な、新規かつ改良された耐摩耗ライナーを提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is a novel and improved technique capable of improving durability while reducing the amount of cemented carbide used. It is to provide a wear resistant liner.

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、母材の表層部に超硬合金が埋め込まれた耐摩耗ライナーであって、超硬合金が、耐摩耗ライナーの表面に対して垂直な方向に開口したセルが連続的または離散的に配列されたセル構造体を形成することを特徴とする耐摩耗ライナーが提供される。 In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention, there is provided an abrasion resistant liner in which a cemented carbide is embedded in a surface layer portion of a base material, and the cemented carbide is in contact with the surface of the abrasion resistant liner. A wear-resistant liner is provided, characterized in that cells open in the vertical direction form a cell structure arranged continuously or discretely.

かかる耐摩耗ライナーでは、超硬合金がセル構造体を形成していることによって効率的に強度を発揮する。従って、従来（例えば図１０に示した耐摩耗ライナー９１）と比べて少ない超硬合金の使用量で、十分な耐久性を得ることができる。また、セルが耐摩耗ライナーの表面に対して垂直な方向に開口していることによって、材料の細粒によるセルフライニングの効果も期待できる。 In such an abrasion-resistant liner, the cemented carbide forms a cell structure, and thereby exhibits strength efficiently. Therefore, sufficient durability can be obtained with a less amount of cemented carbide compared to the conventional one (for example, the wear resistant liner 91 shown in FIG. 10). In addition, since the cells are opened in the direction perpendicular to the surface of the wear resistant liner, the effect of cell flying by fine particles of the material can be expected.

上記の耐摩耗ライナーでは、セルの断面における内接円の直径が耐摩耗ライナーの表面に接触する材料の平均粒径未満であることが望ましい。これによって、材料の粗粒がセル内に入り込んで母材の摩耗を進行させるのを防ぎ、耐摩耗ライナーの耐久性を向上させることができる。 In the above wear-resistant liner, it is desirable that the diameter of the inscribed circle in the cross section of the cell is less than the average particle diameter of the material in contact with the surface of the wear-resistant liner. As a result, it is possible to prevent the coarse particles of the material from entering the cell and advance the wear of the base material, thereby improving the durability of the wear-resistant liner.

また、上記の耐摩耗ライナーでは、セルを規定する超硬合金部材の厚さが１ｍｍ以上であることが望ましい。これによって、材料の衝突によって加わる曲げ応力によって超硬合金部材が座屈することを防止できる。 In the above wear-resistant liner, it is desirable that the thickness of the cemented carbide member defining the cell is 1 mm or more. This can prevent the cemented carbide member from buckling due to the bending stress applied by the material collision.

また、上記の耐摩耗ライナーでは、セルが六角形断面、四角形断面、または三角形断面を有し、連続的に配列されたハニカム構造を形成してもよい。セルの断面形状は、例えばセル構造体の形成工程などに応じて適宜選択することが可能である。断面形状にかかわらず、超硬合金の使用量の節減と耐久性の向上の効果を得ることができる。 Further, in the above wear-resistant liner, the cells may have a hexagonal cross section, a quadrangular cross section, or a triangular cross section, and may form a continuously arranged honeycomb structure. The cross-sectional shape of the cell can be appropriately selected according to, for example, the formation process of the cell structure. Regardless of the cross-sectional shape, it is possible to obtain the effect of reducing the use amount of cemented carbide and improving the durability.

また、上記の耐摩耗ライナーでは、セルを規定する超硬合金部材に貫通孔が形成されてもよい。貫通孔を設けることによって超硬合金の使用量をさらに削減できるのに加えて、セルに母材を鋳込むときに母材をセル構造体の全体に行きわたらせることが容易になる。 In the wear resistant liner, a through hole may be formed in the cemented carbide member that defines the cell. In addition to further reducing the amount of the cemented carbide used by providing the through holes, it is easy to spread the base material over the entire cell structure when casting the base material into the cell.

以上説明したように本発明によれば、耐摩耗ライナーにおいて、超硬合金の使用量を節減しつつ耐久性を向上させることができる。従って、耐摩耗ライナーの安価化と長寿命化とを両立させることができる。 As described above, according to the present invention, durability can be improved while reducing the amount of cemented carbide used in the wear-resistant liner. Therefore, it is possible to achieve both a reduction in the cost of the wear-resistant liner and a longer life.

本発明の一実施形態に係る耐摩耗ライナーの全体構成を示す図である。It is a figure showing the whole wear-resistant liner composition concerning one embodiment of the present invention. 図１に示す耐摩耗ライナーにおけるセル構造のバリエーションを示す図である。It is a figure which shows the variation of the cell structure in the abrasion-resistant liner shown in FIG. 図１に示す耐摩耗ライナーにおけるセル構造のバリエーションを示す図である。It is a figure which shows the variation of the cell structure in the abrasion-resistant liner shown in FIG. 図１に示す耐摩耗ライナーにおけるセル構造のバリエーションを示す図である。It is a figure which shows the variation of the cell structure in the abrasion-resistant liner shown in FIG. 図１に示す耐摩耗ライナーにおけるセル構造のバリエーションを示す図である。It is a figure which shows the variation of the cell structure in the abrasion-resistant liner shown in FIG. 図１に示す耐摩耗ライナーにおけるセル構造のバリエーションを示す図である。It is a figure which shows the variation of the cell structure in the abrasion-resistant liner shown in FIG. 図１に示す耐摩耗ライナーにおいてセルを規定する超硬合金部材に貫通孔を設けた例を示す図である。It is a figure which shows the example which provided the through-hole in the cemented carbide member which prescribes | regulates a cell in the abrasion-resistant liner shown in FIG. 本発明の一実施形態に係る耐摩耗ライナーにおけるセルの開口幅および超硬合金部材の厚さについて説明するための図である。It is a figure for demonstrating the opening width of the cell and the thickness of a cemented carbide member in the abrasion-resistant liner which concerns on one Embodiment of this invention. 従来の耐摩耗ライナーの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the conventional abrasion-resistant liner. 従来の耐摩耗ライナーの別の例を示す図である。It is a figure which shows another example of the conventional abrasion-resistant liner.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

（全体構成）
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る耐摩耗ライナーの全体構成について説明する。耐摩耗ライナー１は、例えば高炉の旋回シュートにおいて、シュート本体の内側面および内底面にボルトなどを用いて固定され、鉱石や石灰、コークスなどの装入物との接触による摩耗からシュート本体を保護する。図１（Ａ）は耐摩耗ライナー１の部分縦断面図であり、（Ｂ）は該耐摩耗ライナー１の部分横断面図である。図１における（Ａ）と（Ｂ）との関係を、図中の切断線ＩＡ−ＩＡおよび切断線ＩＢ−ＩＢによって示す。また、図１（Ａ）および（Ｂ）には、共通のｘ−ｙ−ｚ座標軸が記載されている。この座標軸によると、耐摩耗ライナー１の表面１ｓはｘ−ｙ平面に並行であり、ｚ軸は表面１ｓに対して垂直である。 (overall structure)
First, with reference to FIG. 1, the whole structure of the abrasion-resistant liner which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated. The wear-resistant liner 1 is fixed to the inner side surface and the inner bottom surface of the chute body using bolts, for example, in a swiveling chute of a blast furnace, and protects the chute body from wear due to contact with charges such as ore, lime, and coke. To do. FIG. 1A is a partial longitudinal sectional view of the wear resistant liner 1, and FIG. 1B is a partial cross sectional view of the wear resistant liner 1. The relationship between (A) and (B) in FIG. 1 is indicated by a cutting line IA-IA and a cutting line IB-IB in the drawing. 1A and 1B show common xyz coordinate axes. According to this coordinate axis, the surface 1s of the wear-resistant liner 1 is parallel to the xy plane, and the z-axis is perpendicular to the surface 1s.

耐摩耗ライナー１では、母材２の表層部に、超硬合金３が埋め込まれている。例えば、母材２は高クロム鋳鋼であり、超硬合金３はタングステンカーバイドでありうる。あるいは、例えばステンレス鋼、セラミックス、繊維強化セラミックス、各種肉盛、サーメット、クラッド鋼などから硬材（超硬合金）および軟材（母材）を組み合わせて用いてもよい。上記で図９および図１０を参照して説明した従来の耐摩耗ライナー８１，９１と同様に、耐摩耗ライナー１でも、母材２よりも硬い超硬合金３を表層部に埋め込むことによって、装入物が表面１ｓに衝突したり、装入物が表面１ｓ上を滑落したりしたときの母材２の摩耗を抑制することができる。さらに、耐摩耗ライナー１では、超硬合金３が、耐摩耗ライナーの表面に対して垂直な方向に開口したセル構造体を形成することによって効率的に強度を発揮するため、上述した従来の耐摩耗ライナーと比較して少ない超硬合金の使用量で十分な耐久性を得ることができる。 In the wear-resistant liner 1, a cemented carbide 3 is embedded in the surface layer portion of the base material 2. For example, the base material 2 can be high chromium cast steel and the cemented carbide 3 can be tungsten carbide. Alternatively, for example, a hard material (superhard alloy) and a soft material (base material) may be used in combination from stainless steel, ceramics, fiber reinforced ceramics, various overlays, cermets, clad steels, and the like. Similar to the conventional wear-resistant liners 81 and 91 described above with reference to FIGS. 9 and 10, the wear-resistant liner 1 also has a surface layer portion embedded with a cemented carbide 3 harder than the base material 2. It is possible to suppress wear of the base material 2 when the entry collides with the surface 1s or when the charge slides down on the surface 1s. Further, in the wear-resistant liner 1, the cemented carbide 3 exhibits strength efficiently by forming a cell structure that opens in a direction perpendicular to the surface of the wear-resistant liner. Sufficient durability can be obtained with a small amount of cemented carbide compared to the wear liner.

ここで、セル構造体では、板状の超硬合金３によって形成される構造体５によってセル４が形成される。本実施形態において、構造体５は、セル４を規定する超硬合金部材である。セル構造体の断面形状は、図示された例では六角形であるが、後述するように四角形または三角形など他の多角形状であってもよい。図示されているように、セル構造体によって形成されるセル４は、ｚ軸方向、つまり耐摩耗ライナー１の表面１ｓに対して垂直な方向に開口している。このようなセル構造を採用することによって、表面１ｓへの装入物の衝突に対抗しうる強度を、最小限の超硬合金３で得ることができる。なお、構造体５は、一体的に形成され、また厚さが一様であるように図示されているが、必要に応じて複数のパーツに分解されてもよく、また部分によって厚さが異なってもよい。例えば、構造体５は、後述する例のように、超硬合金３によって形成される複数の折板部材を組み合わせることによって形成されてもよい。 Here, in the cell structure, the cell 4 is formed by the structure 5 formed of the plate-like cemented carbide 3. In the present embodiment, the structure 5 is a cemented carbide member that defines the cell 4. The cross-sectional shape of the cell structure is a hexagonal shape in the illustrated example, but may be another polygonal shape such as a quadrangle or a triangle as will be described later. As shown in the figure, the cell 4 formed by the cell structure opens in the z-axis direction, that is, in a direction perpendicular to the surface 1 s of the wear-resistant liner 1. By adopting such a cell structure, it is possible to obtain the strength capable of resisting the impact of the charged material on the surface 1 s with the minimum cemented carbide 3. The structure 5 is integrally formed and has a uniform thickness. However, the structure 5 may be disassembled into a plurality of parts as necessary, and the thickness varies depending on the part. May be. For example, the structure 5 may be formed by combining a plurality of folded plate members formed of the cemented carbide 3 as in an example described later.

一方、耐摩耗ライナー１の表層部では、超硬合金３の構造体５によって区画されるセル４に、母材２が充填されることになる。母材２の方が超硬合金３よりも軟らかいために、装入物との接触時には、セル４内の母材２が先行して摩耗する。この結果、表層部では、構造体５で囲まれたセル４に凹部が形成される。ただし、超硬合金３は表層部を貫通して母材２に埋め込まれているため、セル４に形成される凹部が深くなりすぎなければ欠落することはない。例えば、セル４の開口幅を装入物の平均粒径未満とすれば、セル４に入り込む鉱石や石灰、コークスなどの装入物を比較的粒径の小さいものに限定することができ、セル４内の母材２の摩耗を抑制することができる。また、比較的小さい粒径の装入物の一部は、セル４内に堆積して母材２の表面を覆う。このような、いわゆるセルフライニングの効果によって、より効果的に母材２の摩耗を抑制することができ、耐摩耗ライナー１の耐久性を向上させることができる。 On the other hand, in the surface layer portion of the wear-resistant liner 1, the base material 2 is filled into the cells 4 partitioned by the structure 5 of the cemented carbide 3. Since the base material 2 is softer than the cemented carbide 3, the base material 2 in the cell 4 is worn prior to contact with the charge. As a result, a concave portion is formed in the cell 4 surrounded by the structure 5 in the surface layer portion. However, since the cemented carbide 3 penetrates the surface layer portion and is embedded in the base material 2, the cemented carbide 3 will not be lost unless the concave portion formed in the cell 4 becomes too deep. For example, if the opening width of the cell 4 is less than the average particle size of the charge, the charge such as ore, lime and coke entering the cell 4 can be limited to those having a relatively small particle size. The wear of the base material 2 in 4 can be suppressed. A part of the charge having a relatively small particle size is deposited in the cell 4 to cover the surface of the base material 2. Such so-called cell flying effects can more effectively suppress the wear of the base material 2 and improve the durability of the wear-resistant liner 1.

ここで、セル４の開口幅は、セル４の断面における内接円の直径として定義できる。図１の例（セル４の断面が六角形）であれば、セル４の開口幅は、断面の六角形の対辺の距離に等しい。また、後述する例のように、セル４の断面が四角形（略正方形）であれば、セル４の開口幅は、断面の四角形の一辺の長さに等しい。セル４の断面が円形であれば、断面自体の直径が開口幅になる。 Here, the opening width of the cell 4 can be defined as the diameter of the inscribed circle in the cross section of the cell 4. In the example of FIG. 1 (the cross section of the cell 4 is hexagonal), the opening width of the cell 4 is equal to the distance between the opposite sides of the hexagonal cross section. Further, as in the example described later, if the cross section of the cell 4 is a quadrangle (substantially square), the opening width of the cell 4 is equal to the length of one side of the quadrangle of the cross section. If the cross section of the cell 4 is circular, the diameter of the cross section itself becomes the opening width.

（セル構造体のバリエーション）
次に、図２を参照して、耐摩耗ライナー１において超硬合金３で形成されるセル構造体のバリエーションについて説明する。上述のように、本実施形態に係る耐摩耗ライナー１で超硬合金３によって形成されるセル構造体において、セル４の断面形状は、図１に示された例のような六角形には限らず、四角形や三角形などの他の形状であってもよい。図２には、（Ａ）で六角形の例が、（Ｂ）で四角形の例が、（Ｃ）で四角形の別の例が、それぞれ示されている。三角形の例については図示されていないが、図示された例と同様にして実現可能である。この他にも、例えば、一般的に（セルの断面が六角形のものに限られない、広義の）ハニカム構造を実現することが可能なものとして知られている各種のセルの断面形状を、本実施形態の他の実施形態において採用することが可能である。 (Variation of cell structure)
Next, with reference to FIG. 2, the variation of the cell structure formed with the cemented carbide 3 in the abrasion-resistant liner 1 is demonstrated. As described above, in the cell structure formed of the cemented carbide 3 with the wear-resistant liner 1 according to the present embodiment, the cross-sectional shape of the cell 4 is not limited to the hexagon as in the example shown in FIG. Alternatively, other shapes such as a square or a triangle may be used. In FIG. 2, (A) shows an example of a hexagon, (B) shows an example of a quadrangle, and (C) shows another example of a quadrangle. Although the example of the triangle is not illustrated, it can be realized in the same manner as the illustrated example. In addition to this, for example, various cell cross-sectional shapes generally known as those capable of realizing a honeycomb structure (in a broad sense, not limited to a hexagonal cell cross-section) It is possible to employ | adopt in other embodiment of this embodiment.

ここで、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示された例のうち、超硬合金３の使用量が最も少ないのは、（Ａ）に示す例（セル４の断面形状が六角形）である。しかし、（Ｂ）および（Ｃ）に示す例（セル４の断面形状が四角形）でも、例えば図１０に示した従来の耐摩耗ライナー９１に比べると大幅に超硬合金３の使用量を削減しつつ、同等の耐摩耗ライナー１の耐久性を得ることができる。つまり、本発明の実施形態では、セル４の断面形状を例えば図２（Ａ）に示したような六角形にするか、（Ｂ）や（Ｃ）に示したような四角形にするか、あるいは他の形状にするかは、例えばセル構造の形成工程などに応じて適宜選択することが可能である。 Here, among the examples shown in FIGS. 2 (A) to (C), the amount of the cemented carbide 3 used is the smallest in the example shown in (A) (the cross-sectional shape of the cell 4 is hexagonal). is there. However, even in the examples shown in (B) and (C) (the cross-sectional shape of the cell 4 is square), the amount of the cemented carbide 3 used is significantly reduced compared to the conventional wear-resistant liner 91 shown in FIG. However, the durability of the equivalent abrasion resistant liner 1 can be obtained. That is, in the embodiment of the present invention, the cross-sectional shape of the cell 4 is, for example, a hexagon as shown in FIG. 2 (A), a rectangle as shown in (B) or (C), or It can be selected as appropriate depending on, for example, the formation process of the cell structure.

また、図３に示すように、セル構造体は、超硬合金３によって形成されるプレート部材５ｐが組み合わせられることによって形成されてもよい。図３（Ａ）は、プレート部材５ｐを組み合わせて形成される六角形断面のセル４を示す。図３（Ｂ）は、同じくプレート部材５ｐを組み合わせて形成される四角形断面のセル４を示す。図３（Ｃ）は、プレート部材５ｐを組み合わせて形成される三角形断面のセル４を示す。これらの例において、プレート部材５ｐは、セル４を規定する超硬合金部材である。 As shown in FIG. 3, the cell structure may be formed by combining plate members 5 p formed of cemented carbide 3. FIG. 3A shows a cell 4 having a hexagonal cross section formed by combining plate members 5p. FIG. 3B shows a cell 4 having a quadrangular cross section that is also formed by combining plate members 5p. FIG. 3C shows a cell 4 having a triangular cross section formed by combining plate members 5p. In these examples, the plate member 5 p is a cemented carbide member that defines the cell 4.

あるいは、図４に示すように、セル構造体では、超硬合金３によって形成され、セル４を囲むケーシング５ｃが一体的に形成されてもよい。例えば図４（Ａ）には六角形断面のセル４を形成する六角筒状のケーシング５ｃが、図４（Ｂ）には四角形断面のセル４を形成する四角筒状のケーシング５ｃが、図４（Ｃ）には三角形断面のセル４を形成する三角筒状のケーシング５ｃが、図４（Ｄ）には円形断面のセル４を形成する円筒状のケーシング５ｃが、それぞれ示されている。なお、これらのケーシング５ｃは、例えば図３に示したようなプレート部材を接合させることによって形成されてもよい。これらの例において、ケーシング５ｃは、セル４を規定する超硬合金部材である。 Alternatively, as shown in FIG. 4, in the cell structure, a casing 5 c formed of cemented carbide 3 and surrounding the cell 4 may be integrally formed. For example, FIG. 4A shows a hexagonal cylindrical casing 5c that forms a cell 4 having a hexagonal cross section, and FIG. 4B shows a rectangular cylindrical casing 5c that forms a cell 4 having a square cross section. FIG. 4C shows a triangular cylindrical casing 5c forming a cell 4 having a triangular cross section, and FIG. 4D shows a cylindrical casing 5c forming a cell 4 having a circular cross section. These casings 5c may be formed by joining plate members as shown in FIG. 3, for example. In these examples, the casing 5 c is a cemented carbide member that defines the cell 4.

例えば上記の図３および図４のように形成されたセル構造体は、互いに接して連続的に配置されることによって、図２に示した例のようなハニカム構造を形成してもよい。あるいは、セル構造体は、図５に示す例のように、互いに隙間をあけて離散的に配置されてもよい。図５（Ａ）は六角形断面のセル４が離散的に配置される例、図５（Ｂ）は四角形断面のセル４が離散的に配置される例、図５（Ｃ）は三角形断面のセル４が離散的に配置される例、図５（Ｄ）は円形断面のセル４が離散的に配置される例を示す。図５の例では、図４に示したように個々のセル４について一体的に形成されたケーシング５ｃが示されているが、図３に示したようなプレート部材５ｐが組み合わせられてもよい。なお、それぞれのセル構造体の間隔は、セル４の開口幅と同様に、装入物の平均粒径未満とすることが望ましい。 For example, the cell structures formed as shown in FIGS. 3 and 4 may be continuously arranged in contact with each other to form a honeycomb structure as in the example shown in FIG. Or a cell structure may be discretely arrange | positioned at intervals, like the example shown in FIG. 5A shows an example in which cells 4 having a hexagonal cross section are discretely arranged, FIG. 5B shows an example in which cells 4 having a quadrangular cross section are discretely arranged, and FIG. 5C shows a triangular cross section. An example in which the cells 4 are discretely arranged, and FIG. 5D shows an example in which the cells 4 having a circular cross section are discretely arranged. In the example of FIG. 5, the casing 5c integrally formed with respect to each cell 4 is shown as shown in FIG. 4, but a plate member 5p as shown in FIG. 3 may be combined. In addition, as for the space | interval of each cell structure, it is desirable to set it as less than the average particle diameter of a charge similarly to the opening width of the cell 4. FIG.

上記の図５に示した例のようなセル４の配置によって、セル構造体の断面形状として、六角形、四角形、および三角形のような平面充填可能な多角形に限らず、その他の多角形や、図５（Ｄ）のような円形、楕円形、または半円形など、自由な形状を採用することができる。いずれの場合も、上記のように、例えば、セル４の開口幅およびセル構造体同士の間隔がいずれも装入物の平均粒径未満であれば、効果的に母材２の摩耗が抑制され、耐摩耗ライナー１の耐久性を向上させることができる。 With the arrangement of the cells 4 as in the example shown in FIG. 5 above, the cross-sectional shape of the cell structure is not limited to a plane-fillable polygon such as a hexagon, a quadrangle, and a triangle, A free shape such as a circular shape, an elliptical shape, or a semicircular shape as shown in FIG. 5D can be adopted. In any case, as described above, for example, if the opening width of the cell 4 and the interval between the cell structures are both less than the average particle diameter of the charge, the wear of the base material 2 is effectively suppressed. The durability of the wear resistant liner 1 can be improved.

あるいは、図６に示す例のように、セル構造体を、超硬合金３によって形成される複数の折板部材５ｆを組み合わせることによって形成してもよい。図６（Ａ）に示す例では、図２（Ａ）に示されたような六角形断面のセル４が配列されるハニカム構造が、折板部材５ｆを幅方向にずらして重ね合わせることによって形成されている。また、図６（Ｂ）に示す例では、図２（Ｂ）に示されたような四角形断面のセル４が配列されるハニカム構造が、折板部材５ｆを組み合わせることによって形成されている。これらの例において、折板部材５ｆは、セル４を規定する超硬合金部材である。 Alternatively, as in the example shown in FIG. 6, the cell structure may be formed by combining a plurality of folded plate members 5 f formed of the cemented carbide 3. In the example shown in FIG. 6A, the honeycomb structure in which the cells 4 having the hexagonal cross section as shown in FIG. 2A are arranged is formed by overlapping the folded plate members 5f while shifting in the width direction. Has been. In the example shown in FIG. 6B, a honeycomb structure in which the cells 4 having a square cross section as shown in FIG. 2B are arranged is formed by combining folded plate members 5f. In these examples, the folded plate member 5 f is a cemented carbide member that defines the cell 4.

（超硬合金部材の貫通孔）
次に、図７を参照して、セルを規定する超硬合金部材に設けられる貫通孔について説明する。図７では、超硬合金３によって形成される構造体５に設けられる貫通孔６が、正面図とそのIII−III断面図とによって示されている。なお、貫通孔６は、付加的な構成であるため、必ずしも設けられなくてよい。貫通孔６は、構造体５の一部、例えば耐摩耗ライナー１の内部に位置する部分に限定して設けられてもよいし、耐摩耗ライナー１の表層部を含む構造体５の全体に設けられてもよい。貫通孔６を設けることによって、必要な強度を確保しながら、超硬合金３の使用量をさらに削減することができる。また、貫通孔６を設けることによって、例えばセル４に母材２を鋳込むときに、溶融した母材２が構造体５を通過してセル４間を移動することが可能になり、母材２をセル構造体の全体に行きわたらせることが容易になる。また、貫通孔６の部分で構造体５が母材２と噛み合うことによって、表層部の母材２が摩耗しても構造体５を形成する超硬合金３が抜け落ちにくくなる。なお、図３に示したプレート部材５ｐや、図４に示したケーシング５ｃ、および図６に示した折板部材５ｆにも、上記の例と同様の貫通孔６を形成することができる。 (Through hole in cemented carbide)
Next, with reference to FIG. 7, the through-hole provided in the cemented carbide member which prescribes | regulates a cell is demonstrated. In FIG. 7, the through-hole 6 provided in the structure 5 formed of the cemented carbide 3 is shown by the front view and its III-III sectional view. In addition, since the through-hole 6 is an additional structure, it does not necessarily need to be provided. The through-hole 6 may be provided only in a part of the structure 5, for example, a portion located inside the wear-resistant liner 1, or provided in the entire structure 5 including the surface layer portion of the wear-resistant liner 1. May be. By providing the through hole 6, it is possible to further reduce the amount of the cemented carbide 3 used while ensuring the necessary strength. Further, by providing the through-hole 6, for example, when the base material 2 is cast into the cell 4, the molten base material 2 can pass through the structure 5 and move between the cells 4. It is easy to spread 2 over the entire cell structure. Further, when the structure 5 is engaged with the base material 2 at the through hole 6, the cemented carbide 3 forming the structure 5 is not easily dropped even if the base material 2 of the surface layer is worn. The plate member 5p shown in FIG. 3, the casing 5c shown in FIG. 4, and the folded plate member 5f shown in FIG.

（実施例１）
続いて、本発明の実施例１について説明する。実施例１では、上記で図２を参照して説明したセル構造体のバリエーションについて、セル４の断面形状が異なっても耐摩耗ライナー１が十分な耐久性を有することを実証する。 (Example 1)
Next, Example 1 of the present invention will be described. In Example 1, the variation of the cell structure described above with reference to FIG. 2 demonstrates that the wear-resistant liner 1 has sufficient durability even if the cross-sectional shape of the cell 4 is different.

本実施例では、実施例１Ａ（図２（Ａ）に示すセル構造体を採用した耐摩耗ライナー１）、実施例１Ｂ（図２（Ｂ）に示すセル構造体を採用した耐摩耗ライナー１）、および従来例（図１０に示す従来の耐摩耗ライナー９１）について、使用寿命を比較する実験を行った。実験では、それぞれの耐摩耗ライナーを高炉の旋回シュートに設置して、鉱石およびコークスを含む装入物を１年間に５００万ｔ〜７００万ｔ炉内に装入し、ライナーが摩耗や亀裂、破断などによって消失してシュート本体が摩耗するに至った時点をライナーの寿命とした。実験における使用温度は１００℃〜７００℃、装入物の平均粒径は１０ｍｍであった。実施例１Ａおよび実施例１Ｂにおいて、構造体５の超硬合金部材の厚さは２ｍｍであった。また、実施例１Ａにおいてセル４の断面の六角形の対辺の距離は１０ｍｍ、実施例１Ｂにおいてセル４の断面の四角形の一辺の長さは２０ｍｍであった。従来例において、超硬合金ピン９３の直径は２５ｍｍであった。実験の結果を、表１に示す。 In this example, Example 1A (abrasion resistant liner 1 employing the cell structure shown in FIG. 2A), Example 1B (abrasion resistant liner 1 employing the cell structure shown in FIG. 2B) , And a conventional example (conventional wear-resistant liner 91 shown in FIG. 10) was subjected to an experiment to compare the service life. In the experiment, each wear-resistant liner was placed on a swivel chute of a blast furnace, and the charge containing ore and coke was charged into the furnace for 5 to 7 million tons per year. The point of time at which the chute body was worn away due to breakage or the like was determined as the liner life. The operating temperature in the experiment was 100 ° C. to 700 ° C., and the average particle size of the charge was 10 mm. In Example 1A and Example 1B, the thickness of the cemented carbide member of the structure 5 was 2 mm. In Example 1A, the distance between opposite sides of the hexagon in the cross section of the cell 4 was 10 mm, and in Example 1B, the length of one side of the quadrilateral in the cross section of the cell 4 was 20 mm. In the conventional example, the diameter of the cemented carbide pin 93 was 25 mm. The results of the experiment are shown in Table 1.

表１に示した実験の結果から、実施例１Ａ（セルの４断面形状が六角形）では、超硬合金３の使用量が従来例の１／１７であるにもかかわらず、耐摩耗ライナー１の寿命が従来例と同等であることがわかる。また、実施例１Ｂ（セル４の断面形状が四角形）でも、実施例１Ａと比べると超硬合金３の使用量が１．５倍になるものの、従来例と比べると超硬合金３の使用量はずっと少なく（およそ１／１１）、また寿命が同等であることがわかる。この結果によって、本発明の実施形態ではセル構造体の形成工程などに応じて様々なセル４の断面形状を選択することが可能であることが実証されたといえる。 From the results of the experiment shown in Table 1, in Example 1A (the four cross-sectional shapes of the cells are hexagonal), the wear resistant liner 1 is used even though the amount of the cemented carbide 3 used is 1/17 that of the conventional example. It can be seen that the lifetime of is equal to that of the conventional example. Further, even in Example 1B (cell 4 has a square cross-sectional shape), the amount of cemented carbide 3 used is 1.5 times that of Example 1A, but the amount of cemented carbide 3 used is larger than that of the conventional example. Is much less (approximately 1/11) and has a similar lifetime. From this result, it can be said that in the embodiment of the present invention, it is proved that various cross-sectional shapes of the cells 4 can be selected according to the process of forming the cell structure.

（実施例２）
続いて、本発明の実施例２について説明する。図８に示すように、実施例２では、上記の実施形態に係る耐摩耗ライナー１におけるセル構造体のセル４の開口幅ｄ、および構造体５を構成する超硬合金部材の厚さｔについて、より好ましい値を検証した。ここで、セル４の開口幅ｂは、大きいほど超硬合金３の使用量を削減できるが、大きすぎると鉱石や石灰、コークスなどの装入物のうち比較的粒径が大きいものまでがセル４内に入り込み、母材２の摩耗を進行させてしまう。また、超硬合金部材の厚さｔは、薄いほど超硬合金３の使用量を削減できるが、薄すぎると耐摩耗ライナー１の表面１ｓへの装入物の衝突によって加わる曲げ応力のために超硬合金部材が座屈し、十分な耐久性を確保できない。 (Example 2)
Subsequently, Example 2 of the present invention will be described. As shown in FIG. 8, in Example 2, the opening width d of the cell 4 of the cell structure in the wear-resistant liner 1 according to the above embodiment and the thickness t of the cemented carbide member constituting the structure 5 are shown. More preferred values were verified. Here, as the opening width b of the cell 4 is larger, the amount of the cemented carbide 3 used can be reduced. However, if the opening width b is too large, the cell having a relatively large particle size among the charges such as ore, lime, and coke is used. 4, the wear of the base material 2 proceeds. Further, the thinner the thickness t of the cemented carbide member, the more the amount of the cemented carbide 3 used can be reduced. However, when the thickness is too small, the bending stress applied due to the impact of the charged material on the surface 1s of the wear-resistant liner 1 is reduced. The cemented carbide alloy member buckles and cannot secure sufficient durability.

本実施例では、まず、実施例２Ａ〜実施例２Ｃ、比較例２Ａ、比較例２Ｂ、および従来例について、使用寿命を比較する実験を行った。実験では、上記の実施例１と同様に、それぞれの耐摩耗ライナーを高炉の旋回シュートに設置して、鉱石およびコークスを含む装入物を炉内に装入した。なお、実験の詳細な条件については、実施例１と同様であるため説明を省略する。実施例２Ａ〜実施例２Ｃ、比較例２Ａ、および比較例２Ｂでは、図８に示すような四角形断面のセル４が配列されたセル構造体を採用した耐摩耗ライナー１を使用し、セル４の開口幅ｄおよび超硬合金部材の厚さｔをそれぞれ変化させた。また、従来例では、図１０に示す従来の耐摩耗ライナー９１を使用した。従来例において、超硬合金ピン９３の直径は２５ｍｍであった。実験の結果を、表２に示す。 In this example, first, an experiment was performed to compare the service life of Examples 2A to 2C, Comparative Example 2A, Comparative Example 2B, and the conventional example. In the experiment, in the same manner as in Example 1 described above, each wear-resistant liner was installed on a swirl chute of a blast furnace, and a charge containing ore and coke was charged into the furnace. The detailed conditions of the experiment are the same as in Example 1 and will not be described. In Example 2A to Example 2C, Comparative Example 2A, and Comparative Example 2B, the wear-resistant liner 1 that employs a cell structure in which cells 4 having a square cross section as shown in FIG. The opening width d and the thickness t of the cemented carbide member were changed. In the conventional example, the conventional wear-resistant liner 91 shown in FIG. 10 is used. In the conventional example, the diameter of the cemented carbide pin 93 was 25 mm. The results of the experiment are shown in Table 2.

まず、セル４の開口幅ｄについて、実施例２Ａ（開口幅ｄが１０ｍｍ）および実施例２Ｂ（開口幅ｄが７．０ｍｍ）では寿命が従来例と同等であるものの、比較例２Ａ（開口幅ｄが１２ｍｍ）では寿命が従来例の半分になっている。実施例２Ａ、実施例２Ｂおよび比較例２Ａでは、超硬合金部材の厚さｔがいずれも１．０ｍｍで共通であるため、比較例２Ａにおける耐久性の低下は、セル４の開口幅ｄの変化によるものであると考えられる。実験における装入物の平均粒径が１０ｍｍであったことから、比較例２Ａでは、装入物のうち比較的粒径が大きいものまでがセル４内に入り込み、母材２の摩耗を進行させた結果、耐摩耗ライナー１の寿命が従来よりも短くなったものと考えられる。この結果から、耐摩耗ライナー１において、セル４の開口幅ｄは、耐摩耗ライナー１の表面１ｓに接触する装入物の平均粒径未満であることが望ましいことがわかる。 First, regarding the opening width d of the cell 4, in Example 2A (opening width d is 10 mm) and Example 2B (opening width d is 7.0 mm), the life is the same as that of the conventional example, but Comparative Example 2A (opening width) When d is 12 mm), the lifetime is half that of the conventional example. In Example 2A, Example 2B, and Comparative Example 2A, since the thickness t of the cemented carbide member is 1.0 mm in common, the decrease in durability in Comparative Example 2A is due to the opening width d of the cell 4. It is thought to be due to change. Since the average particle size of the charged material in the experiment was 10 mm, in Comparative Example 2A, even the charged material having a relatively large particle size entered the cell 4 to advance the wear of the base material 2. As a result, it is considered that the life of the wear-resistant liner 1 is shorter than before. From this result, it can be seen that in the wear-resistant liner 1, the opening width d of the cell 4 is preferably less than the average particle diameter of the charge that contacts the surface 1 s of the wear-resistant liner 1.

次に、超硬合金部材の厚さｔについて、実施例２Ａ（厚さｔが１．０ｍｍ）および実施例２Ｃ（厚さｔが１．５ｍｍ）では寿命が従来例と同等であるものの、比較例２Ｂ（厚さｔが０．８ｍｍ）では寿命が従来例の半分になっている。実施例２Ａ、実施例２Ｃおよび比較例２Ｂでは、セル４の開口幅ｄがいずれも１０ｍｍで共通であるため、比較例２Ｂにおける耐久性の低下は、超硬合金部材の厚さｔの変化によるものであると考えられる。超硬合金部材の座屈に対する強度は厚さｔによって決まることから、耐摩耗ライナー１において、超硬合金部材の厚さｔは、１ｍｍ以上であることが望ましいことがわかる。 Next, with regard to the thickness t of the cemented carbide member, the lifespan in Example 2A (thickness t is 1.0 mm) and Example 2C (thickness t is 1.5 mm) is the same as that of the conventional example. In Example 2B (thickness t is 0.8 mm), the lifetime is half that of the conventional example. In Example 2A, Example 2C, and Comparative Example 2B, since the opening width d of the cell 4 is 10 mm in common, the decrease in durability in Comparative Example 2B is due to the change in the thickness t of the cemented carbide member. It is thought to be a thing. Since the strength against buckling of the cemented carbide member is determined by the thickness t, it is understood that the thickness t of the cemented carbide member in the wear-resistant liner 1 is desirably 1 mm or more.

本実施例では、四角形断面のセル４が配列されたセル構造体を採用した耐摩耗ライナー１について、セル４の開口幅ｄおよび超硬合金部材の厚さｔのより好ましい値を検証した。なお、例えば図２（Ａ）などに示すように、六角形断面や三角形断面、円形断面などのセル４が配列されたセル構造体を採用した耐摩耗ライナーについても同様のことがいえる。例えば、セル４が六角形断面の場合、セル４の開口幅（断面における内接円の直径＝六角形の対辺の距離）ｄは耐摩耗ライナー１の表面１ｓに接触する装入物の平均粒径未満であることが望ましく、超硬合金部材の厚さｔは１ｍｍ以上であることが望ましい。 In this example, for wear-resistant liner 1 employing a cell structure in which cells 4 having a square cross section are arranged, more preferable values of opening width d of cell 4 and thickness t of the cemented carbide member were verified. For example, as shown in FIG. 2A, the same can be said for the wear-resistant liner that employs a cell structure in which cells 4 such as a hexagonal cross section, a triangular cross section, and a circular cross section are arranged. For example, when the cell 4 has a hexagonal cross section, the opening width of the cell 4 (diameter of the inscribed circle in the cross section = distance between the opposite sides of the hexagon) d is the average grain size of the charge that contacts the surface 1s of the wear-resistant liner 1. It is desirable that the diameter is less than the diameter, and the thickness t of the cemented carbide member is desirably 1 mm or more.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.

例えば、上記の実施形態では、耐摩耗ライナーが高炉の旋回シュートに設置されたが、本発明の実施形態はこのような例には限られない。本発明の実施形態に係る耐摩耗ライナーは、例えば製鉄における他の工程や、セメント製造、鉱石採掘および精錬など、さまざまな製造業、鉱工業、建設業などにおいて、耐摩耗性を要するシュートなどの各種装置に設置されうる。 For example, in the above-described embodiment, the wear-resistant liner is installed on the turning chute of the blast furnace, but the embodiment of the present invention is not limited to such an example. The wear-resistant liner according to the embodiment of the present invention includes various processes such as chutes that require wear resistance in various manufacturing industries such as other processes in iron making, cement manufacturing, ore mining and refining, mining industry, construction industry, etc. Can be installed in the device.

１耐摩耗ライナー
２母材
３超硬合金
４セル
５構造体
６貫通孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wear-resistant liner 2 Base material 3 Cemented carbide 4 Cell 5 Structure 6 Through-hole

Claims

A wear-resistant liner in which cemented carbide is embedded in the surface layer of the base material,
The wear-resistant liner, wherein the cemented carbide forms a cell structure in which cells opened in a direction perpendicular to the surface of the wear-resistant liner are continuously or discretely arranged.

The wear-resistant liner according to claim 1, wherein a diameter of an inscribed circle in a cross section of the cell is less than an average particle diameter of a material that contacts a surface of the wear-resistant liner.

The wear-resistant liner according to claim 1 or 2, wherein a thickness of the cemented carbide member defining the cell is 1 mm or more.

The wear resistance according to any one of claims 1 to 3, wherein the cells have a hexagonal cross section, a square cross section, or a triangular cross section to form a continuously arranged honeycomb structure. liner.

The wear resistant liner according to any one of claims 1 to 4, wherein a through hole is formed in the cemented carbide member defining the cell.