JP3677390B2

JP3677390B2 - 粉砕装置

Info

Publication number: JP3677390B2
Application number: JP13700198A
Authority: JP
Inventors: 達夫高田; 文夫松永
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1998-05-19
Filing date: 1998-05-19
Publication date: 2005-07-27
Anticipated expiration: 2018-05-19
Also published as: JPH11319599A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はセラミックピンを配設したケーシング内に被粉砕物を投入して、セラミックピンの回動により粉砕する粉砕装置に関し、たとえばケージ型粉砕装置などのケ−シング内に円盤を配し、この円盤にセラミックピンを配設し、円盤の回転によりセラミックピンを回動させて、岩石や砂利、あるいは天然または人工の鉱石などの被粉砕物を小さく粉砕する衝撃型の粉砕装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記のような硬質の被粉砕物を粉砕するには、セラミックピンから構成されたケ−ジ部材を円盤上に同心円状に配設し、この円盤の回転によりセラミックピンを回動させ、粉砕をおこなうケージ型粉砕装置が使用されている。
【０００３】
ところが、長期間にわたって使用するとセラミックピンが磨耗したり、チッピングするという問題があり、そのためにアルミナ質焼結体、ジルコニア質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化珪素質焼結体などで構成し、これによって曲げ強度が３０ｋｇ／ｍｍ²（２９４ＭＰａ）以上、ビッカース硬度が１２００ｋｇ／ｍｍ²（１１．８ＧＰａ）以上になることが提示されている（特開平９−１０６１０号参照）。
【０００４】
また、このようなケージ型粉砕装置において、磨耗や破損したセラミックピンのみを交換できるようにするために、セラミックピンの一方端のみを円盤に取り付ける技術も提案されている（特開平９−７０５４８号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかるセラミックピンを使用した粉砕装置の場合には、その長尺形状のために、さらに優れた耐磨耗性および高強度、ならびに高靱性のセラミックピンを用いることが求められているが、いまだ満足し得る程度のセラミックピンが存在しなかった。
【０００６】
とくに一端を固定し、他端を開放状態にしたセラミックピンでもって粉砕するものである場合には、両端を固定したセラミックピンと比べ、耐磨耗性、高強度および高靱性がもっとも要求されるのであるが、そのための材料開発が進められていなかった。
【０００７】
したがって、より長い寸法のピンにすることに限界があり、そのために被粉砕物が投入されるケーシング内の容積を大きくすることができず、この結果、粉砕効率が低下していた。
【０００８】
本発明は叙上に鑑みて完成されたものであり、その目的は硬度、靱性、強度などをさらに高めた窒化珪素質焼結体を開発し、それでもってセラミックピンを構成し、これによって磨耗や破損を低減し、長手寸法をさらに増し、その結果、粉砕効率を高めて生産コストを下げた粉砕装置を提供することにある。
【０００９】
なお、特開平８−２０６５２４号には３点曲げ強度で９０ｋｇｆ／ｍｍ²（８８３ＭＰａ）のサイアロン焼結体もしくは８５ｋｇｆ／ｍｍ²（８３４ＭＰａ）の窒化珪素質焼結体からなるセラミックピンが提示されているが、硬度や靱性をさらに高めてセラミックピンを長くする技術について、記載されていない。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の粉砕装置は、セラミックピンを配設したケーシング内に被粉砕物を投入し、このセラミックピンの回動により被粉砕物を粉砕する構成であって、上記セラミックピンはβ−窒化珪素結晶相と、Ｙおよび／または希土類元素と珪素とアルミニウムと酸素とからなる粒界相を含む窒化珪素質焼結体からなり、この窒化珪素質焼結体は窒化珪素を７５％〜９５重量％、Ｙおよび／または希土類元素を酸化物換算量で１〜１０重量％、アルミニウムを酸化物換算量で０．０１〜５重量％、不純物的酸素を酸化珪素換算で１０重量％以下の割合で含み、密度が３．２ｇ／ｃｍ³以上、気孔率が３％以下、平均ボイド径が５μｍ以下であることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の粉砕装置を衝撃型の装置を例にして詳述する。
ケージ型粉砕装置
図１はケージ型粉砕装置の断面図、図２はセラミックピンの一部拡大断面図、図３は図２における切断面線Ｘ−Ｘによる横断面図である。また、図４は他のケージ型粉砕装置の断面図、図５はセラミックピンの一部拡大断面図である。
【００１２】
図１のケージ型粉砕装置１において、２はケ−シング、３はケ−シング２の内壁面に形成した保護ライナ−、４は被粉砕物の投入口、５は破砕されたものの排出口である。また、ケ−シング２内には２つのケ−ジ部材Ａ、Ｂが配設され、ケ−ジ部材Ａについては、回転円盤６とバンド８に回転軸１２を貫通させ、さらに回転円盤６上に複数のセラミックピン１０を同心円状に、かつ等間隔となるように立設し、そのセラミックピン１０の他方端をバンド８に係止させ、各セラミックピン１０を回転円盤６とバンド８との間で挟持した構造である。
【００１３】
他方のケ−ジ部材Ｂについても、回転円盤７とバンド９に回転軸１３を貫通させ、さらに回転円盤７上に複数のセラミックピン１１を同心円状に、かつ等間隔になるように立設し、そのセラミックピン１１の他方端をバンド９に係止させ、各セラミックピン１１を回転円盤７とバンド９との間で挟持している。
【００１４】
このようにサイズの異なる２つのケ−ジ部材Ａ、Ｂを回転軸１２、１３に対し同軸となるように配設するとともに、各回転軸１２、１３を駆動軸１４を介してモ−タ（不図示）を接続し、そして、回転軸１２、１３の回転にともなって回転円盤６、７が回転し、セラミックピン１０、１１が回動するようになっている。
【００１５】
上記構成のケージ型粉砕装置１でもって被粉砕物を粉砕するには、モ−タによりケ−ジ部材Ａ、Ｂを、相互に逆方向に回転させた状態でもって、投入口４より被粉砕物を投入すると、小径で回動しているケ−ジ部材Ｂのセラミックピン１１と衝突し、次いで大径で回動しているケ−ジ部材Ａのセラミックピン１１と衝突し、続けてケ−シング２の保護ライナ−３と衝突し、これにより、相当に小さくなった粒子に粉砕され、かかる粉砕粒子はケ−シング２の排出口５より取り出される。
【００１６】
次に図２および図３に示すケージ部材Ａのセラミックピン１０を述べる。ただし、ケージ部材Ｂのセラミックピン１１も同様である。
【００１７】
このセラミックピン１０は中空の円柱状もしくは円筒状であって、その長尺状の孔１５には両端部にメネジ部１７を備えた金属軸１８を挿入させている。この孔１５の一方もしくは両方の端の内面付近にはキー溝１６を形成し、セラミックピン１０の端の内面にもキー溝１９を形成している。そして、孔１５に金属軸１８を挿入し、セラミックピン１０のキー溝１９と金属軸１８のキー溝１６との双方で間隙を形成し、その間隙にセラミックス、金属、硬質ゴム、プラスチック、および樹脂などからなるキー２０を係合させ、これにより、金属軸１８に対しセラミックピン１０を固定する。
【００１８】
また、上記金属軸１８とセラミックピン１０は、双方の長手寸法をほぼ同等にし、さらにセラミックピン１０の両端面にリング状をしたスペーサ２１と弾性部材２２とを配し、これらを介して回転円盤６とバンド８を配設している。しかも、金属軸１８の各メネジ部１７にボルト２３を螺入し、これにより、セラミックピン１０を回転円盤６およびバンド８との間で挾持している。また、回転円盤６およびバンド８の周囲全体には、被粉砕物との衝撃による磨耗を防止するためにセラミックスからなる保護ライナー２４、２５、２６が固着されている。
【００１９】
上記のように弾性部材２２を設けることで、セラミックピン１０の長手方向が精度よく位置決めでき、さらにキー２０が抜けないようにする防止できる。しかも、金属軸１８の一方端のメネジ部１７は逆ネジとし、ボルト２３の締め付け時に他方端のボルト２３が緩まないようにする方がよい。
【００２０】
上記構成のケージ型粉砕装置１では、各セラミックピン１０、１１を回転円盤６とバンド８、または回転円盤７とバンド９とでもって挾持しているが、これに代えて図４に示すように各セラミックピン１０ａ、１１ａを回転円盤６、７、円盤９ａだけで固定してもよい。
【００２１】
すなわち、図４のケージ型粉砕装置１ａのように前記ベルトを使用しないで、回転円盤６、７、円盤９ａの上に先細りの金属軸１８ａを立設し、この金属軸１８ａに、その先細り形状と密着させるようにセラミックピン１０ａを貫通させている。そして、円盤９ａについては、ライナー（内貼り）８ａで固定されている。
【００２２】
また、図５のセラミックピン１０ａについては、２７は金属軸１８ａの一端に設けたオネジ部であり、このオネジ部２７にネット２８を設けている。２９はセラミックピン１０ａに対するクッション部である。
【００２３】
上記構成のケージ型粉砕装置１ａによれば、下記のような利点がある。
すなわち、ケージ部材は被粉砕物との衝撃により磨耗するために、定期的なメンテナンスが必要となり、とくにセラミックピンおよびバンドの磨耗が激しく、位相角をずらしたり、反転させて再使用しているが、このような作業の度にクレーンやレッカー等を用いた大がかりな作業でもってケージ部材をケーシング内から取り出しており、さらにケージ部材の組立に多大な労力と時間を要し、作業効率が低下していた。これに対し、ケージ型粉砕装置１ａにおいては、ケージ部材をケーシングより外さないでも、１本もしくは数本のセラミックピンが交換でき、それを熟練技術者でなくても調整して接合することができ、その結果、メンテナンスが非常に容易になる。
【００２４】
セラミックピンの材質
前記セラミックピン１０、１１については、窒化珪素質焼結体に対し下記のように成分組成、密度、気孔率およびボイド径を規定することで、優れた強度を得られ、靱性を高め、これによって粉砕に当たって摩耗の少ない優れたセラミックピン１０、１１となる。
【００２５】
このような窒化珪素質焼結体はβ−窒化珪素結晶相と、Ｙおよび／または希土類元素と珪素とアルミニウムと酸素とからなる粒界相とから構成する。そして、窒化珪素（Ｓｉ₃Ｎ₄）を７５〜９５重量％、好適には８０〜９０重量％、Ｙおよび／または希土類元素（ＲＥ）を酸化物（Ｙ₂Ｏ₃および／またはＲＥ₂Ｏ₃）換算量で０．５〜１０重量％、好適には３〜８重量％、アルミニウムを酸化物（Ａｌ₂Ｏ₃）換算量で０．０１〜５重量％、好適には１〜３重量％、不純物的酸素を酸化珪素（ＳｉＯ₂）換算で１０重量％以下、好適には８重量％以下の割合で含む。また、密度を３．１７ｇ／ｃｍ³以上、好適には３．２３ｇ／ｃｍ³以上に、気孔率を３％以下、好適には１．５％以下、平均ボイド径を５μｍ以下にするとよい。
【００２６】
窒化珪素が７５重量％未満の場合には、焼結助剤が多くなるために、硬度が低下し、耐磨耗性が劣化し、９５重量％を越えると、焼結性が劣り、緻密化しなくなる。
【００２７】
Ｙおよび／または希土類元素が酸化物換算量で０．５重量％未満の場合には、焼結性が劣り、緻密化しなくなり、１０重量％を越えると、硬度が低下し、耐磨耗性が劣化する。上記希土類元素としては、Ｅｒ、Ｙｂ、ＬｕおよびＳｍ等がある。
【００２８】
アルミニウムが酸化物換算量で０．０１重量％未満の場合には、焼結性が劣り、緻密化しなくなり、５重量％を越えると、硬度が低下し、耐磨耗性が劣化する。
【００２９】
不純物的酸素が酸化珪素換算で１０重量％を越えると、ＳｉＯ₂量が増して耐磨耗性が劣化する。なお、不純物的酸素とは、焼結体中の全酸素量から焼結体中のＹまたは希土類元素（ＲＥ）およびＡｌに対して化学量論組成（ＲＥ₂Ｏ₃およびＡｌ₂Ｏ₃）で結合していると仮定される酸素量を差し引いた残りの酸素量であり、そのほとんどは窒化珪素粉末中の不可避的酸素または意図的に添加されたＳｉＯ₂成分より構成される。
【００３０】
密度が３．１７ｇ／ｃｍ³未満の場合には粉砕時において、セラミックピンの磨耗が大きくなる。
【００３１】
気孔率が３％を越えると、大きな脱粒が生じやすくなり、耐磨耗性が劣化する。
【００３２】
また、平均ボイド径が５μｍを越えると、ボイドが破壊源となり、強度や耐衝撃性が低下し、微小な欠け、脱粒が増し、これによって耐磨耗性が劣化する。好適には５〜３０μｍのボイド径が３０％以下の割合で、３０μｍを越えるボイド径が５％以下の割合で、残部が５μｍ未満のボイド径になるようなボイド分布にするとよい。このようなボイド分布にすると、ボイドを均一に点在させることができ、破壊源であるクラックが発生した場合でも、その進展を防止することができ、これにより、高い耐衝撃性が達成できる。
【００３３】
このようにボイドを均一に点在させるには、窒化珪素原料を混合粉砕し、造粒なしに、成形、焼成したり、混合粉末を一旦造粒した後、この造粒した粉体を成形時に成形圧力を十分に上げて造粒粉体をつぶすことにより、均一に点在させることができる。なお、ボイド径分布は、原料粉末と成形時の圧力、さらには焼成温度などの焼成条件による緻密化の程度など周知の手法によって制御できる。
【００３４】
また、窒化珪素質焼結体をβ−窒化珪素結晶相と上述のような粒界相により構成するには、α−Ｓｉ₃Ｎ₄含有量の大きい成形体を作製し、これを焼成すると針状のβ−窒化珪素結晶相の生成を増加させ、これにより、焼結体の強度および靱性が高くなる。そこで、窒化珪素原料としてα化率が９０％以上の窒化珪素粉末を用いると、窒化後の成形体のα−Ｓｉ₃Ｎ₄の含有量を高めることができる点でよい。もしくは窒化珪素原料の８０重量％以下の範囲内の相当量を珪素粉末に置き換え、その珪素粉末を低温で窒化しても同様である。
【００３５】
かくして得られた窒化珪素質焼結体によれば、ビッカ−ス硬度は１４ＧＰａ以上、破壊靱性値（Ｋ１Ｃ) は６．０ＭＰａ√ｍ以上、強度は８００ＭＰａ以上が達成され、被粉砕物との衝撃に対し十分に耐えられるような強度と耐磨耗性が得られた。
【００３６】
したがって、図４に示すケージ型粉砕装置１ａであれば、セラミックピンの付け根の部分に大きな応力がかかり、そのためにクラックや折れなどの破損が生じやすく、しかも、長期間にわたる使用によりセラミックピンが磨耗して、強度低下を引き起こしやすいのであるが、上記の程度にまで高硬度、高靱性、高強度が達成されたことで、セラミックピンを従来よりもさらに長くすることができた。
【００３７】
また、上記窒化珪素質焼結体には、Ｍｇ、Ｗ、Ｍｏ、Ｍｎ、ＣｕおよびＦｅの酸化物、窒化物、酸窒化物もしくは珪化物の群から選ばれる少なくとも１種を８重量％以下の割合で含有させてもよく、これにより、焼結性を高め、緻密化を促進し、その結果、焼結体の強度および靱性を向上させる。
【００３８】
さらにまた、上記窒化珪素質焼結体によれば、ラマン分光分析法によって検出される程度に微量のＳｉを焼結体中に存在させると、強度および靱性を向上させる点でよい。好適にはβ−窒化珪素の２０６ｃｍ^-1付近に存在するピークの強度をＸ₁、Ｓｉの５２１ｃｍ^-1付近のピークの強度をＸ₂としたとき、Ｘ₂／Ｘ₁で表されるピーク比が０．２〜３、最適には１〜２になるように存在させるとよい。
【００３９】
次に本発明の窒化珪素質焼結体の製造方法を述べる。
【００４０】
窒化珪素粉末としては、平均粒径が０．４〜１．２μｍ、不純物酸素量が１．５重量％以下、たとえば０．５〜１．５重量％にするよく、結晶相としてはα−Ｓｉ₃Ｎ₄、β−Ｓｉ₃Ｎ₄のいずれでもよい。焼結性を高めるためにはα化率を９０％以上にするとよい。
【００４１】
また、上記窒化珪素粉末の８０重量％以下の相当量に対し珪素粉末に置き換え、珪素粉末を低温で窒化し、成形体中のα−Ｓｉ₃Ｎ₄含有量を高めてもよい。
【００４２】
このようにα−Ｓｉ₃Ｎ₄含有量の大きい成形体を焼成すると、前述した柱状のβ−窒化珪素結晶相の生成を増加させることができ、焼結体の強度および靱性を高くできる。
【００４３】
このような窒化珪素粉末に対して、希土類元素酸化物粉末、Ａｌ₂Ｏ₃粉末、必要に応じてＳｉＯ₂粉末を混合し、焼成前の成形体組成が、Ｙまたは希土類元素のうちの少なくとも１種の酸化物換算量が０．５〜１０重量％、好適には３〜８重量％、アルミニウムが酸化物換算で０．０１〜５重量％、好適には１〜３重量％、さらには成形体中の全酸素量から希土類元素酸化物粉末およびＡｌ₂Ｏ₃粉末中の各酸素分を差し引いた残りの酸素量が、ＳｉＯ₂換算で１０重量％以下、好適には８重量％以下となるように添加する。
【００４４】
さらに必要に応じ、Ｍｇ、Ｗ、Ｍｏ、Ｍｎ、ＣｕおよびＦｅの酸化物、窒化物、酸窒化物もしくは珪化物のうちの少なくとも１種の粉末を８重量％以下の割合で添加混合する。
【００４５】
このような混合粉末をメッシュパス造粒、スプレー造粒、乾式造粒等により３０〜３００μｍの大きさの造粒体を形成し、次いで公知の成形法、たとえばプレス成形、鋳込み成形、押し出し成形、射出成形、冷間静水圧成形などにより所望の形状に成形する。
【００４６】
そして、成形体をＳｉＯを含む窒素雰囲気下で１６５０〜１９５０℃の温度で常圧焼成する。ＳｉＯの雰囲気は、ＳｉＯ₂＋Ｓｉ、もしくはＳｉＯ₂＋Ｓｉ₃Ｎ₄の混合粉末を成形体が収納される焼成鉢内に一緒に入れて焼成することで得られる。
【００４７】
そして、この焼成によって焼結体密度が３．２０ｇ／ｃｍ³以上となる条件で焼成緻密化する。すなわち、焼成温度を、窒化珪素が常圧にてＳｉ₃Ｎ₄が珪素と窒素ガスに分解する平衡温度よりも約３０℃低い温度範囲でもって焼成し、ごく微量のＳｉ₃Ｎ₄を分解させるとよい。この分解によって、生成されたＳｉが粒界中に粒子として存在することになる。なお、Ｓｉ量は、上記温度範囲での保持時間などにより任意に制御することが可能である。
【００４８】
さらに上記のようにして常圧焼成によってＳｉが特定範囲にて析出した焼結体を熱間静水圧焼成によって、１６００〜１８００℃の温度で窒素ガスまたはアルゴンガス中で１０００〜２０００ａｔｍの圧力下で焼成し、いっそう緻密化を図ることもできる。
【００４９】
【実施例】
（例１）
窒化珪素（Ｓｉ₃Ｎ₄）粉末、各種のＹまたは希土類元素の酸化物（ＲＥ₂Ｏ₃）、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）および酸化珪素（ＳｉＯ₂）の各粉末を用いて、各成分が表１および表２に示す組成になるように調合し、スプレードライによって粒径が４０〜２００μｍの造粒体を作製した。その後、１〜３ｔｏｎ／ｃｍ²の圧力でもってラバープレス（アイソスタテイックプレス）成形をおこなった。なお、ＳｉＯ₂量はＳｉ₃Ｎ₄粉末中の不純物酸素をＳｉＯ₂換算したものも含む。
【００５０】
各成形体を炭化珪素質の匣鉢に入れ、カーボンヒータを用いて、成形体重量の５％のＳｉＯ₂＋Ｓｉ（重量比で１：１）混合粉末を配置し、表１、２の条件で５時間、常圧焼成した。ただし、試料Ｎo.２６については、ＳｉＯ₂＋Ｓｉ混合粉末を配置せずに焼成した。
【００５１】
成形体中にＳｉ粉末を含まない場合には、窒素圧９気圧の窒素中、表１、２の焼成温度で５時間焼成し、その後に炉冷して焼結体を得た。また、Ｓｉ粉末を含む場合には、１１５０℃で５時間加熱して窒化させ、その後に表１、２の焼成温度で５時間焼成し、続けて炉冷して焼結体を得た。なお、ボイドの大きさは成形時の圧力によって制御した。
【００５２】
比較例としてアルミナ焼結体やジルコニア焼結体も作製した。
【００５３】
【表１】

【００５４】
【表２】

【００５５】
かくして得られた各焼結体に対して、密度、気孔率、強度、靭性、硬度、ボイド分布状態を以下の方法で測定したところ、表３、４に示すような結果が得られた。
【００５６】
密度および気孔率は、ＪＩＳＲ１６０１にて規定された条件の形状にまで加工し、アルキメデス法に基づく比重測定から求めた。
【００５７】
強度は、ＪＩＳＲ１６０１に基づき室温の４点曲げ抗折強度試験をおこなって求めた。靭性は鏡面仕上げをおこなった試料に対して、ＪＩＳ−Ｒ１６０７に基づく室温での破壊靱性を測定することで求めた。
【００５８】
硬度はビッカース硬度（荷重２ｋｇ）により測定した。
【００５９】
さらにボイドの状態はＳＥＭや実体顕微鏡を用いて平均ボイド径、ボイドの分布状態を調べた。
【００６０】
さらに、得られた焼結体に対して、ラマン分光分析法により窒化珪素の２０６ｃｍ^-1のピーク強度Ｘ₁と、Ｓｉの５２１ｃｍ^-1のピーク強度Ｘ₂とのＸ₂／Ｘ₁比を求めた。
【００６１】
摩耗試験として下記のとおり摩耗率を求める試験をおこなった。摩耗率については、６０ｍｍ×３０ｍｍ×６ｍｍの試料板を作製し、表面を平滑に仕上げて評価面となし、この面に対してメディアとして水を含んだＳｉＣ製ＧＣ＃２４０番（８０〜１３０μｍ）を噴射圧力３．０ｋｇ／ｃｍ²で、３分間、試料板に直角（９０°）にあてることで、試料板の重量変化を測定し、これを摩耗率とした。なお、上記噴射のノズル径はφ７．６ｍｍとし、衝突距離は１０ｍｍとした。
【００６２】
【表３】

【００６３】
【表４】

【００６４】
これらの表から明らかなとおり、本発明の試料については、強度、靭性、硬度ならびに耐磨耗性のいずれの特性とも優れていることがわかる。
【００６５】
（例２）
次にアルミナ（試料Ｎｏ．２８）、炭化珪素（ＳｉＣ約９８％、Ｙ₂Ｏ₃約０．５％、Ａｌ₂Ｏ₃約１．５％）、従来の窒化珪素質焼結体（試料Ｎｏ．２２）および本発明の窒化珪素質焼結体（試料Ｎｏ．１０）について、長さ１７０ｍｍ、内径φ２０ｍｍ、φ５０ｍｍ、外径φ８０ｍｍのセラミックピンを作製し、図４の粉砕装置１ａに装着し、稼働試験をおこなった。すなわち、砂利１００ｋｇを投入し、４０時間粉砕し、経時的にクラック発生の状況を調べたところ、アルミナでは１０時間経過で、炭化珪素では２０時間経過で、従来の窒化珪素質焼結体では３０時間でクラックが発生したのに対し、本発明の窒化珪素質焼結体では４０時間経過してもまったくクラックが発生しなった。
【００６６】
（例３）
従来の窒化珪素質焼結体（試料Ｎｏ．２２）および本発明の窒化珪素質焼結体（試料Ｎｏ．１０）について、内径φ２０ｍｍ、φ５０ｍｍ、外径φ８０ｍｍのセラミックピンを作製し、さらに長さを変えることで、各種セラミックピンを作製した。そして、図４の粉砕装置１ａに装着し、稼働試験をおこなった。砂利１００ｋｇを投入し、４０時間粉砕し、経時的にクラック発生の状況を調べたところ、表５に示すとおりの結果が得られた。この表においてはクラックが発生した経過時間を表す。
【００６７】
【表５】

【００６８】
この表から明らかなとおり、いずれもセラミックピンが長くなるとクラックが発生しやすいが、本発明の１７０ｍｍ寸法のセラミックピンでは４０時間経過してもまったくクラックが発生しなかった。
【００６９】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明の粉砕装置によれば、組成を規定した硬度、靱性、強度に優れた窒化珪素質焼結体でもってセラミックピンを構成したことで、磨耗や破損を低減したり、なくすことができ、これによって長手寸法をさらに増し、粉砕の容積を大きくすることができ、その結果、粉砕効率を高めて生産コストが低減できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のケージ型粉砕装置の断面図である。
【図２】セラミックピンの一部拡大断面図である。
【図３】図２における切断面線Ｘ−Ｘによる横断面図である。
【図４】本発明の他のケージ型粉砕装置の断面図である。
【図５】セラミックピンの一部拡大断面図である。
【符号の説明】
Ａ、Ｂケ−ジ部材
１ケージ型粉砕装置
２ケ−シング
４投入口
５排出口
６回転円盤
８、９バンド
１０、１１セラミックピン
１２、１３回転軸

Claims

セラミックピンを配設したケーシング内に被粉砕物を投入して、上記セラミックピンの回動により被粉砕物を粉砕せしめる粉砕装置であって、上記セラミックピンはβ−窒化珪素結晶相と、Ｙおよび／または希土類元素と珪素とアルミニウムと酸素とからなる粒界相を含む窒化珪素質焼結体からなり、この窒化珪素質焼結体は窒化珪素を７５％〜９５重量％、Ｙおよび／または希土類元素を酸化物換算量で０．５〜１０重量％、アルミニウムを酸化物換算量で０．０１〜５重量％、不純物的酸素を酸化珪素換算で１０重量％以下の割合で含み、さらに密度が３．１７ｇ／ｃｍ³以上、気孔率が３％以下、平均ボイド径が５μｍ以下であることを特徴とする粉砕装置。