JP4579668B2 - 篩分器 - Google Patents

Description

本発明は土砂や原料、鉱石、廃棄物の搬送、篩分けに用いる篩分器に関する。

篩分器は、複数の格子材を所定間隔（目開き）で配置した格子を用いて、土砂や原料、鉱石、廃棄物等の被処理物を搬送、篩分けする。この篩分器に用いられる格子は、使用中に摩耗し目開きが大きくなると交換されるが、特に被処理物に硬質物が含まれている場合には短期間で摩耗が進行するので、その交換の頻度が高くなるという問題がある。

格子の耐摩耗性を向上させるためには、格子材を耐摩耗性に優れた硬質材で作ることが考えられるが、耐摩耗性に優れた硬質材は、耐衝撃性（強度、靭性）に劣るので被処理物の衝撃で容易に破壊するため適当でない。また、硬質物の鉱石を処理する篩分器においては、一般的に高Ｃｒ鋳鉄製の格子が使用されるが、高Ｃｒ鋳鉄製の格子においても、耐摩耗性を向上させるために炭素や合金元素の添加量を増すと耐衝撃性が劣化するので、構造材としての耐衝撃性（強度、靭性）を確保するためには十分な耐摩耗性は望めない。そのほか、特許文献１〜３に見られるように、様々な格子（篩網）の改善が提案されているが、いずれも耐摩耗性と耐衝撃性（強度、靱性）の両立は十分とは言えない状況にある。

これに対して、本発明者らは、図５に示すように、強度と靭性に優れた格子材１の表面に溶接肉盛で硬質層２を形成したものを試みた。この構造では、構造材としての耐衝撃性（強度と靭性）は格子材１が負担し、耐摩耗性は硬質層２が負担するので、耐衝撃性と耐摩耗性の両立が図られ、篩分器の格子の耐用性は向上した。しかし、溶接肉盛で得られる硬質層の厚みは３〜１０ｍｍ程度が限界で、この硬質層が摩耗した後は短期間で摩耗してしまうという問題があった。また、硬質層厚みを増加させるために、多層盛溶接しても溶接金属が脆く、容易に割れや欠落を生じてしまうので耐摩耗性は改善できなかった。
特開平１１−１１４４９８号公報 特平２００２−４５７９４号公報 特平２００４−６６１１５号公報

本発明が解決しようとする課題は、篩分け用の格子の耐衝撃性を確保しつつ耐摩耗性を向上させて、篩分器の耐用性を向上させることにある。

本発明の篩分器は、炭素鋼製の格子材の上面全体を露出させ、格子を構成する格子材の目開き面、すなわち、対向する格子材の各対向面の上部に、溶接肉盛により硬質層を形成して硬質層を格子材の目開き面に一体化させており、硬質層の厚みが、硬質層を含めた格子材の全体厚みの１０〜７０％を占めていることを特徴とする。

言い換えれば、本発明は、目開き面に耐摩耗性に優れた硬質層を形成することで、格子における被処理物落下方向の硬質層長さを増加させたものである。

本発明の場合、格子材の表面（上面）、すなわち、被処理物の落下面には、耐摩耗性に劣る格子材が露出するが、目開き面の硬質質の厚みが、硬質層を含めた格子材の全体厚みの１０％あれば実用上の問題は無い。また、硬質層の厚みの占める割合が増加すれば耐摩耗性も向上するが、７０％でその効果は飽和し、逆に、耐衝撃性（強度、靭性）を負担する格子材の割合か減少するので好ましくない。したがって、硬質層の厚みは、硬質層を含めた格子材の全体厚みの１０〜７０％を占めるようにする。

本発明では、格子材の目開き面に硬質層を形成しており、この硬質層は、被処理物の落下方向に任意の長さで形成することができる。したがって、耐摩耗性を向上させるためには、硬質層の被処理物落下方向の長さを長くすることで対応でき、格子材が持つ耐衝撃性を損なうことがない。このように本発明によれば、格子材の耐衝撃性を確保しつつ耐摩耗性を向上させることができ、篩分器の耐用性を大幅に改善することができる。

また、硬質層の被処理物落下方向の長さは容易に変更可能であるので、被処理物の性状に応じて所望の耐摩耗性を容易に設定することができ、産業上の利用価値は大である。

以下、図面に示す実施例に基づき本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の一実施例を示す断面図である。本実施例では、格子材１として１２×６５×１０００ｍｍの炭素鋼を用い、この格子材１の目開き面の両方に、多量の炭化物を含む高Ｃｒ鋳鉄系の溶接材料を用いて溶接肉盛を行い硬質層２を形成した。得られた格子材１の断面形状を図２に示す。同図に示すように、本実施例では、溶込みを含む厚み６ｍｍの硬化層２を長さ２４ｍｍにわたり形成した。そして、溶接肉盛後の格子材１を３０ｍｍ間隔で配置し目開き８ｍｍの格子を形成した。なお、この例において、硬質層２を含めた格子材１の全体厚み（Ｗ）に占める硬化層２の厚み（Ｗ−ｗ）の割合は５５％である。

上述のように、本実施例では、６ｍｍ厚で被処理物落下方向に２４ｍｍの硬化層２を形成した。したがって、先に、図５で示した従来の格子材の表面に同じ６ｍｍ厚の硬質層を形成した場合に比して、本実施例の耐用性は４倍となる。また、図５の従来例の場合、硬質層の厚みは、溶接肉盛の厚みとなるので、溶接条件を調整したとしても、精々３〜１０ｍｍの範囲でしか変えることはできないが、本発明では、被処理物落下方向に溶接肉盛を延長することで、硬質層を延長し、硬質層の実質上の厚さを任意に増加させることかできる。すなわち、硬質層の長さを調整することで、任意に所望の耐摩耗性を得ることができる。

以下、硬質層を含めた格子材の全体厚み（Ｗ）に占める硬質層の厚み（Ｗ−ｗ）の割合と耐摩耗性の関係についての試験例を説明する。

図３は、試験片の形状を示す断面図で、これらは格子材である炭素鋼と硬質層としての高Ｃｒ鋳鉄を拡散接合法により接合したものである。このうち、（ａ）は格子材１の目開き面の両方に硬質層２を形成したもので、（ｂ）は格子材１と硬質層２とを交互に積層して接合し目開き面に硬質層２を形成したものである。図３（ａ）の試験片はもとより、図３（ｂ）の試験片も格子材の目開き面の硬質層が形成されたものであり、本発明の範囲に属するものである。なお、図３（ｂ）の試験片において格子材の厚み（ｗ）は各格子材の厚みの和（ｗ１＋ｗ２）となる。

図４は、図３の試験片において、硬質層を含めた格子材の全体厚み（Ｗ）に占める硬質層の厚み（Ｗ−ｗ）の割合を変化させて砂摩耗試験を行った結果を示す。図４において●印は図３（ａ）の試験片、○印は図３（ｂ）の試験片による結果を示す。

図４に示すように、耐摩耗性は硬質層の割合とともに変化するが、硬質層の割合が１０％程度で直線関係から外れて摩耗量か減少しており、７０％を超えると摩耗減量は飽和して直線関係に近づいていることが分かる。

本発明の篩分器は、土砂や原料、鉱石、廃棄物の搬送、篩分けに使用するほか、設備の摩耗防止の用途に好適に利用可能である。

本発明の一実施例を示す断面図である。 目開き面に硬質層を形成した格子材の形状例を示す断面図である。 砂摩耗試験の試験片の形状を示す断面図である。 砂摩耗試験の結果を示す。 従来の篩分器における格子の例を示す断面図である。

符号の説明

１ 格子材
２ 硬質層

Claims (1)

1. 複数の炭素鋼製の格子材を所定間隔で配置した格子を有する篩分器であって、格子材の上面全体を露出させ、格子材の目開き面に溶接肉盛により硬質層を形成して硬質層を格子材の目開き面に一体化させており、硬質層の厚みが、硬質層を含めた格子材の全体厚みの１０〜７０％を占めている篩分器。

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