JPH0216378B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は合金、さらに詳述すれば、高度の摩耗
耐性をもつ合金（以下、「高耐摩耗性合金」とい
う）に係わる。

燃料として微粉化石炭を使用するタイプの蒸気
発生シスチムの必須の構成部材は、石炭をかかる
使用に適するよう微粉化するための装置である。
この目的のために多く使用されている装置の１つ
は、特に、当分野でボールミルと称されているも
のである。このようなボールミルの２つの必須構
成部材は、本体部、すなわちハウジング（その内
で、摩砕テーブルが回転可能に積載される）、及
び相互に等間隔に支持された複数の摩砕ロール
（これらは摩砕テーブルと接触し、この摩砕テー
ブル上に置かれた石炭を摩砕、すなわち微粉化す
る）である。かかる目的のため、各摩砕ロールは
シヤフト部材に取付けられるように構成され、こ
れにより、摩砕ロールは摩砕テーブルの表面に対
応して動く。従つて、摩砕ロールをシヤフト部材
に組合せるためには、摩砕ロールは、その中心に
沿つて、好ましくは貫通孔を有する。この貫通孔
のため、シヤフト部材をその内部に取付けること
ができる。それ故、摩砕ロールにおけるかかる貫
通孔の形成を容易にするため、加工容易性により
特徴づけられる材料、すなわち延性鉄の如き比較
的軟かい材料で摩砕ロールを形成することが望ま
れる。

比較的軟かい材料から摩砕ロールを形成するこ
とが望まれる一方、摩砕ロールの少なくとも外表
面は良好な耐摩耗性によつて特徴づけられる材料
で構成されるべきであるとの要求がある。この理
由は、これら摩砕ロールを使用して物質を微粉化
する際には、微粉化される物質の性質等により強
い研摩作用を受けるためである。その結果、摩砕
ロールは、比較的短時間のうちに過剰の摩耗を生
じて使用できないものとなる。換言すれば、摩砕
ロールの使用寿命は比較的短かい。可能であれ
ば、このような結果は明らかに避けられるべきで
ある。これに関連して、ボールミルで使用される
摩砕ロールの摩耗が、主として微粉化される物質
の摩砕特性及びボールミルの生産性（すなわち、
一定時間にボールミルで微粉化される物質の容
量）により左右されることに注意しなければなら
ない。

微粉化器、すなわち摩砕ロールの外表面が、物
質の微粉化に使用できないほど摩耗した場合で
も、ロールの摩砕表面以外の他の部分は通常なお
機能しうる状態にある。すなわち、摩耗した外表
面を除いて、摩砕ロールはなお使用可能である。
このように、製造上の経済性の点から、摩耗した
摩砕ロールを全く新しい摩砕ロールで交換するよ
りも、可能であれば摩砕ロールの外表面の再形成
を行ない、物質の微粉化に再度使用できるように
することは有利である。この場合、摩耗した摩砕
ロールの外表面を再調整（すなわち、再形成）す
るコストは、全く新しい摩砕ロールを製造するよ
りもかなり安価となることが期待される。

全体新しい摩砕ロールを製造する場合に対する
摩耗した摩砕ロールの外表面のみの再形成の場合
の相対コスト以外にも、新しい摩砕ロールによつ
て得られる使用寿命に対する再形成された摩砕ロ
ールによつて得られる使用寿命の問題もある。す
なわち、経済的に実行可能であるためには、再形
成された摩砕ロールの使用寿命が、新しい摩砕ロ
ールから期待される寿命とほぼ等しいか、又は長
いことが望ましい。新しい摩砕ロールを使用する
場合と比較して、再形成された摩砕ロールを使用
することによつて達成されるコストの節約は、再
形成摩砕ロールの寿命が、全体新しい摩砕ロール
を使用する場合の寿命と同等の使用期間を得るた
めに再形成処理を数回行う必要がある程度のもの
であるとの事実によつても失なわれるものであつ
てはならない。要するに、適正な寿命を達成する
のに摩耗した摩砕ロールの外表面再形成処理が複
数回必要となる場合に、そのコストが全体新しい
摩砕ロールの製造コストと等しいか又はこれを越
えるならば、摩耗した摩砕ロールを新しい摩砕ロ
ールで交換する場合と比べて、摩耗した摩砕ロー
ルを再使用することによつては何らコストの節約
は達成されないであろう。

微粉化器用ロールの摩耗寿命を改善するため、
これまでに各種の試みがなされてきた。これらの
試みは、簡単には、３つの基本的なカテゴリーに
分類される。第１は、微粉化器用ロールの製造自
体により及び／又は微粉化器用ロールについて摩
耗後に外表面を再形成することにより改善の達成
を目指す試みである。第２は、微粉化器用ロール
の外表面を形成する目的に利用される改善された
ニツケル−クロム合金の製造を目指す試みであ
る。第３は、微粉化器用ロールの外表面の形成を
目的として利用される改善された高クロム合金の
製造を目指す試みである。

まず微粉化器用ロールの摩耗寿命を改善するよ
う行なわれた上記試みの第１のカテゴリーに属す
るものとしては、たとえば米国特許第4389767号
（1983年６月28日特許）がある。この米国特許に
は、微粉化ロールの外表面（すなわち摩耗表面）
を、かかる微粉化ロールが使用目的に応じて受け
る作用から予測される摩耗性に応じて摩耗後の微
粉化ロールの形状に倣して成形し、この微粉化ロ
ールの外表面に、耐摩耗性の材料の実質的に均一
な層を設けて、微粉化ロールの摩耗表面を形成す
ることを特徴とする微粉化ロールの製法が開示さ
れている。

上記第１のカテゴリーに分類される試みの他の
例としては、同一出願人に係る米国特許出願第
446850号（1982年12月６日）に記載されたもので
ある。この発明の目的は、金属三層構造の微粉化
ロールを提供することにあり、この金属三層ロー
ルの中心（第１又は内側）の層は良好な加工性を
もつ比較的軟かい材料でなり、次の（第２又は中
間）層は中位の耐摩耗性をもつ材料でなり、最後
（第３又は外側）の層は高耐摩耗性材料でなる。

次に上述の試みの第２のカテゴリーに属するも
のの例としては、たとえば英国特許出願第
2027702A号がある。「Nihard」と称される材料
から微粉化ロールの外表面を形成することは、以
前から当業者によく知られていた。これに対し、
この英国特許出願は、白鋳鉄合金（この出願の出
願人であるSheepbridge Equipment Limitedは
「Premium Nihard」と称している）に係わる。
この合金は従来の「Nihard」と称されていた合
金よりも優れた耐摩耗性を有している。英国特許
出願第2027702A号によれば、かかる白鋳鉄合金
（すなわち「Premium Nihard」）は、炭素2.8な
いし3.5％（重量）、ケイ素0.6ないし2.0％、マン
ガン0.05ないし0.5％、イオウ0.05ないし0.25％、
リン0.5ないし1.5％、ニツケル3.5ないし5.0％、
クロム2.5ないし4.5％、モリブデン0.2ないし0.7
％及び鉄残余の組成を有する。さらに、この白鋳
鉄合金は、特に大形鋳物におけるグラフアイトの
生成を阻止するようにビスマス0.01％以下を含有
していてもよいことが記載されている。

次に前述の試みの第３のカテゴリーについて述
べる。これに関連して、「Stoody 103」として知
られている材料が、このような試みの最高の結果
を代表するものである。この材料はStoody社
（カリフオルニア）から販売されている。組成に
関して、とりわけ、炭素〜４％（重量）、マンガ
ン〜5.0％及びクロム〜27.0ないし28.0％を含む旨
記載されている。これに対して、ほとんど認識さ
れない量で含有される場合を除き、モルブデン又
はホウ素を含まない旨述べられている。微粉化ロ
ールに関して、Stoody103は微粉化ロールの外表
面を形成するための溶接被覆材料として広く利用
されている。この場合、Stoody103は微粉化ロー
ルの外部摩耗面を形成する。Stoody103の耐摩耗
性は、従来の「Nihard」と称される材料のもの
よりも1.5ないし２倍優れているといわれている。

これまでに行なわれてきた試みのうち前述の第
３のカテゴリーに分類される試みの他の例は、材
料の進歩をもたらすもので、PCT／US82／
00976号に開示されている。この国際出願の発明
は、耐摩耗性白鋳鉄に係わる。さらに詳述すれ
ば、かかる白鋳鉄は鉄を基剤とし、炭素2.0ない
し4.5％（重量）、ホウ素0.001ないし４％及び
0.001ないし30％のバナジウム、チタン、ニオブ、
タンタル、モリブデン、ニツケル、銅又はクロ
ム、又はこれらの混合物の中から選ばれる１又は
それ以上の合金化元素を含有する。

さらに、摩耗した摩砕ロールの表面を再形成す
ることも公知である。また、摩耗した摩砕ロール
の表面再形成を行なう場合、摩耗した摩砕ロール
の外表面に適当な厚さの溶着物を形成する方式で
行なわれることも公知である。一般には、摩砕ロ
ールへの硬化溶接（hardfacing）により満足でき
る結果が得られるが、若干の問題点がある。

これらの問題点の１つは、摩耗した摩砕ロール
の表面再形成を行なうために特殊な技術を利用す
ることに関連するものである。この技術は肉盛溶
接（bulk welding）であり、この技術によれば、
公知の如く、サブマージドアーク溶接法におい
て、ワイヤ、フラツクス及び肉盛用金属末が使用
される。さらに詳述すれば、この肉盛溶接法によ
れば、肉盛用金属末が基礎金属上に制御された供
給量で供給され、ついで、この金属末上にフラツ
クスが積まれ、金属末及びフラツクスの混合溶融
を介してワイヤが溶接される。金属末は溶着物を
合金化又は溶着率を増加させるよう機能する。

しかしながら、適切な溶接を行なうためには、
肉盛用金属末（摩耗した摩砕ロールの表面再形成
に関連して使用される）が均一であり、非分離性
であることが重要である。そうでなければ、良好
な溶接が行なわれない。摩耗した摩砕ロールの硬
化溶接における重要な要因の１つは炭素含量であ
る。さらに、このような応用面で要求される炭素
の量は極めてわずかであり、従つて、炭素は肉盛
溶接で使用される他の粉末の頂部に浮上する傾向
にある。他方、グラフアイトが他の粉末の頂部で
浮動する場合には、不完全な合金が生ずることに
なり、かかる状況は回避されなければならない。
さらに、微細性のため、グラフアイトは供給装置
を閉塞させる原因となつていた。しかも、この供
給装置の閉塞は、微細なグラフアイトの一部に関
するブリツジ作用（bridging action）の結果と
して生ずると見られていた。

摩耗した摩砕ロールの表面再形成を行なうため
に肉盛溶接法を使用する場合、粉末の不均一性の
問題を解消する１つの方法は、粉末をペレツト化
することであり、これにより、すべての成分が均
質に配合されたペレツトとなる。かかるピレツト
化には、結合剤の添加と共に、ペレツト化するた
めに混合し、結合剤を硬化させる工程を実施する
必要がある。このようなペレツト化法を利用する
ことによる利点は、細かすぎるものを全く含有し
ない均一な粒子サイズの粉末が得られ、従つて各
ペレツトが必然的に同一の組成を有することであ
る。さらに、ペレツト化法では、同一の粉末を用
いて配合を広汎に変化させることができるため、
合金組成についてかなり融通がきくことも知られ
ている。

摩砕ロールの硬化溶接により許容されうる結果
が得られるとの原則に対する他の例外は、新たな
摩砕ロールの特定の形状に硬化溶接法を適用しよ
うとした場合である。摩耗した摩砕ロールの表面
再形成によりかなり満足できる結果が得られてい
る経験に鑑み、硬化溶接法により、新たな摩砕ロ
ールに外表面を形成する試みがなされた。残念な
ことには、摩耗した摩砕ロールに関する場合とは
反対に、新たな摩砕ロールの特殊な形状に適用す
る際には、摩砕ロールの硬化溶接法では、現在ま
でのところ、あまり多くの成功例を見ていない。

新しい摩砕ロールの外表面の硬化溶接（又は耐
摩耗鋼溶接）についてのこれら試みの他の目的
は、新たな摩砕ロールの作動寿命を効果的に延長
したいとの要求にある。新たな摩砕ロールの作動
寿命の延長に関する試みが模索された理由は、摩
耗した摩砕ロールを取外し、摩耗していない摩砕
ロールで交換するためにボールミルの閉鎖が必要
となる時点を延ばすことができることにある。こ
れに関連して、微粉化された石炭の所望量を石炭
焚き蒸気発生器に供給するために複数のボールミ
ルが使用されており、これらのボールミルの各々
は３本の摩砕ロールを具備し、各摩砕ロールは、
摩耗した際には取外されかつ交換されうるように
なつている。さらに、摩耗した摩砕ロールの取外
し及び交換を行なう際に要求される時間及び煩雑
さと共にコストの問題がある。従つて、摩砕ロー
ルが交換が必要となるまで摩耗する頻度を低減す
ることが可能となれば、かかる交換を行なうため
に要求されるコスト（時間及び煩雑さ）の節約が
可能となる。

このように、従来より、高耐摩耗性により特徴
づけられる新しくかつ改善された材料の開発が求
められたいた。さらに、少量であつても摩砕ロー
ルの外表面（摩耗表面）としての使用に適するも
のであり、しかも、これまで公知の材料を使用し
て製造されていた新しい摩砕ロールによつて達成
される寿命よりも長い寿命をもつ摩砕ロールの製
造を可能にする高耐摩耗性材料に関する要求があ
つた。これに関連して、かかる高耐摩耗性材料は
鋳造可能でなければならない。さらに、摩耗した
摩砕ロールの表面再形成（高耐摩耗性材料が、最
少量で、摩砕ロールの外表面を形成する）への使
用に適する高耐摩耗性材料に関する要求もある。
このような高耐摩耗性材料は、摩砕ロールの外表
面として使用されていた材料に関係なく、摩耗し
た摩砕ロールの表面再形成での使用に適するもの
でなければならない。しかも、かかる高耐摩耗性
材料は、肉盛溶接法により、新たな摩砕ロール又
は摩耗した摩砕ロールの外表面に適用されうるも
のでなければならない。また、高耐摩耗性材料は
ペレツト化され、これにより、肉盛溶接法に使用
される際、均一かつ非分離性を発揮しうるもので
なければならない。

それ故、本発明の目的は、高耐摩耗性により特
微づけられる新規でかつ改善された材料を提供す
ることにある。

本発明の他の目的は、鋳造されうる高耐摩耗性
材料を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、ボールミルでの使
用を目的として作成された摩砕ロールの外表面を
形成するために特に使用される高耐摩耗性材料を
提供することにある。

本発明の他の目的は、新たな摩砕ロールに対し
肉盛溶接法により外表面を形成するよう溶着され
る高耐摩耗性材料を提供することにある。

本発明の他の目的は、摩砕ロールの外表面を形
成していた材料とは関係なく、摩耗した摩砕ロー
ルの外表面を再形成するために使用される高耐摩
耗性材料を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、摩砕ロールに対し
肉盛溶接法によつて外表面を形成するよう溶着さ
れるにあたり、ペレツト化されうる高耐摩耗性材
料を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、調製が比較的安価
であり、使用が容易であり、同じ目的で現在まで
使用されていた従来の材料の摩耗寿命に比べて比
較的長い摩耗寿命をもつ高耐摩耗性材料を提供す
ることにある。

発明の要点 本発明の１態様によれば、石炭の如き物質の粉
砕（すなわち微粉化）を行なうためのボールミル
での使用に適するよう作成された種類の摩砕ロー
ルの外表面の形成に特に適する高耐摩耗性合金が
提供される。かかる高耐摩耗性合金は次の組成
（重量％）を有する。

炭 素 4.0ないし6.0 マンガン 3.0ないし14.0 ケイ素 1.0ないし2.5 クロム 15.0ないし30.0 モリブデン 4.0ないし6.0 ホウ素 0.5ないし2.0 鉄 残余 本発明の他の態様によれば、鋳放し状態におい
て次の組成（重量％）を有する高耐摩耗性合金が
提供される。

炭 素 4.0ないし6.0 マンガン 3.0ないし14.0 ケイ素 1.0ないし2.5 クロム 15.0ないし30.0 モリブデン 4.0ないし6.0 ホウ素 0.5ないし2.0 鉄 残余 本発明のさらに他の態様によれば、物質の粉砕
を行なうためのボールミルでの使用に適し、少な
くとも外表面（摩耗表面）が以下の組成（重量
％）を有する高耐摩耗性合金によつて形成される
摩砕ロールが提供される。

炭 素 4.0ないし6.0 マンガン 3.0ないし14.0 ケイ素 1.0ないし2.5 クロム 15.0ないし30.0 モリブデン 4.0ないし6.0 ホウ素 0.5ないし2.0 鉄 残余 本発明のさらに他の態様によれば、物質の粉砕
を行なうボールミルでの使用に適する摩砕ロール
に耐摩耗鋼を溶接する方法を提供することにあ
る。かかる方法は、高耐摩耗性合金を粉末状で調
製し、この耐摩耗性合金にケイ酸塩の如き結合剤
を添加し、このケイ酸塩結合剤と高耐摩耗性合金
とを混合させて均一なコンシステンシーを有する
ペレツトを形成し、ペレツトを乾燥させてケイ酸
塩結合剤を硬化させ、ペレツト化した高耐摩耗性
合金を肉盛溶接を介して摩砕ロール上に溶着し
て、以下の組成（重量％）を有する耐摩耗鋼層を
形成させる工程を包含する。

炭 素 4.0ないし6.0 マンガン 3.0ないし14.0 ケイ素 1.0ないし2.5 クロム 15.0ないし30.0 モリブデン 4.0ないし6.0 ホウ素 0.5ないし2.0 鉄 残余 好適な具体例の開示 次に図面を参照して詳述する。第１図には、ボ
ールミル１０が図示されている。かかるボールミ
ルの構成及び作動については当分野では公知であ
るため、第１図のボールミル１０についての詳細
な説明は必要ないものと考える。すなわち、ボー
ルミル１０の構成及び構成部材の作用をここで一
般的に述べるよりも、少なくとも外表面が本発明
の高耐摩耗性合金で形成されてなる摩砕ロールを
具備するボールミルであることが理解されれば充
分である。ボールミル１０の構成及び各構成部材
の作用の詳細な説明（この明細書では言及してい
ない）に関しては、従来技術、たとえば米国特許
第3465971号（1966年９月９日特許）及び／又は
米国特許第4002299号（1977年１月11日特許）を
参照できる。

さらに第１図を参照すると、このボールミル１
０は、実質的に閉じられたセパレータ本体１２を
包含する。摩砕テーブル１４はシヤフト１６に積
載され、適当な駆動手段（図示せず）に接続さ
れ、回転できる。第１図に示すように各構成部材
はセパレータ本体１２内に配置されており、摩砕
テーブル１４は時計回り方向に動くよう構成され
ている。

セパレータ本体１２内には、複数（一般的には
３個）の摩砕ロール１８が、摩砕テーブルの縁の
周りに等間隔で配置、支持されている。なお、簡
略化のため、第１図では１個の摩砕ロール１８の
み図示している。

この摩砕ロールに関して、第１図から理解され
るように、各摩砕ロールは、好ましくは、回転可
能なシヤフト（図示せず）に支持される。さら
に、摩砕ロールは、それぞれ、摩砕テーブル１４
の上面に対応して動くことができるよう適当に支
持される。これに関連して、各摩砕ロール１８
は、これと協同的に作動する圧力手段２０を有す
る。各圧力手段２０は摩砕ロール１８に圧力負荷
を与え、これにより、ロール１８は摩砕テーブル
１４上に置かれた石炭に所望の度合の溶をかけ、
石炭を微粉化する。

ボールミル１０内で微粉化される石炭の如き物
質は、一般的な送り手段により供給される。たと
えば、この日的に使用できる送り手段の１つはベ
ルトコンベア（図示せず）である。送り手段によ
り送られてきた石炭は、セパレータ本体１２内に
設置された石炭供給装置２２によつてボールミル
内に入る。この石炭供給手段２２は、摩砕テーブ
ル１４の上に石炭を流入させる。

第１図に示す構造を有するボールミルの作動の
態様によれば、ボールミルから排出するため、摩
砕テーブル１４からセパレータ本体１２を通つて
石炭を排出するにあたり空気の如きガスが使用さ
れる。この目的に使用されるガスは、形成された
適当な開口（図示せず）を介してセパレータ本体
１２に入る。空気はセパレータ本体の開口から、
摩砕テーブル１４の周縁とセパレータ本体１２の
内壁面との間で形成された環状空間２４に流入す
る。空気は環状空間２４から流出する際、適当に
配置された偏向手段（図示せず）により、摩砕テ
ーブル１４上に偏向される。

空気が上記通路を流動する間に、摩砕テーブル
１４の上の石炭は摩砕ロール１８の作動によつて
微粉化される。石炭が微粉化されると、石炭粒は
摩砕テーブル１４の中心から遠心力により外方に
飛ばされる。摩砕テーブル１４の周縁部に達する
と、石炭粒は環状空間２４から流出してくる空気
によつて持ち上げられ、運ばれる。その後、空気
及び石炭粒の混合流は偏向手段（図示せず）に突
当る。このため、空気及び石炭粒の混合流は摩砕
テーブル１４上に偏向される。その結果、空気及
び石炭粒の混合流の流路における方向の変化が生
ずる。この方向変化の間に、重い石炭粒は、より
大きい慣性力を有するため、空気流から分離さ
れ、摩砕テーブル１４の表面上に落下し、ここで
さらに微粒化される。一方、軽い石炭粒は、小さ
い慣性力のため、空気流によつて引続いて運ばれ
る。上述の偏向手段（図示せず）の影響から離れ
た後、空気及び残留する石炭粒の混合流は分級器
２６に流入する。分級器２６は、公知の如く作用
して、空気流中に残留する石炭粒をさらに選別す
る。すなわち、これらの微粉化石炭のうち所望の
サイズを有するものは分級器２６を通過し、空気
により、ここから排出され、ボールミル１０から
排出される。一方、所望のサイズよりも大きいも
のは摩砕テーブル１４上に戻され、ここでさらに
微粉化される。その後、さらに微粉化された石炭
は、上述の操作を再び受ける。

摩砕テーブル１４の上面に置かれた石炭が摩砕
ロール１８によつて受ける微粉化作用に関して、
所望の石炭微粉化を行なうため、石炭にかけられ
る力の度合は、多数の要因に応じて変化される。
たとえば、重要な要因の１つは石炭自体の性質で
ある。石炭を微粉化するために必要な力の度合
は、微粉化を受ける石炭の粉砕容易性、すなわち
石炭の粉砕特性に左右される。石炭の所望の微粉
化度を達成するために摩砕ロール１８によつて与
えられる力の度合を決定する他の重要な要因は、
摩砕テーブル１４上に置かれる石炭の厚さであ
り、これはボールミル１０の生産量に左右され
る。

本発明の高耐摩耗性合金について詳述するた
め、第２図を参照する。第２図は摩砕ロール１８
の一般的な構成を説明する概略図である。第２図
から明らかなように、摩砕ロール１８は、ロール
全体の形状を限定する主本体部分２８及びこの本
体部分２８を形成する材料とは異質の材料、すな
わち本発明の高耐摩耗性合金で形成される外表面
３０で構成される。本体部分２８は延性鉄の如き
比較的軟かく、容易に加工されうる材料で形成さ
れ、外表面３０は良好な耐摩耗性を有する比較的
硬い材料で形成される。さらに、第２図から理解
されるように、本体部分２８は実質的に中心を貫
通して形成された貫通孔３２を有している。この
貫通孔３２は前述のシヤフトを受容しうるサイズ
を有している。摩砕ロール１８はこのシヤフトに
支持され、第１図を参照して述べたように機能し
うる。

摩砕ロール１８を２つの異質な材料で構成した
理由は、第１の本体部分２８に貫通孔３２を設け
る必要があつたこと、第２に外表面３０が石炭の
微粉化の間に強い摩耗作用を受けるためである。
この結果、一方では本体部分２８を比較的軟かく
かつ容易に加工される材料で形成し、貫通孔３２
の形成を容易にすることが望まれる。これに対
し、少なくとも外方部分、すなわち外表面３０は
耐摩耗性をもつ比較的硬い材料で形成される必要
がある。

前述の如く、本発明によれば、高耐摩耗を有し
かつ摩砕ロール１８の外表面３０の形成に特に適
する合金が提供される。さらに本発明の合金は、
鋳造可能であること、新たに摩砕ロールに硬化溶
接されうること、摩砕ロール１８の外表面３０を
形成するために使用されていた材料の性質に関係
なく、摩耗した摩砕ロール１８の表面再形成に使
用されうること、肉盛溶接により摩砕ロール１８
の外表面３０を形成する際に利用されうること、
及び肉盛溶接を利用するため、均一なコンシステ
ンシーをもつペレツトにされうることにより特徴
づけられる。

本発明の合金は、代表的には、以下の組成（重
量％）を有する。

炭 素 4.0ないし6.0 マンガン 3.0ないし14.0 ケイ素 1.0ないし2.5 クロム 15.0ないし30.0 モリブデン 4.0ないし6.0 ホウ素 0.5ないし2.0 鉄 残余 耐摩耗性の点では、合金に含有される炭素及び
クロム、特に炭素の量が重要な要因である。炭素
は合金に耐摩耗性を付与するが、炭素含量が大き
くなればなるほど、合金は脆くなる。一方、クロ
ムは、15ないし30％の範囲では耐摩耗性にはあま
り影響を及ぼさないが、合金の使用の態様（溶接
又は鋳造によつて摩砕ロールに外表面として接合
される）を考慮して、合金に耐熱性を付与するた
めにも使用される。

コストが比較的高いため、クロムの使用量は最小
であることが望ましい。たとえば、Stoody103と
して公知の材料（Stoody社製）は、炭素4.0％
（重量）及びクロム27ないし28％を含み、認識さ
れ得ない量で存在する場合を除きモリブデン及び
ホウ素を含まない旨報告されている。

これに対して、本発明の合金の場合には、たと
えばStoody103として公知の材料に含まれる炭素
の量と比べて、炭素含量を高めることができる。
なお、本発明の合金の炭素含量を増加する際に
は、クロムをかなり高い含量、たとえば15.0ない
し30.0％とすることができる。この理由は充分に
は認識されてはいないが、本発明による合金の組
成中に存在する所定量（それぞれ4.0ないし6.0重
量％及び0.5ないし2.0重量％）のモリブデン及び
ホウ素の介在物により、炭素含量を高めると共
に、クロム含量を比較的高い値に維持できるもの
と考えられる。このようにモリブデン及びホウ素
は、該合金における炭素及びクロムの含量の増大
を可能にするよう働き、合金の耐摩耗性を増大さ
せる。これまでのところ、上述の従来の技術、た
とえば耐摩耗性が要求される場合に使用されてい
たStoody103（いわゆる高クロム合金）では、認
識されない量で存在する場合を除き、モリブデン
又はホウ素は含有されていなかつた。上述の如
く、Stoody103として公知の材料は、従来の
「Nihard」と称される材料よりも1.5ないし２倍
優れた耐摩耗性を有するよう改善されたものであ
る。これに基づけば、本発明による合金は
Stoody103として公知の材料の如き従来の標準的
な硬化溶接材料の２倍の摩耗寿命をもつ。

さらに、本発明の合金は高耐摩耗性であると共
に、摩砕ロールに溶着されるものでなければなら
ない。このため、本発明の合金ではマンガン及び
ケイ素を上述の量で添加している。

本発明の合金は、使用法に応じて鋳造され、肉
盛溶接を介して摩砕ロール１８に固着される。肉
盛溶接法は摩砕ロール１８の如き部材を硬化溶接
するための１つの技術である。この肉盛溶接法で
は、サブマージドアーク溶接にあたり、ワイヤ、
フラツクス及び肉盛用金属末を使用する。肉盛用
金属末は制御された量で基材金属上に供給され、
フラツクスはこの金属末の頂部に置かれ、これら
金属末及びフラツクスの共融を介してワイヤが溶
接される。金属末は溶着物を合金化し、溶着率を
高める。

不完全な溶接を回避するためには、肉盛溶接法
を利用する際、溶着物中に一定の合金組成を生ず
る均一かつ非分離性の金属末を存在させることが
重要である。硬化溶接においては、炭素含量が重
要な要因であり、グラフアイトを使用することに
より容易に達成される。しかし、グラフアイトは
非常に細かくかつ軽く、他の粉末の頂部に集まる
傾向にあり、不均一な合金を生ずることになる。
さらに、グラフアイトは細かく、供給装置を詰ら
せる原因となる。これに対し、粉末をペレツト化
する場合には、ペレツト内で成分全体が均一に分
散される。ペレツト化にあたつては、ケイ酸塩の
如き結合剤を添加し、混合した後ペレツト化し、
結合剤を硬化させるため焼成する必要がある。こ
の方法では、微細成分を含まない均一な粒子サイ
ズのペレツトが形成され、各ペレツトは必然的に
同一の組成を有する。さらに、ペレツト化法で
は、同じ粉末を使用して配合を変えることによ
り、合金組成に融通性をもたせることもできる。

上述の如く、本発明によれば、摩砕ロールの外
表面を形成するために使用される高耐摩耗性合金
が得られ、これにより多くの特性をもつ摩砕ロー
ルが製造される。第１に、本発明の合金で形成さ
れた摩耗表面をもつ摩砕ロールは、摩砕ロールの
構造の大部分を占める本体部分を包含する。この
本体部分は、比較的容易に加工される材料で形成
され、従つて、この種の材料の使用により製造コ
ストの低減が図れる。第２に、摩砕ロールは、本
発明による合金でなる外表面を包含する。従つ
て、本発明の摩砕ロールでは、摩砕ロールの外表
面を従来の材料で形成した場合よりも効率よく石
炭の如き物質の微粉化を行なうことができる。第
３に、本発明による合金で形成された摩耗表面を
もつ新しい摩砕ロールは、従来の硬化溶接材料で
なる外表面をもつ新しい摩砕ロールよりも長い作
動寿命（摩耗してもはや使用されなくなるまでの
期間）を有することを特徴とする。本発明の合金
で形成された外表面をもつ新しい摩砕ロールの長
寿命は、本発明の合金の摩耗寿命が従来の標準的
な硬化溶接材料の摩耗寿命の約２倍であることに
より達成される。第４に、本発明の合金で形成さ
れた摩耗表面を有する摩砕ロールは、摩耗した摩
砕ロールを表面再形成処理したものであつても、
従来の硬化溶接材料で表面再形成した場合よりも
長い寿命を有していることを特徴とする。この場
合の長寿命も、本発明の合金の摩耗寿命が従来の
標準的な硬化溶接材料の摩耗寿命の約２倍である
ことにより達成される。

このように、本発明によれば、高耐摩耗特性に
よつて特徴づけられる新規でかつ改良された材料
が提供される。本発明による高耐摩耗性材料は鋳
造されうるものである。さらに、本発明によれ
ば、ボールミルで使用される摩砕ロールの外表面
の形成に適する高耐摩耗性材料が提供される。本
発明の高耐摩耗性材料は、肉盛溶接による新しい
摩砕ロールの外表面を形成するために使用され
る。さらに、本発明によれば、摩砕ロールの外表
面を形成していた材料の性質とは無関係に、摩耗
した摩砕ロールの外表面を再形成するために使用
される高耐摩耗性材料が提供される。また、本発
明の高耐摩耗性材料は、肉盛溶接法による外表面
の形成のためにペレツト化されうるものである。
さらに、本発明によれば、調製が比較的安価であ
り、使用が容易であり、同じ目的で現在まで使用
されていた従来の材料の摩耗寿命と比べて長い寿
命をもつ高耐摩耗性材料が提供される。

以上本発明をその具体例について詳述したが、
本発明はこの特定の実施例に限定されるものでは
なく、本発明の精神を逸脱しないで幾多の変化変
形がなし得ることはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は少なくとも外表面が本発明の高耐摩耗
性合金で形成された摩砕ロールを具備するボール
ミルの部分断面図、第２図は本発明の高耐摩耗性
合金により形成された外表面を有する摩砕ロール
の拡大断面図である。 １０……ボールミル、１２……セパレータ本
体、１４……摩砕テーブル、１８……摩砕ロー
ル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下記組成（重量％）を有する高耐摩耗性合
   金。 炭 素 4.0ないし6.0 マンガン 3.0ないし14.0 ケイ素 1.0ないし2.5 クロム 15.0ないし30.0 モリブデン 4.0ないし6.0 ホウ素 0.5ないし2.0 鉄 残余 ２ 粉末状である特許請求の範囲第１項記載の高
   耐摩耗性合金。 ３ 鋳造されうる特許請求の範囲第１項記載の高
   耐摩耗性合金。 ４ 粉末状の高耐摩耗性合金を調製し、これに結
   合剤を添加し、該結合剤と高耐摩耗性を混合させ
   て均一なコンシステンシーをもつペレツトを形成
   し、該ペレツトを乾燥させて結合剤を硬化させ、
   ペレツト化された高耐摩耗性合金を摩砕ロールに
   対して肉盛溶接して、この摩砕ロールに下記組成
   （重量％）を有する外表面を形成することを特徴
   とする、摩砕ロールの表面形成法。 炭 素 4.0ないし6.0 マンガン 3.0ないし14.0 ケイ素 1.0ないし2.5 クロム 15.0ないし30.0 モリブデン 4.0ないし6.0 ホウ素 0.5ないし2.0 鉄 残余 ５ 特許請求の範囲第４項記載の方法において、
   前記摩砕ロールが、新しい摩砕ロール又は摩耗し
   た摩砕ロールである、摩砕ロールの表面形成法。 ６ 特許請求の範囲第４項記載の方法において、
   前記結合剤がケイ酸塩である、摩砕ロールの表面
   形成法。 ７ 特許請求の範囲第４項記載の方法において、
   前記新しい摩砕ロール又は摩耗した摩砕ロール
   が、比較的軟らかくかつ容易に加工される材料で
   なる本体部分を有するものであり、前記ペレツト
   化された高耐摩耗性合金を新しい摩砕ロール又は
   摩耗した摩砕ロールの該本体部分に溶接して硬化
   溶着層を形成する、摩砕ロールの表面形成法。 ８ 特許請求の範囲第４項記載の方法において、
   前記新しい摩砕ロール又は摩耗した摩砕ロールの
   本体部分が延性鉄で形成される、摩砕ロールの表
   面形成法。