説明

粉砕ローラ

【課題】インサート部材の固定及び脱落を防止することができる粉砕ローラを提供することを目的としている。
【解決手段】本発明の粉砕ローラ10は、複数のインサート部材20が延性部材により鋳込み固定されて截頭円錐状のローラに形成される粉砕ローラ10であって、前記インサート部材20は前記ローラの転動面に前記延性部材を鋳込んだ隙間を開けて放射状に隣接配置され、前記隙間は前記インサート部材20の小径部60間の第1の隙間70が大径部50間の第2の隙間80よりも大きいことを特徴としている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、石灰、石灰石、スラグ、セメント原料、クリンカーを粉砕する粉砕機などに適用される截頭円錐状の粉砕ローラに係る。
【背景技術】
【0002】
セメント原料、石炭、スラグ等を粉砕する粉砕機がある。粉砕機には垂直軸周りに回転する回転テーブル上で転動する粉砕ローラを備えた竪型粉砕機がある。
図5は従来の粉砕ローラの説明図である。粉砕ローラ100は鋳型により製造される。放射状に配置される扇形の複数のインサート部材200が延性マトリックスFCD(球状黒鉛鋳鉄)母材300により周囲が包み込まれた状態で鋳込み固定されている。截頭円錐状の粉砕ローラ100に加わる摩擦力は大径部400が大きく、表面の磨耗が小径部500の磨耗より大きいことから、大径部400表面は、セラミックにより耐磨耗性を向上させている。
【0003】
またインサート部材200にはインサート部材間の当接防止のために、隣接する側面に突起(リブ)600が形成されている。この突起600によりインサート部材間には隙間700が形成される。この隙間700には前述の延性マトリックスFCD母材300が鋳込まれている。
しかし隙間が形成された粉砕ローラは、隙間部分から露出するFCD母材が磨耗して固定力が低下して、インサート部材がFCD母材から落下するおそれがあった。
【0004】
そこで特許文献1では、インサート部材の突起を取り除いてインサート部材どうしを密着させるように隣接配置させることにより、インサート部材間の隙間の形成をなくして耐摩耗性の優れた領域を増加させて、インサート部材の固定力の低下及び脱落を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特表2007−526118号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながらインサート部材どうしを密着させるように隣接配置した粉砕ローラは、例えば高硬度の粉砕原料を粉砕するときなどに衝撃が耐摩耗性の高いインサート部材に直接的に作用してしまい耐摩耗性領域の磨耗が発生し易く、最終的にインサート部材がFCD母材から脱落してしまうという問題があった。
【0007】
また一般に粉砕ローラは遠心力によって大径部で粉砕が行われるため、インサート部材の小径部は大径部に比べて磨耗が少ない。しかし大径部の磨耗が先行して、大径部と一体的に形成された小径部はまだ使用寿命があるにも係らず大径部の磨耗時と伴って交換作業が行われていた。インサート部材の原料は高価であるため、製造コストを削減する要請のある粉砕ローラを製造する際には障害となっていた。
【0008】
上記従来技術の問題点を解決するため、本発明はインサート部材の固定及び脱落を防止することができる粉砕ローラを提供することを目的としている。また本発明は製造コストの安価な粉砕ローラを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の粉砕ローラは、複数のインサート部材が延性部材により鋳込み固定されて截頭円錐状のローラに形成される粉砕ローラであって、前記インサート部材は前記ローラの転動面に前記延性部材を鋳込んだ隙間を開けて放射状に隣接配置され、前記隙間は前記インサート部材の小径部間の第1の隙間が大径部間の第2の隙間よりも大きいことを特徴としている。
【0010】
上記構成により隣接配置するインサート部材間に隙間を形成し、小径部間の隙間を大径部間の隙間よりも大きく形成しているため、インサート部材を延性部材となるFCD母材に充分に鋳込むことで、高硬度の粉砕原料を粉砕する際の衝撃をインサート部材間に形成した隙間の延性部材で吸収し、すなわち隙間が緩衝材として作用させることができる。従ってインサート部材の磨耗の進行を遅らせて、延性部材からの脱落を防止することができる。また粉砕ローラの大径部における耐磨耗の高い領域を確保しつつ、比較的磨耗の少ない粉砕ローラの小径部で高価なインサート部材の含有量を削減することができるため、粉砕ローラの製造コストを安価にすることができる。
【0011】
また前記インサート部材は、前記大径部から前記小径部に向かって断面の厚みが薄肉に形成されているとよい。
上記構成により磨耗の激しい大径部を厚肉に形成し、大径部に比べて磨耗の少ない小径部の厚みを薄肉に形成しているため、粉砕ローラの製造コストを安価にすることができる。また磨耗による大径部の進行度と小径部の進行度を近づけて、インサート部材を効率的に使用することができる。
【0012】
また前記インサート部材は、内部にセラミックを埋設し、前記大径部から前記小径部に向かって断面の厚みが薄肉に形成されているとよい。
上記構成により大径部に比べて磨耗の少ない小径部のインサート部材の厚みを薄肉に形成しているため、粉砕ローラの製造コストを安価にすることができる。
【0013】
また前記インサート部材は、前記大径部の端部を支点にして前記ローラの回転軸に対して前記小径部の端部を回転方向又は反回転方向に傾斜させて前記ローラに配置させているとよい。
上記構成により、インサート部材を傾斜させることによって、隙間に形成した延性部材が磨耗して隙間に接するインサート部材の端部が露出したときに、回転テーブルのスラスト力によって露出した端部が切断してしまうことを防止できる。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、高硬度の粉砕原料を粉砕する際の衝撃をインサート部材間に形成した隙間で吸収し、すなわち隙間が緩衝材として作用させることができる。従ってインサート部材の磨耗の進行を遅らせて、延性部材からの脱落を防止することができる。また粉砕ローラの大径部における耐磨耗の高い領域を確保しつつ、比較的磨耗の少ない粉砕ローラの小径部で高価なインサート部材の含有量を削減することができるため、粉砕ローラの製造コストを安価にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】実施形態に係る粉砕ローラの一部を模式的に表した図である。
【図2】粉砕ローラの回転軸方向に沿った断面図である。
【図3】粉砕ローラの部分正面図である。
【図4】粉砕ローラの変形例の説明図である。
【図5】従来の粉砕ローラの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明の粉砕ローラの実施形態を添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
図1は実施形態に係る粉砕ローラの表面の一部を模式的に示した図である。図2は粉砕ローラの回転軸方向に沿った断面図である。図3は粉砕ローラの部分正面図である。
【0017】
本発明の粉砕ローラ10は、表面扇形の複数のインサート部材20が延性部材により鋳込み固定されて截頭円錐状のローラに形成される粉砕ローラ10であって、インサート部材20はローラの転動面に間隔を開けて放射状に隣接配置され、インサート部材20の小径部60間の隙間が大径部50間の隙間よりも大きく形成されている。なお本実施形態のインサート部材20は、ローラの回転軸に対して離れた側(遠心力の大きい側)を大径部50とし、回転軸に近い側(遠心力の小さい側)を小径部60とする。
【0018】
粉砕ローラ10は、全体の外観が截頭円錐状となるように形成されており、延性部材となるFCD(球状黒鉛鋳鉄)母材30を母材として鋳造されている。鋳造時には大径部外表面部分に沿うように全周に亘って鋳型に扇形の複数のインサート部材20がローラの回転軸と並行して配列される。そして延性部材であるFCD母材30に鋳込むことによってインサート部材20の周囲が包み込まれるように鋳込まれて固定される(図2参照)。
【0019】
インサート部材20は高クロム材料を基材としているが、粉砕ローラ10はインサート部材20の大径部50の磨耗が小径部60の磨耗よりも大きいことが考慮されて、大径部50の転動面の表面積は小径部60の表面積よりも大きく形成、すなわちローラの回転方向の大径部50の幅が小径部60の幅よりも大きくなるように形成されている。また断面方向の大径部50の厚みが小径部60の厚みよりも厚肉に形成されている。これにより磨耗の激しい大径部50を厚肉に形成し、大径部50に比べて磨耗の少ない小径部60の厚みを薄肉に形成しているため、粉砕ローラ10の製造コストを安価にすることができる。また大径部50の磨耗の進行具合と小径部60の磨耗の進行具合を近づけて、インサート部材20を効率的に使用することができる。
【0020】
またインサート部材20の内部は、セラミック材40を埋め込んで形成されている。なおセラミック材40は一例として、アルミナ、ジルコニア、酸化チタンなどを用いることができる。またインサート部材20の内部に埋設されたセラミック材40は、大径部50から小径部60に向かって断面の厚みが薄肉に形成されている。これにより大径部50に比べて磨耗の少ない小径部60のインサート部材20に埋め込んだセラミック材40の厚みを薄肉に形成しているため、粉砕ローラ10の製造コストを安価にすることができる。
【0021】
またインサート部材20にはインサート部材20間の密着した当接を防止すると共に、製造時の位置合わせを容易にするため、側面に突起62が形成されている(図1、3参照)。このようなインサート部材20を隣接配置する際に、突起62同士を当接して位置決めをすると、インサート部材20間に第1及び第2の隙間70,80が形成される。この隙間には鋳込まれたFCD母材30が延出している。
【0022】
図1に示すようにインサート部材20の小径部60は、大径部50よりも転動面を平面視したときの幅を狭くしたラケット状に形成しているため、隣接配置するインサート部材20間の小径部60の第1の隙間70が、大径部の第2の隙間80よりも大きくなるように形成することができる。そして小径部60の第1の隙間70には、大径部50の第2の隙間80よりも延性部材となるFCD母材30が多く埋め込まれている。
【0023】
上記構成による本発明の粉砕ローラ10によれば、粉砕機の回転テーブル上で転動して供給される石炭やクリンカーを粉砕できる。インサート部材20の大径部50の粉砕力が大きいため、経年使用によって大径部50の表面の磨耗が小径部60の表面の磨耗よりも進行し、インサート部材20間の隙間に形成したFCD母材30の表面の磨耗も大きくなる。このとき第1及び第2の隙間70、80に形成されたFCD母材30とインサート部材20の硬度差により、ローラ表面に凹凸が形成されて粉砕原料の噛み込みが良好となる。また小径部60の第1の隙間70は、大径部50の第2の隙間80よりも大きくしているため、小径部60では粉砕原料の噛み込みがより促進されることになる。従って効率的に粉砕することができる。
【0024】
また高硬度の粉砕原料を粉砕する際の衝撃をインサート部材20間に形成した第1及び第2の隙間70,80で吸収、すなわち隙間を緩衝材として作用させることができる。従ってインサート部材20の磨耗の進行を遅らせて、延性部材からの脱落を防止することができる。また粉砕ローラ10の大径部50における耐磨耗の高い領域を確保しつつ、比較的磨耗の少ない粉砕ローラ10の小径部60で高価なインサート部材20の含有量を削減することができるため、粉砕ローラ10の製造コストを安価にすることができる。
【0025】
図4は粉砕ローラの変形例の説明図である。図示のように変形例の粉砕ローラ10Aは、インサート部材20を大径部50の端部を支点にしてローラの回転軸lに対して小径部60の端部を回転方向又は反回転方向に傾斜させてローラに複数配置させている。図4に示す粉砕ローラ10Aのインサート部材20は、ローラの回転軸lに対して並行でなく、大径部50の端部を支点にしてローラの回転軸lに対して小径部60の端部を回転方向に角度αで傾斜させて取り付けている。
【0026】
このような構成により、回動テーブル上で転動する粉砕ローラ10Aは、粉砕時に図4に示すような矢印F(ローラの接線方向)のスラスト力が発生している。粉砕ローラ10Aは経年使用によって隙間に形成されたFCD母材30が次第に磨耗して、隙間に面するインサート部材20の端部が露出する。インサート部材20をローラの回転軸lと並行に配置した場合、露出したインサート部材20の端部に粉砕時のスラスト力が直にかかりインサート部材20が切断されてしまう。そこでインサート部材20をローラの回転方向又は反回転方向に角度αで傾斜させることによって、隙間に形成したFCD母材30が磨耗して隙間に面するインサート部材20の端部が露出したときに、回転テーブルのスラスト力を受け難くなり露出した端部が切断してしまうことを防止できる。なおインサート部材20は、ローラの回転方向に角度αで傾斜させる他にも、ローラの半回転方向(逆回転方向)に角度αで傾斜させる構成としても同様の効果が得られる。
また本発明の粉砕ローラは、竪型粉砕機に適用できるほかにも、転動機構を備えたその他の粉砕機、例えばクラッシャーなどにも利用することができる。
【符号の説明】
【0027】
10、10A………粉砕ローラ、20………インサート部材、30………FCD母材、40………セラミック材、50………大径部、60………小径部、70………第1の隙間、80………第2の隙間、100………粉砕ローラ、200………インサート部材、300………延性マトリックスFCD母材、400………大径部、500………小径部、600………突起、700………隙間。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のインサート部材が延性部材により鋳込み固定されて截頭円錐状のローラに形成される粉砕ローラであって、
前記インサート部材は前記ローラの転動面に前記延性部材を鋳込んだ隙間を開けて放射状に隣接配置され、前記隙間は前記インサート部材の小径部間の第1の隙間が大径部間の第2の隙間よりも大きいことを特徴とする粉砕ローラ。
【請求項2】
前記インサート部材は、前記大径部から前記小径部に向かって断面の厚みが薄肉に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の粉砕ローラ。
【請求項3】
前記インサート部材は、内部にセラミック材を埋設し、前記大径部から前記小径部に向かって断面の厚みが薄肉に形成されていることを特徴とする請求項2に記載の粉砕ローラ。
【請求項4】
前記インサート部材は、前記大径部の端部を支点にして前記ローラの回転軸に対して前記小径部の端部を回転方向又は反回転方向に傾斜させて前記ローラに配置させたことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の粉砕ローラ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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