JP6122325B2 - Ceramic liner member and pulverizer using the same - Google Patents
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Description
本発明は、セラミックライナー部材およびこれを用いた粉砕機に関する。 The present invention relates to a ceramic liner member and a pulverizer using the same.
従来から、大型産業機器、例えば、粉砕機の内壁部には、粉砕物から粉砕機の内壁を保護するため、金属よりも耐磨耗性に優れるセラミックス製の内張り部材、いわゆるセラミックライナー部材が取り付けられている。このようなセラミックライナー部材は、耐磨耗性に優れているものの、粉砕機の使用によって少なからず磨耗するものであり、交換時期を過ぎて使用し続けてセラミックライナー部材が薄くなり過ぎると、機械的強度が低くなって内壁の保護が不十分となり、内壁が破損するおそれがあった。 Conventionally, the inner wall of a large industrial device, for example, a crusher, has been fitted with a ceramic liner, so-called ceramic liner, which has better wear resistance than metal to protect the inner wall of the crusher from crushed materials. It has been. Although such a ceramic liner member is excellent in wear resistance, it is not a little worn by the use of a pulverizer, and if the ceramic liner member becomes too thin after the replacement period, As a result, the inner wall was not sufficiently protected and the inner wall could be damaged.
そのため、特に大型の粉砕機においては、使用期間等の時間軸を基準にセラミックライナー部材の交換が行なわれてきたが、取り外したセラミックライナー部材を確認すると、まだ使用可能な状態にあることがあった。また、大型の粉砕機において、セラミックライナー部材の取り付けや取り外しは、労力およびコストが掛かるものであることから、粉砕機等の内壁にセラミックライナー部材が取り付けられた状態で、交換時期を逸することなく、磨耗度合いを確認できる、すなわち寿命を容易に識別できることが望まれている。 Therefore, especially in large pulverizers, the ceramic liner member has been replaced based on the time axis such as the period of use. However, when the removed ceramic liner member is confirmed, it may still be usable. It was. Also, in large pulverizers, it takes labor and cost to attach and remove the ceramic liner member, so the time for replacement must be missed with the ceramic liner member attached to the inner wall of the pulverizer etc. It is desired that the degree of wear can be confirmed, that is, the life can be easily identified.
そして、セラミックライナー部材ではないものの、寿命を容易に識別できる部材として、例えば、特許文献１には、表面層がセラミックスからなるセラミックス部材であって、セラミックスの少なくとも一部に発色元素を添加または塗布してなるガスタービン用のセラミックス部材が提案されている。 As a member that is not a ceramic liner member, but whose life can be easily identified, for example, in Patent Document 1, the surface layer is a ceramic member made of ceramics, and a coloring element is added or applied to at least a part of the ceramics. A ceramic member for a gas turbine is proposed.
しかしながら、特許文献１に記載のセラミックス部材は、熱履歴による発色元素の変化から、目視でセラミックス部材の寿命を識別するものであって、磨耗度合いを把握できるものではなかった。 However, the ceramic member described in Patent Document 1 visually identifies the lifetime of the ceramic member from the change of the coloring element due to the thermal history, and cannot grasp the degree of wear.
本発明は、上記課題を解決すべく案出されたものであり、寿命の識別が容易なセラミックライナー部材およびこれを用いた粉砕機を提供することを目的とする。 The present invention has been devised to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a ceramic liner member whose life can be easily identified and a pulverizer using the ceramic liner member.
本発明のセラミックライナー部材は、板状体であって、該板状体の少なくとも一方の主面が磨耗面とされており、前記板状体の内部に、磨耗による前記板状体の寿命を識別するための識別領域を有しており、前記板状体は、アルミナ質焼結体からなり、前記板状体の内部に前記識別領域が設けられ、該識別領域が前記磨耗面を含む第１の領域によって覆われており、前記第１の領域の炭素含有量が、前記識別領域の炭素含有量より少ない。 The ceramic liner member of the present invention is a plate-like body, and at least one main surface of the plate-like body is a wear surface, and the life of the plate-like body due to wear is provided inside the plate-like body. An identification region for identification , wherein the plate-like body is made of an alumina sintered body, the identification region is provided inside the plate-like body, and the identification region includes the wear surface. The carbon content of the first region is less than the carbon content of the identification region .
本発明の粉砕機は、前記セラミックライナー部材が粉砕室の内壁に取り付けられていることを特徴とするものである。 The pulverizer according to the present invention is characterized in that the ceramic liner member is attached to the inner wall of the pulverization chamber.
本発明のセラミックライナー部材は、磨耗による寿命を容易に識別することができる。 The ceramic liner member of the present invention can easily identify the lifetime due to wear.
また、本発明の粉砕機は、粉砕室の内壁に本発明のセラミックライナー部材が取り付けられていることにより、交換時期を逸することなく、セラミックライナー部材を寿命まで使用でき、交換頻度も適正なものとできることから、コストを抑えることができる。 Further, the pulverizer of the present invention has the ceramic liner member of the present invention attached to the inner wall of the pulverization chamber, so that the ceramic liner member can be used until the end of its life without losing the replacement time, and the replacement frequency is also appropriate. Because it can be done, costs can be reduced.
以下、本実施形態のセラミックライナー部材およびこれを用いた粉砕機の一例について説明する。なお、同一の構成については同一の符号を用いて説明する。図１は、本実施形態のセラミックライナー部材の一例を示す、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’線での断面図である。 Hereinafter, an example of the ceramic liner member of the present embodiment and a pulverizer using the same will be described. Note that the same components will be described using the same reference numerals. 1A and 1B show an example of a ceramic liner member of the present embodiment, in which FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line A-A ′ in FIG.
本実施形態のセラミックライナー部材１は、板状体であって、板状体の少なくとも一方の主面が磨耗面２ａとされており、板状体の内部に、磨耗による板状体の寿命を識別するための識別領域３を有している。また、図１に示す本実施形態のセラミックライナー部材１においては、磨耗面２ａから、磨耗面２ａに対して垂直な方向に磨耗領域２が存在する。
The ceramic liner member 1 of the present embodiment is a plate-like body, and at least one main surface of the plate-like body is a
そして、本実施形態のセラミックライナー部材１は、識別領域３を有していることにより、磨耗による寿命を容易に識別することができる。ここで、磨耗による寿命を容易に識別できるのは、識別領域３が磨耗領域２と異なる色調を呈しているからであり、例えば、磨耗領域２が暗色系の色調を呈し、識別領域３が明色系の色調を呈していることによるからである。そのため、磨耗による寿命をより容易に識別するには、磨耗領域２と識別領域３との色調差が大きいことが好適である。
And since the ceramic liner member 1 of this embodiment has the identification area |
ここで、本実施形態のセラミックライナー部材１の材質としては、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、コージェライト、フォルステライトおよびムライトなどを用いればよい。これらの中でも、機械的特性、耐磨耗性、軽量化および作製コストの観点から、酸化アルミニウムを用いることが好適である。 Here, as a material of the ceramic liner member 1 of the present embodiment, aluminum oxide, zirconium oxide, cordierite, forsterite, mullite, or the like may be used. Among these, it is preferable to use aluminum oxide from the viewpoints of mechanical properties, wear resistance, weight reduction, and manufacturing cost.
そして、本実施形態のセラミックライナー部材１が、アルミナ質焼結体からなるときの一例としては、磨耗領域２と識別領域３とにおける炭素の含有量に差を有するものとして、色調差を有するものとすればよい。
And as an example when the ceramic liner member 1 of this embodiment consists of an alumina sintered compact, it has a color tone difference as what has a difference in the carbon content in the abrasion area |
そして、上述した構成において、磨耗領域２の炭素含有量が、識別領域３の炭素含有量より多いときには、色調差による識別機能に加えて、炭素の摩擦係数が低いため、セラミックライナー部材１の耐磨耗性を高めることができる。
In the configuration described above, when the carbon content of the
図２は、本実施形態のセラミックライナー部材の他の例を示す、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ’線での断面図である。 2A and 2B show another example of the ceramic liner member of the present embodiment. FIG. 2A is a plan view, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line B-B ′ in FIG.
アルミナ質焼結体からなる本実施形態のセラミックライナー部材11においては、板状体の内部に識別領域３が設けられ、識別領域３が磨耗面２ａを含む第１の領域２’によって覆われており、第１の領域２’の炭素含有量が、識別領域３の炭素含有量より少ないこと
が好適である。このような構成を満たすことにより、セラミックライナー部材11の機械的特性を高めることができるため、色調差による識別機能に加えて、優れた耐衝撃性をも有することができる。
In the ceramic liner member 11 of this embodiment made of an alumina sintered body, the
なお、図２に示すセラミックライナー部材11においては、磨耗領域は、磨耗面２ａから、磨耗面２ａと識別領域３との境界までの領域である。
In the ceramic liner member 11 shown in FIG. 2, the wear region is a region from the
図３は、本実施形態のセラミックライナー部材の他の例を示す、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ’線での断面図である。 3A and 3B show another example of the ceramic liner member of the present embodiment, in which FIG. 3A is a plan view and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line C-C ′ in FIG.
アルミナ質焼結体からなる本実施形態のセラミックライナー部材12においては、識別領域３の内側に、補強領域４を有していることが好適である。このような構成を満たすことにより、本実施形態のセラミックライナー部材12は、色調差による識別機能に加えて、優れた抗折強度を有するものとなる。なお、補強領域４とは、例えば、炭素含有量が、識別領域３の炭素含有量より少ない領域で、識別領域３より機械的強度が高い領域である。また、補強領域４の色調は特に限定されるものではない。
In the
なお、図３に示すセラミックライナー部材12において、磨耗領域は、磨耗面２ａから、磨耗面２ａと識別領域３との境界までの領域である。
In the
ここで、セラミックライナー部材１、11、12のうちいずれを用いるかは、要求特性に応じて適宜選択すればよい。例えば、粉砕物の硬度が高いものであり、耐磨耗性が要求されるときには、磨耗領域２の炭素含有量が、識別領域３の炭素含有量より多いセラミックライナー部材１を用いればよく、粉砕速度が速く、粉砕物が激しくぶつかるような条件下では、耐衝撃性や機械的特性に優れたセラミックライナー部材11、またはセラミックライナー部材12を用いればよい。
Here, which of the
そして、本実施形態のセラミックライナー部材１、11、12において、磨耗領域２の色調と、識別領域３の色調との差が、ＣＩＥ1976Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系における明度Ｌ＊の値で50以上の差があることが好適である。なお、ＣＩＥ1976Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における明度指数Ｌ＊の値については、ＪＩＳ Ｚ 8722−2000に準拠して測定することにより求めることができる。具体的には、色彩色差計（旧ミノルタ社（製）ＣＲ−221またはその後継
機種）を用い、光源をＣＩＥ標準光源Ｄ65、照明受光方式を条件ａ（（45−ｎ）〔45−０〕）、測定径を３ｍｍに設定して測定すればよい。
In the
また、本実施形態のセラミックライナー部材１、11、12において、磨耗領域２の色調が徐々に変化するものであるとき、磨耗によって表出する色調を確認できる色調見本を用意しておけば、磨耗度合いを確認することができる。
Further, in the
また、磨耗領域２や識別領域３等における炭素含有量は、各領域から採取した試料を、例えば、赤外吸収法を用いた炭素分析装置によって求めることができる。
In addition, the carbon content in the
本実施形態の粉砕機は、粉砕室の内壁にセラミックライナー部材１、11、12が取り付けられていることにより、取り外すことなくセラミックライナー部材１、11、12の磨耗による寿命を容易に識別できる。また、交換時期を逸することなく、セラミックライナー部材１、11、12を寿命まで使用でき、交換頻度も適正なものとできることから、掛かるコストを抑えることができる。なお、磨耗領域２および識別領域３の厚みの設定は、要求特性に応じて適宜設定すればよい。
In the pulverizer according to this embodiment, the
また、本実施形態の粉砕機に取り付けられるセラミックライナー部材１、11、12におい
ては、磨耗領域２が導電性を有していることが好適である。摩擦領域２が導電性を有していることにより、粉砕物との摩擦によって静電気が発生しにくく、粉砕後の粉砕物が磨耗面２ａに付着しにくくすることができる。また、洗浄も容易となるため、別材質の粉砕時において、先の粉砕物の混入のおそれも少なくすることができる。
Moreover, in the
なお、粉砕後の粉砕物が磨耗面２ａに付着しにくくするためには、磨耗領域２の体積固有抵抗を１×10７Ω・ｃｍ以下とすればよい。そして、この体積固有抵抗は、ＪＩＳ Ｃ2141−1992に準拠して測定すればよい。磨耗領域２が導電性を有するものとするには、磨耗領域２の炭素含有量を３質量％以上とすればよい。
In order to make it difficult for the pulverized product to adhere to the
次に、本実施形態のセラミックライナー部材の製造方法の一例について説明する。 Next, an example of the manufacturing method of the ceramic liner member of this embodiment is demonstrated.
まず、平均粒径が約１μｍの酸化アルミニウム粉末を準備し、所定量秤量して１次原料粉末とする。次に、この秤量後の１次原料粉末と、秤量した１次原料粉末100質量％に対
し、例えば５質量％以下の焼結助剤と、１〜1.5質量％のＰＶＡなどのバインダと、100質量％の溶媒と、0.1〜0.5質量％の分散剤とを攪拌機内に入れて混合・攪拌してスラリーとした後、これを噴霧造粒装置（スプレードライヤー）にて造粒し、顆粒を得る。
First, an aluminum oxide powder having an average particle diameter of about 1 μm is prepared, and a predetermined amount is weighed to obtain a primary raw material powder. Next, for example, 5% by mass or less of a sintering aid, 1 to 1.5% by mass of a binder such as PVA, and 100% by mass of the primary raw material powder after weighing and 100% by mass of the weighed primary raw material powder, A mass% solvent and a 0.1 to 0.5 mass% dispersant are placed in a stirrer and mixed and stirred to form a slurry, which is then granulated with a spray granulator (spray dryer) to obtain granules. .
その後、得られた顆粒を用いて金型プレス成形法や静水圧プレス成形（ラバープレス）方などの各種成形方法により所定形状に成形し、必要に応じて切削加工を施し板状体の成形体を得る。その後、得られた成形体を所定の大きさのセラミック製焼成鉢内に入れて炭素粉末で埋設した後、焼成炉にて大気雰囲気中1400〜1700℃の最高温度で焼成する。このとき用いる炭素粉末の平均粒径は10μｍ〜１ｍｍの粉末を用いることが好適である。 Thereafter, the obtained granule is molded into a predetermined shape by various molding methods such as a die press molding method and an isostatic press molding (rubber press) method, and is subjected to cutting as necessary to form a plate-shaped body. Get. Thereafter, the obtained molded body is placed in a ceramic firing pot of a predetermined size and embedded with carbon powder, and then fired at a maximum temperature of 1400 to 1700 ° C. in an air atmosphere in a firing furnace. The carbon powder used at this time preferably has an average particle diameter of 10 μm to 1 mm.
なお、最高温度の保持時間を適宜変更することで炭素の含侵する深さを調整することができる。そして、焼成後に得られた焼結体に研削加工を施すことにより、本実施形態のセラミックライナー部材を得ることができる。なお、図１に示す例のセラミックライナー部材１を得るには、例えば、成形体の一主面のみを炭素粉末で覆えばよく、このようにして得られた焼結体は、一主面側が黒色系の色調を呈し、他方の主面側が白色系の色調を呈するものとなり、色調差を有しているものであることから、一主面側を磨耗領域２、他方主面側を識別領域３、また、一主面側を識別領域３、他方主面側を磨耗領域２とすることができる。また、磨耗領域２における体積固有抵抗値を１×10７Ω・ｃｍ以下とするには、焼成における最高温度の保持時間を２時間以下とすればよい。
The depth of carbon impregnation can be adjusted by appropriately changing the maximum temperature holding time. And the ceramic liner member of this embodiment can be obtained by grinding to the sintered compact obtained after baking. In order to obtain the ceramic liner member 1 of the example shown in FIG. 1, for example, only one principal surface of the molded body may be covered with carbon powder, and the sintered body thus obtained has one principal surface side. Because it has a black color tone and the other main surface side exhibits a white color tone and has a color tone difference, one main surface side is a
また、図２に示す例のセラミックライナー部材11を得る方法としては、成形体の全面を炭素粉末で覆って、最高温度の保持時間を長く設定することにより、焼結体全体を黒色系の色調とし、その後、大気還元雰囲気中1000〜1400℃の温度で熱処理する。この熱処理により、第１の領域２’における炭素が燃焼して除去されることで、磨耗面２ａを含む第１の領域２’が白色系の色調を呈し、識別領域３が黒色系の色調を呈するセラミックライナー部材11を得ることができる。なお、第１の領域２’および識別領域３の大きさは、上記熱処理の保持時間を適宜変更することで調整することができる。
Further, as a method of obtaining the ceramic liner member 11 of the example shown in FIG. 2, the entire sintered body is covered with carbon powder, and the holding time at the maximum temperature is set to be long so that the entire sintered body has a black color tone. Then, heat treatment is performed at a temperature of 1000 to 1400 ° C. in an air reducing atmosphere. By this heat treatment, carbon in the
また、図２に示す例のセラミックライナー部材11を得る他の方法としては、例えば、成形体の全面を炭素粉末で覆い、焼結体全体が黒色系の色調を呈しない程度の保持時間で焼成すれば、第１の領域２’が黒色系の色調を呈し、識別領域３が白色系の色調を呈するものとなる。
As another method for obtaining the ceramic liner member 11 of the example shown in FIG. 2, for example, the entire surface of the molded body is covered with carbon powder, and the sintered body is fired for a holding time that does not exhibit a black color tone. In this case, the
また、図３に示す例のセラミックライナー部材12を得るには、例えば、成形体の全面を炭素粉末で覆い、焼結体全体が黒色系の色調を呈しない程度の保持時間で焼成した後、磨耗面２ａを含む第１の領域２’における炭素が燃焼して除去されるよう、大気還元雰囲気
中1000〜1400℃の温度で熱処理すればよい。
In order to obtain the
以上、本実施形態の製造方法について説明したが、板状体であって、板状体の少なくとも一方の主面が磨耗面とされており、板状体の内部に、磨耗による板状体の寿命を識別するための識別領域を有しているセラミックライナー部材となるものであれば、上述した製造方法に限定されるものではないことはいうまでもない。 The manufacturing method of the present embodiment has been described above. However, the plate-shaped body, at least one main surface of the plate-shaped body is a wear surface, and the plate-shaped body due to wear is formed inside the plate-shaped body. Needless to say, the manufacturing method is not limited to the above as long as the ceramic liner member has an identification region for identifying the lifetime.
１、11、12：セラミックライナー部材
２：磨耗領域
２ａ:磨耗面
２’：第１の領域
３：識別領域
４：補強領域
1, 11, 12: Ceramic liner member 2: Wear
Claims (3)
前記板状体は、アルミナ質焼結体からなり、前記板状体の内部に前記識別領域が設けられ、該識別領域が前記磨耗面を含む第１の領域によって覆われており、前記第１の領域の炭素含有量が、前記識別領域の炭素含有量より少ないことを特徴とするセラミックライナー部材。 It is a plate-like body, and at least one main surface of the plate-like body is a wear surface, and an identification region for identifying the life of the plate-like body due to wear is provided inside the plate-like body. and it is,
The plate-shaped body is made of an alumina sintered body, the identification region is provided inside the plate-shaped body, and the identification region is covered with a first region including the wear surface, The ceramic liner member characterized in that the carbon content in the region is less than the carbon content in the identification region .
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