JPH09221372A - 耐摩耗部材 - Google Patents
耐摩耗部材Info
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- JPH09221372A JPH09221372A JP2883796A JP2883796A JPH09221372A JP H09221372 A JPH09221372 A JP H09221372A JP 2883796 A JP2883796 A JP 2883796A JP 2883796 A JP2883796 A JP 2883796A JP H09221372 A JPH09221372 A JP H09221372A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23H—GRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
- F23H17/00—Details of grates
- F23H17/12—Fire-bars
-
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- F23H2900/00—Special features of combustion grates
- F23H2900/17001—Specific materials therefor
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ストーカ式ごみ焼却炉の火格子として、高Ｃ
ｒ系鋳鋼を用いた場合、ごみ灰による摩耗のため材質が
劣化し、長時間使用できない。またセラミックスを用い
た場合、金属と比較すると強度特性に劣るため、ごみ質
によっては衝撃により破壊する。 【解決手段】 多孔質セラミックス体２により耐摩耗性
を向上し、注入した溶融金属４により耐衝撃性を向上
し、以て複合材料５を本体１に積層することで形成した
耐摩耗部材６の寿命を、大幅に向上した。
ｒ系鋳鋼を用いた場合、ごみ灰による摩耗のため材質が
劣化し、長時間使用できない。またセラミックスを用い
た場合、金属と比較すると強度特性に劣るため、ごみ質
によっては衝撃により破壊する。 【解決手段】 多孔質セラミックス体２により耐摩耗性
を向上し、注入した溶融金属４により耐衝撃性を向上
し、以て複合材料５を本体１に積層することで形成した
耐摩耗部材６の寿命を、大幅に向上した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえばストーカ
式ごみ焼却炉に用いる火格子のような、高温下で耐摩耗
が要求される耐摩耗部材に関するものである。
式ごみ焼却炉に用いる火格子のような、高温下で耐摩耗
が要求される耐摩耗部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、たとえばストーカ式ごみ焼却炉の
火格子の場合、高Ｃｒ系鋳鋼（Ｃｒ＝25〜28％程度含
有）が用いられてきた。また、試験的にはアルミナなど
のセラミックスが適用されたこともある。
火格子の場合、高Ｃｒ系鋳鋼（Ｃｒ＝25〜28％程度含
有）が用いられてきた。また、試験的にはアルミナなど
のセラミックスが適用されたこともある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、高Ｃｒ系鋳
鋼の場合、ごみ灰による摩耗のため材質が劣化し、長時
間使用することはできない場合がある。また、セラミッ
クスの場合、金属と比較すると強度特性に劣るため、ご
み質によっては衝撃により破壊するという問題があっ
た。
鋼の場合、ごみ灰による摩耗のため材質が劣化し、長時
間使用することはできない場合がある。また、セラミッ
クスの場合、金属と比較すると強度特性に劣るため、ご
み質によっては衝撃により破壊するという問題があっ
た。
【０００４】そこで本発明のうち請求項１記載の発明
は、耐摩耗性や耐衝撃性に優れた耐摩耗部材を提供する
ことを目的としたものである。また請求項２記載の発明
は、耐摩耗性や耐衝撃性により一層優れた耐摩耗部材を
提供することを目的としたものである。
は、耐摩耗性や耐衝撃性に優れた耐摩耗部材を提供する
ことを目的としたものである。また請求項２記載の発明
は、耐摩耗性や耐衝撃性により一層優れた耐摩耗部材を
提供することを目的としたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明のうちで請求項１記載の耐摩耗部材は、
高Ｃｒ系鋳鋼からなる本体の少なくとも他物接触面箇所
に、多孔質セラミックス体の多孔部に溶融金属を注入し
て形成した複合材料を、積層して構成したことを特徴と
したものである。
ために、本発明のうちで請求項１記載の耐摩耗部材は、
高Ｃｒ系鋳鋼からなる本体の少なくとも他物接触面箇所
に、多孔質セラミックス体の多孔部に溶融金属を注入し
て形成した複合材料を、積層して構成したことを特徴と
したものである。
【０００６】したがって請求項１の発明によると、多孔
質セラミックス体により耐摩耗性を向上し得るととも
に、注入した溶融金属により耐衝撃性を向上し得、以て
複合材料を本体に積層することで形成した耐摩耗部材の
寿命を、大幅に向上し得ることになる。
質セラミックス体により耐摩耗性を向上し得るととも
に、注入した溶融金属により耐衝撃性を向上し得、以て
複合材料を本体に積層することで形成した耐摩耗部材の
寿命を、大幅に向上し得ることになる。
【０００７】また本発明の請求項２記載の耐摩耗部材
は、高Ｃｒ系鋳鋼からなる本体の少なくとも他物接触面
箇所に、多孔質セラミックス体の多孔部に金属粉末を充
填して形成した複合材料を積層したのち、加熱処理を行
って構成したことを特徴としたものである。
は、高Ｃｒ系鋳鋼からなる本体の少なくとも他物接触面
箇所に、多孔質セラミックス体の多孔部に金属粉末を充
填して形成した複合材料を積層したのち、加熱処理を行
って構成したことを特徴としたものである。
【０００８】したがって請求項２の発明によると、多孔
質セラミックス体により耐摩耗性を向上し得るととも
に、酸化した金属粉末、すなわち金属酸化物により耐衝
撃性を向上し得、以て酸化処理を施した複合材料を本体
に積層することで形成した耐摩耗部材の寿命を、より大
幅に向上し得ることになる。
質セラミックス体により耐摩耗性を向上し得るととも
に、酸化した金属粉末、すなわち金属酸化物により耐衝
撃性を向上し得、以て酸化処理を施した複合材料を本体
に積層することで形成した耐摩耗部材の寿命を、より大
幅に向上し得ることになる。
【０００９】そして本発明の請求項３記載の耐摩耗部材
は、上記した請求項２記載の構成において、金属粉末が
アルミニウム粉末であることを特徴としたものである。
したがって請求項３の発明によると、高Ｃｒ系鋳鋼との
反応が好適なアルミニウム粉末により耐衝撃性を向上し
得ることになる。
は、上記した請求項２記載の構成において、金属粉末が
アルミニウム粉末であることを特徴としたものである。
したがって請求項３の発明によると、高Ｃｒ系鋳鋼との
反応が好適なアルミニウム粉末により耐衝撃性を向上し
得ることになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
ストーカ式ごみ焼却炉の火格子に採用した状態として図
１、図２に基づいて説明する。
ストーカ式ごみ焼却炉の火格子に採用した状態として図
１、図２に基づいて説明する。
【００１１】高Ｃｒ系鋳鋼からなる本体１の少なくとも
他物接触面箇所に、多孔質炭化珪素体（ＳｉＣであっ
て、多孔質セラミックス体の一例）２の多孔部３に高Ｃ
ｒ系鋳鋼（溶融金属の一例）４を注入して形成した複合
材料５を積層することで、火格子（耐摩耗部材の一例）
６を構成している。
他物接触面箇所に、多孔質炭化珪素体（ＳｉＣであっ
て、多孔質セラミックス体の一例）２の多孔部３に高Ｃ
ｒ系鋳鋼（溶融金属の一例）４を注入して形成した複合
材料５を積層することで、火格子（耐摩耗部材の一例）
６を構成している。
【００１２】ここで高Ｃｒ系鋳鋼４の組成は、Ｓｉ：１
％，Ｃ：0.5 ％，Ｃｒ：28％，Ｎ：0.2 ％，Ｆｅ：残り
％である。そして高Ｃｒ系鋳鋼４の注入は、多孔質炭化
珪素体２を型にセットしたのち、加圧鋳造により高Ｃｒ
系鋳鋼４を鋳込むことにより行われ、その際に鋳造温度
は1600℃である。
％，Ｃ：0.5 ％，Ｃｒ：28％，Ｎ：0.2 ％，Ｆｅ：残り
％である。そして高Ｃｒ系鋳鋼４の注入は、多孔質炭化
珪素体２を型にセットしたのち、加圧鋳造により高Ｃｒ
系鋳鋼４を鋳込むことにより行われ、その際に鋳造温度
は1600℃である。
【００１３】このようにして製作された火格子６、すな
わち本発明品と従来の高Ｃｒ系鋳鋼との特性（腐食速度
ならびにビッカース硬さ）とを比較して見ると、下記の
表１のとおりであった。なお比較は、 耐食性：60％Ｎａ2 ＳＯ4 ＋40％ＮａＣｌによる650 ℃
×24ｈの溶融塩腐食 腐食速度（mm／day ）＝（Ｗ0 −Ｗ1 ）／Ｓ・１／ρ・
10・24／ｔ 耐摩耗性：室温におけるビッカース硬さ（荷重 ５Ｋｇ
ｆ） の条件で行った。
わち本発明品と従来の高Ｃｒ系鋳鋼との特性（腐食速度
ならびにビッカース硬さ）とを比較して見ると、下記の
表１のとおりであった。なお比較は、 耐食性：60％Ｎａ2 ＳＯ4 ＋40％ＮａＣｌによる650 ℃
×24ｈの溶融塩腐食 腐食速度（mm／day ）＝（Ｗ0 −Ｗ1 ）／Ｓ・１／ρ・
10・24／ｔ 耐摩耗性：室温におけるビッカース硬さ（荷重 ５Ｋｇ
ｆ） の条件で行った。
【００１４】
【表１】
【００１５】上記の火格子６を用いて、焼却施設にてテ
ストを実施した。すなわち、一般廃棄物による焼却テス
トを2000時間実施したのち、外観を確認したところ、従
来材が摩耗面が約15％程度減肉していたのに対し、複合
材料５を適用したものはテスト前と差がなかった。
ストを実施した。すなわち、一般廃棄物による焼却テス
トを2000時間実施したのち、外観を確認したところ、従
来材が摩耗面が約15％程度減肉していたのに対し、複合
材料５を適用したものはテスト前と差がなかった。
【００１６】なお、今回用いた多孔質炭化珪素体２は、
焼結温度を1000〜1400℃にすることにより気孔率を30〜
50％に調整したものである。また、高Ｃｒ系鋳鋼４を鋳
込んだのちの気孔率は０％であった。
焼結温度を1000〜1400℃にすることにより気孔率を30〜
50％に調整したものである。また、高Ｃｒ系鋳鋼４を鋳
込んだのちの気孔率は０％であった。
【００１７】以上の結果からも分かるように、多孔質炭
化珪素体２により耐摩耗性を向上し得るとともに、高Ｃ
ｒ系鋳鋼４により耐衝撃性を向上し得、以て複合材料５
を本体１に積層することで形成した火格子６を、ストー
カ式ごみ焼却炉の火格子として用いた場合、大幅な寿命
の向上をもたらすことが判明した。
化珪素体２により耐摩耗性を向上し得るとともに、高Ｃ
ｒ系鋳鋼４により耐衝撃性を向上し得、以て複合材料５
を本体１に積層することで形成した火格子６を、ストー
カ式ごみ焼却炉の火格子として用いた場合、大幅な寿命
の向上をもたらすことが判明した。
【００１８】次に、本発明の別の実施の形態を、図３に
基づいて説明する。前述の実施の形態と同様に、多孔質
セラミックス体を多孔質炭化珪素体２にて製作した。そ
して図３（Ａ）に示すように、その多孔部３に加圧成形
によりアルミニウム粉末（金属粉末の一例）10を充填す
ることで、図３（Ｂ）に示す複合材料11を得た。この複
合材料11を、図３（Ｃ）に示すように高Ｃｒ系鋳鋼から
なる本体１の少なくとも他物接触面箇所に密着して積層
させ、そして800 ℃にて大気中２ｈの加熱処理を行っ
た。この加熱処理を行うことで、本体１と複合材料11と
の間に、高Ｃｒ系鋳鋼とアルミニウム粉末10との反応層
12、すなわち結合層が形成され、また複合材料11の内部
や表面側のアルミニウム粉末10は金属酸化物10Ａとなっ
た。これにより図３（Ｄ）に示す火格子13を構成した。
基づいて説明する。前述の実施の形態と同様に、多孔質
セラミックス体を多孔質炭化珪素体２にて製作した。そ
して図３（Ａ）に示すように、その多孔部３に加圧成形
によりアルミニウム粉末（金属粉末の一例）10を充填す
ることで、図３（Ｂ）に示す複合材料11を得た。この複
合材料11を、図３（Ｃ）に示すように高Ｃｒ系鋳鋼から
なる本体１の少なくとも他物接触面箇所に密着して積層
させ、そして800 ℃にて大気中２ｈの加熱処理を行っ
た。この加熱処理を行うことで、本体１と複合材料11と
の間に、高Ｃｒ系鋳鋼とアルミニウム粉末10との反応層
12、すなわち結合層が形成され、また複合材料11の内部
や表面側のアルミニウム粉末10は金属酸化物10Ａとなっ
た。これにより図３（Ｄ）に示す火格子13を構成した。
【００１９】このようにして製作された火格子13、すな
わち本発明品（酸化処理なし、酸化処理ありを含む）
を、前述の実施の形態と同様にして、従来の高Ｃｒ系鋳
鋼との特性を比較して見ると、下記の表２のとおりであ
った。
わち本発明品（酸化処理なし、酸化処理ありを含む）
を、前述の実施の形態と同様にして、従来の高Ｃｒ系鋳
鋼との特性を比較して見ると、下記の表２のとおりであ
った。
【００２０】
【表２】
【００２１】上記の火格子13を用いて、前述の実施の形
態と同様の焼却施設にてテストを実施した。2000時間経
過後に外観を確認したが、テスト前と大差はなかった。
この結果、多孔質セラミックス体に金属粉末を充填後、
酸化処理を施した複合材料11についても十分耐久性があ
ることを確認した。
態と同様の焼却施設にてテストを実施した。2000時間経
過後に外観を確認したが、テスト前と大差はなかった。
この結果、多孔質セラミックス体に金属粉末を充填後、
酸化処理を施した複合材料11についても十分耐久性があ
ることを確認した。
【００２２】なお、得られた摩耗面を切り出し、曲げ試
験を実施したところ、50kgf ／mm2であり、緻密質Ｓｉ
Ｃ単体の強度（40kgf ／mm2 ）と比較して25％アップし
ていた。
験を実施したところ、50kgf ／mm2であり、緻密質Ｓｉ
Ｃ単体の強度（40kgf ／mm2 ）と比較して25％アップし
ていた。
【００２３】以上の結果からも分かるように、多孔質炭
化珪素体２により耐摩耗性を向上し得るとともに、酸化
したアルミニウム粉末10、すなわち金属酸化物10Ａによ
り耐衝撃性を向上し得、以て酸化処理を施した複合材料
11を本体１に積層することで形成した火格子13を、スト
ーカ式ごみ焼却炉の火格子として用いた場合、より大幅
な寿命の向上をもたらすことが判明した。
化珪素体２により耐摩耗性を向上し得るとともに、酸化
したアルミニウム粉末10、すなわち金属酸化物10Ａによ
り耐衝撃性を向上し得、以て酸化処理を施した複合材料
11を本体１に積層することで形成した火格子13を、スト
ーカ式ごみ焼却炉の火格子として用いた場合、より大幅
な寿命の向上をもたらすことが判明した。
【００２４】上記した別の実施の形態では、充填（封
入）する粉末金属として、高Ｃｒ系鋳鋼との反応を考え
てアルミニウム粉末10としたが、加熱後に反応して密着
が可能となる金属であれば何でも良い。また、加熱温度
を800 ℃としたが、粉末金属の特性に合わすことにより
低くすることも可能である。
入）する粉末金属として、高Ｃｒ系鋳鋼との反応を考え
てアルミニウム粉末10としたが、加熱後に反応して密着
が可能となる金属であれば何でも良い。また、加熱温度
を800 ℃としたが、粉末金属の特性に合わすことにより
低くすることも可能である。
【００２５】上記した両実施の形態では、多孔質セラミ
ックス体として、耐摩耗性を重視して炭化珪素（Ｓｉ
Ｃ）を用いたが、これは用途により、Ａｌ2 Ｏ3 などの
酸化物、Ｓｉ3 Ｎ4 などの窒化物を用いることも可能で
ある。
ックス体として、耐摩耗性を重視して炭化珪素（Ｓｉ
Ｃ）を用いたが、これは用途により、Ａｌ2 Ｏ3 などの
酸化物、Ｓｉ3 Ｎ4 などの窒化物を用いることも可能で
ある。
【００２６】上記した両実施の形態では、耐摩耗部材と
して火格子６，13を示したが、これは他箇所の焼却炉形
成部材など、他の構成部材であってもよい。上記した両
実施の形態では、本体１の他物接触面箇所に複合材料
５，11を積層しているが、これは他物接触面箇所を含め
て全面に積層してもよい。
して火格子６，13を示したが、これは他箇所の焼却炉形
成部材など、他の構成部材であってもよい。上記した両
実施の形態では、本体１の他物接触面箇所に複合材料
５，11を積層しているが、これは他物接触面箇所を含め
て全面に積層してもよい。
【００２７】
【発明の効果】上記した本発明の請求項１によると、多
孔質セラミックス体により耐摩耗性を向上できるととも
に、注入した溶融金属により耐衝撃性を向上でき、以て
複合材料を本体に積層することで形成した耐摩耗部材の
寿命を、大幅に向上できる。したがって、耐摩耗部材を
ストーカ式ごみ焼却炉の火格子などに採用したとき、こ
の火格子などの寿命を大巾に向上できる。
孔質セラミックス体により耐摩耗性を向上できるととも
に、注入した溶融金属により耐衝撃性を向上でき、以て
複合材料を本体に積層することで形成した耐摩耗部材の
寿命を、大幅に向上できる。したがって、耐摩耗部材を
ストーカ式ごみ焼却炉の火格子などに採用したとき、こ
の火格子などの寿命を大巾に向上できる。
【００２８】また上記した本発明の請求項２によると、
多孔質セラミックス体により耐摩耗性を向上できるとと
もに、酸化した金属粉末、すなわち金属酸化物により耐
衝撃性を向上でき、以て酸化処理を施した複合材料を本
体に積層することで形成した耐摩耗部材の寿命を、より
大幅に向上できる。
多孔質セラミックス体により耐摩耗性を向上できるとと
もに、酸化した金属粉末、すなわち金属酸化物により耐
衝撃性を向上でき、以て酸化処理を施した複合材料を本
体に積層することで形成した耐摩耗部材の寿命を、より
大幅に向上できる。
【００２９】そして上記した本発明の請求項３による
と、高Ｃｒ系鋳鋼との反応が好適なアルミニウム粉末に
より耐衝撃性を向上できる。
と、高Ｃｒ系鋳鋼との反応が好適なアルミニウム粉末に
より耐衝撃性を向上できる。
【図１】本発明の実施の形態の一例を示し、耐摩耗部材
（火格子）の斜視図である。
（火格子）の斜視図である。
【図２】同耐摩耗部材の要部の縦断面図である。
【図３】本発明の別の実施の形態を示し、耐摩耗部材の
製造プロセスの概略説明図である。
製造プロセスの概略説明図である。
１ 本体（高Ｃｒ系鋳鋼） ２ 多孔質炭化珪素体（多孔質セラミックス体） ３ 多孔部 ４ 高Ｃｒ系鋳鋼（溶融金属） ５ 複合材料 ６ 火格子（耐摩耗部材） 10 アルミニウム粉末（金属粉末） 10Ａ 金属酸化物 11 複合材料 12 反応層 13 火格子（耐摩耗部材）
フロントページの続き (72)発明者 角谷 茂 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日立造船株式会社内 (72)発明者 吉田 卓史 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日立造船株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 高Ｃｒ系鋳鋼からなる本体の少なくとも
他物接触面箇所に、多孔質セラミックス体の多孔部に溶
融金属を注入して形成した複合材料を、積層して構成し
たことを特徴とする耐摩耗部材。 - 【請求項２】 高Ｃｒ系鋳鋼からなる本体の少なくとも
他物接触面箇所に、多孔質セラミックス体の多孔部に金
属粉末を充填して形成した複合材料を積層したのち、加
熱処理を行って構成したことを特徴とする耐摩耗部材。 - 【請求項３】 金属粉末がアルミニウム粉末であること
を特徴とする請求項２記載の耐摩耗部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2883796A JPH09221372A (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | 耐摩耗部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2883796A JPH09221372A (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | 耐摩耗部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09221372A true JPH09221372A (ja) | 1997-08-26 |
Family
ID=12259494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2883796A Pending JPH09221372A (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | 耐摩耗部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09221372A (ja) |
Cited By (7)
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