JPS61190047A - 高耐摩耗性材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は合金、さらに詳述すれば、高度の摩耗耐ａｔ−
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
テムの必須の構成部材は、石炭ヲ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、当分舒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、
すなわちノ・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Ｆｔ−摩砕、すなわち微粉
化する）である。かがる目的のため、各摩砕ロールはシ
ャ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
って、摩砕ロールをシャフト部材に組−合せるためには
、摩砕ロールは、その中心に溢って、好ましくは貫通孔
ｔＷする。この貫通孔のため、シャ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
り特りづけられる材料、すなわち延性鉄の如き比較約款
かい材料で摩砕ロールを形成することが望まれる。

比咬的軟かい材料力）ら摩砕ロールを形成することが望
まれる−１、摩砕ロールの少なくとも外表面は艮好な耐
摩耗性によっ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
１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、王として微粉化される物質の摩砕！￥ｆ注及び
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喚す
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、再形成ンするコストは、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って得られる便用寿命に
対する再形成された摩砕ロールによって得られる使用寿
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
摩砕ロールカ・ら期待される寿命と６１ぼ等しいか、又
は長ることによっ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って
も失なわれるものであってはならない。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金越え
るならば、摩耗した摩砕ロールを新しい摩砕ロールで交
喚する場合と比べて、摩耗した摩砕ロールを再使用する
ことによっ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例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
ニッケルークロム合金の製造全目指す試みである。

第３は、微粉化器用ロールの外表面の形成金目的として
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
われた上記状みの第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４，３８９，７６７号（１９８
３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）′ｆ！：、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？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列として
は、同一出願人に係る米国時許出願第４４６．８５０号
（１９８２年１２月６日）て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、この金屑三層ロールの中心（第１又σＶ
：Ｊ側〕の層は良好な加工Ｉ’ＪＥｋもつ比峻約款かい
材料でなり、次の（第２又は中間９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Ｈ第２，０２７．７０２　
Ａ号がある。［’　Ｎ１ｈａｒｄ　Ｊ　　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％
府出願は、白明秩合釡（この出願の出願人であろ５ｈｅ
ｅｐｒ＋ｒｉｄｇｅ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｌｉｍ１ｔ
ｅｄは「Ｐｒｅｍ＋　ｕｍ　Ｎｉ　ｈａｒｄ　ｊ　　と
称している）に係わる。この合金は従来の［Ｎ１ｈａｒ
ｄ　Ｊ　　と称されていた合金よりも優れた耐摩耗性を
肩している。英国特許出願第２，０２７，７０２　Ａ号
によれば、かかる白鋳鉄合金（すなわち「Ｐｒｅｍｉｕ
ｍ　Ｎ１ｈａｒｄ　Ｊ　）　１４、炭素２．８ないし３
．５壬（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％、ニッケル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肩する。

さらに、この白鋳鉄合金は、特に大形鋳物におけるグラ
ファ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。と
れて関連して、「５ｔｏｏｄｙ　］　０３　Ｊとして知
られている材料が、このような試みの層高の結果を代表
するものである。この材料はＢｔｏｏｄｙ　社（カリフ
ォルニア）から販売されている。組成罠関して、と９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、はとんど認識されない量で含有さ
れる場合を除き、モリ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、５ｔｏｏａ７１
０３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、５ｔｏｏｄ
ｙ　１０３は微粉化ロールの外部摩耗面を形成する。５
ｔｏｏｄｙ　１０３の耐摩耗性は、従来の「Ｎ１ｈａｒ
ｄ　Ｊ　　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ｎ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、Ｐ　ＣＴ　／　Ｕ　Ｓ　８２１００９７６
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％（」１、ホウ素
０．００１ないし４憾及び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
ッケル、雫又はクロム、又はこれらの混合物の中から選
ばれる］又はそれ以上の合金化元素全含有する。

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
の溶層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（ｈａｒｄｆａｃ
ｉｎｇ　）　　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（ｏｕｌｋ　ｗｅｌ
ｄｉｎｇ　）　　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、フラッ
クス及び肉盛用金鴇末が使用される。さらに詳述すれば
、この山盛溶接法によれば、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
にフラックスが積まれ、金属末及びフラックスの混合溶
融金倉してワイヤが溶接される。金属末は溶層物を合金
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、肉盛用位
属末（摩耗した摩砕ロールの８面再形成に関連して使用
される）が均一であり、非分Ｒ性であることが重要であ
る。そうでなければ、曵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
る炭素の負は極めてわずかであり、従って、炭素は自省
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、グラファ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、グラファイトは供給装置を閉塞
させる原因となっていた。しかも、この供給装置の閉塞
は、微細なグラファイトの一部に関するブリッジ作用（
ｏｒｉｄｇｉｎｇ　ａｃもｉｏｎ　）の結果として生ず
ると見られていた。

摩耗した摩砕クールの表面再形＃：を行なうために肉盛
＠＃、法全使用する場合、粉末の不均一性の間頑全解消
する１つの方法は、粉末をペレッ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ベレット
となる。かかるペレット化には、結合剤の添加と共に、
ペレット化するために混合し、結合剤を硬化させる工程
を実権する必要がある。このようなベレット化法全利用
することによる利点は、則ル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、従って各ベレット
が必然的に同一の組ＦｆＣ’ｋ　！することである。さ
らに、ペレット化法では、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つる結果が得られ
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全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背定でき
る結果が得られている経験に鑑み、硬化ｍ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ｑ４
溶接）についてのこれら試みの他の目的は、ｆｒ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治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１−ｔ３本
の摩砕ロール全具備し、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っている。

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間哨があ
る。従って、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、か力する交換を
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
る新しくがつ改善された材料の開発が求められていた。

さらに、少量であっても゛摩砕ロール　　　゛の外表面
（摩耗表面）としての便用に適するものであり、しかも
、これまで公知の材料全使用して製造されていた新しい
摩砕ロールによって達成される寿命よりも長い寿命金も
つ摩砕ロールの製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・ずならない。しかも
、′ｆ）為かる高耐摩耗性材料は、肉盛啓接法により、
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
用されつるものでなければならない。また、鳩吋摩耗性
材料はペレット化され、これにより、肉盛溶接法に使用
される際、均一かつ非分雌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徴づけら
れる新規でかつ改善された材料全提供することにある。

本発明の他の目的は、鋳造されつ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合金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ｒｆｉ
ｔ”再形成するために使用される高耐摩耗性材料全提供
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
法によって外表面を形成するよう溶着される・にあたり
、ペレット化されつ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、調型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（改ｔ％）を肩する。

炙　　素　　　　　　４．０ないし６．０マンガン　　
　　　　３．０ないし１４．０ケイ累　　　　　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゜Ｏ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２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％）ヲ有する高耐摩耗性
合金によっ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だある。

かかる方法は、高耐摩耗性合金を粉末状で調型し、この
高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
コンシスチンシーに！するペレットヲ形成し、ペレット
ヲ乾燥させてケイ酸塩結合剤を硬化させ、ペレット化し
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％）を肩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 次に図面金参照して詳述する。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
動については当分針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】０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３，４６５．９７１号（
１９６６年９月９日特許ン及び／又は米国特許第４，０
０２，２９９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】０は、実
質的に閉じられたセパレータ本体１２全包含する。摩砕
テーブル１４はシャフト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１２ＦＦ３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、回転可能なシャフト（
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力をがけ、石炭を微粉化する
。

ボールミル１０円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、この目的
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によっ
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ｔＷ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を通っ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）？介して
セパレータ本体】２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の作動によって微粉化される。

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１
４の周縁部に達すると、石炭粒は環状！間２４から流出
してくる空気によって持ち上げられ、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上にイ禰向される。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１．４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
１位は、小さい慣注力のため、空気流によって引続いて
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
石突のうち所望のサイズｆ：有するものは分級器２６を
通過し、空気により、ここがら排出され、ボールミル１
０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上に笑され、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
作金円び受ける。

摩砕テーブル１４の上面に置かれた石炭が摩砕ロール１
８によって受ける微粉化作用に関して、所望の石炭微粉
化全行なうため、石炭にη為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。

石突を微粉化するために必要な力の度合は、微粉化を受
ける石炭の摩砕容易性、すなわち石炭の摩砕特性に左右
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によって与えられろ刀の度合を決定する他の電
装な要因は、摩砕テーブル１４上にＨｉ−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
の如き比較約款かく、容易に力ロエされうる材料で形成
され、外表面３０は良好な耐摩耗性を肩する比較的硬い
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は実質的に中心全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は前述のシャ
フトを受容しつるサイズを有している。摩砕ロール１８
はこのシャフトに支持され、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に本体部分２８に貫通孔３２を設ける必要があった
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。

この納果、一方では本体部分２８全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、高耐摩耗を肩しかつ摩砕
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、
新たな摩砕ロールに硬化溶接されうろこと、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
成に使用されうろこと、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ろこと、及び肉
盛溶接全利用するため、均一なコンシスチンシーをもつ
ペレットにされうろ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＃：（重量チ）
ｆｔ有する。

炙　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。−万、
クロムは、１５ないし３０チの範囲では耐摩耗性にはあ
まり影響を及ぼさない。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、５
ｔｏｏａｙ１０３として公知の材料Ｃ５ｔｏｏｄｙ社製
）？″ｌ：、炙累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５ｔ
ｏｏｄｙ　１０３として公知の材料に＠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全増加する際には、クロ
ム全かなり高い含量、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５ｔｏ
ｏｄｙ】０３（いわゆる高クロム合金）では、認識され
ない電で存在する場合を除き、モリブデン又はホウ素は
含■されていなかった。上述の如く、Ｓ　ｔｏａｄｙ１
０３として公知の材料は、従来の「Ｎ１ｈａｒｄＪ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８２はＳｔｏ○ｄｙ１０３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。

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に固層される。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、フラックス及び肉盛用金属床を使用
する。肉盛用金属床は制御された量で基材金属上に供給
され、フラックスはこの金属床の頂部に置かれ、これら
金属床及びフラックスの共融を介してワイヤが溶接され
る。金属床は洛清物を合金化し、溶層率を高める。

不完全な溶接全回避するためには、肉Ｊ＠溶接法を利用
する際、箔屑物中に一定の合金組成金主ずる均一かつ非
分＠性の金属床を存在させることが重要である。硬化溶
接においては、炭素含量が重要な袈因であり、ブラフア
イトラ使用することにより容易に達成される。しかし、
グラファイトは非常に細かくかつ怪く、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（く、グラファイトは細かく、供給装置ｆ、詰らせ
る原因となる。これに対し、粉末をペレット化する場合
には、ペレット内で成分全体が均一に分散される。ペレ
ット化にあたっては、ケイ酸塩の如き結合列を添加し、
混合した後ベレット化し、結合列全硬化させるため焼成
する必要がある。この方法では、微ＭＥ、＠分を含まな
い均一な粒子サイズのベレットが形成され、各ペレット
は必然的に同一の組成を肩する。さらに、ペレット化法
では、同じ粉末を使用して配合を変えろことにより、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ａ−ルの外表ｒｌｉ
ｌｉ金形成するために使用される高耐摩耗１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夷令され
る。第１に、本発明の合金で形成された摩耗表面全もつ
摩砕ロールは、摩砕ロールの構造の大部分を占めろ本体
部分全包含する。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、従って、この種の材料の便用によ
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金包含する。従って、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）を肩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ｔ−肩する摩砕ロ
ールは、摩耗した摩砕ロール全表面再形成処理したもの
であっても、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’ｔＮしていろこと全特徴とする。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、高耐摩耗特性によって特
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哨遺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ット化されつるも
のである。さらて、本発明によれば、調夷が比峻的安価
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。

４園面の簡単な説明 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ｔ−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で形成
   された少なくとも外表面を包含してなる、ボールミル用
   摩砕ロール。 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　特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、比較的
   軟かくかつ容易に加工される材料で形成された本体部分
   を包含してなる、ボールミル用摩砕ロール。 ３　特許請求の範囲第２項記載のものにおいて、前記の
   比較的軟かくかつ容易に加工される材料が延性鉄である
   、ボールミル用摩砕ロール。 ４　特許請求の範囲第３項記載のものにおいて、前記本
   体部分が実質的に中心に沿つて形成された貫通孔を有す
   るものである、ボールミル用摩砕ロール。 ５　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 ６　粉末状である特許請求の範囲第５項記載の高耐摩耗
   性合金。 ７　鋳造されうる特許請求の範囲第５項記載の高耐摩耗
   性合金。 ８　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合金を混合させて均一な
   コンシステンシーをもつペレットを形成し、該ペレット
   を乾燥させて結合剤を硬化させ、ペレット化された高耐
   摩耗性合金を新しい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、新しい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 ９　特許請求の範囲第８項記載の方法において、前記結
   合剤がケイ酸塩である、新しい摩砕ロールの表面形成法
   。 １０　特許請求の範囲第９項記載の方法において、新し
   い摩砕ロールが比較的軟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、前記ペレット化さ
   れた高耐摩耗性合金を新しい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、新しい摩砕ロールの
   表面形成法。 １１　特許請求の範囲第１０項記載の方法において、新
   しい摩砕ロールの前記本体部分が延性鉄で形成される、
   新しい摩砕ロールの表面形成法。 １２　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合金を混合させて均一
   なコンシステンシーをもつペレットを形成し、該ペレッ
   トを乾燥させて結合剤を硬化させ、ペレット化された高
   耐摩耗性合金を、摩耗した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、摩耗した摩砕ロール
   の表面再形成法。 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 １３　特許請求の範囲第１２項記載の方法において、前
   記結合剤がケイ酸塩である、摩耗した摩砕ロールの表面
   再形成法。 １４　特許請求の範囲第１３項記載の方法において、摩
   耗した摩砕ロールが比較的軟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、前記ペレット
   化された高耐摩耗性合金を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、摩耗した摩砕
   ロールの表面再形成法。 １５　特許請求の範囲第１４項記載の方法において、摩
   耗した摩砕ロールの前記本体部分が延性鉄で形成される
   、摩耗した摩砕ロールの表面再形成法。