(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対称的に分布した下部ゴム層上に接着される合金鋳鋼からなる上部鋼層を備える、ボールミル用の複合ライナであって、前記上部鋼層は、特定の粉砕工程に対して要求される前記複合ライナの上面に所望の形状を形成するように予め鋳造され、前記上部鋼層は、突出部と該突出部に対して一体的に鋳造された平板状のプレートとを有する、複合ライナ。
【請求項２】
前記上部鋼層は、クロムモリブデン合金鋳鋼からなる、請求項１に記載の複合ライナ。
【請求項３】
前記上部鋼層および前記下部ゴム層はさらに一体型の金属の固定要素により固定される、請求項１または請求項２に記載の複合ライナ。
【請求項４】
前記固定要素は前記下部ゴム層内に埋め込まれている、請求項３に記載の複合ライナ。
【請求項５】
前記上部鋼層の厚みは前記下部ゴム層より大きい、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の複合ライナ。
【請求項６】
プレート領域における前記上部鋼層の厚みは、前記固定要素の部分を除いて少なくとも４０ｍｍである、請求項３または請求項４のいずれか一項に記載の複合ライナ。
【請求項７】
前記下部ゴム層は少なくとも２０ｍｍの厚みを有する、請求項６に記載の複合ライナ。
【請求項８】
前記複合ライナは、前記ボールミルのシェルの内壁において利用可能な列に存在する穴の数とは無関係に、自生粉砕ミルまたは半自生粉砕ミルにおいて改善することができる、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の複合ライナ。
【請求項９】
前記上部鋼層が磨滅するに伴い、前記複合ライナはより弾力性を増し、相対摩耗速度は減少する、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の複合ライナ。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の複合ライナを実装している半自生粉砕ミル。
【請求項１１】
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の複合ライナを実装している自生粉砕ミル。
【請求項１２】
複合ミルライナの製造方法であって、
要求される突出部の形状に従って金属部分を鋳造する工程と、
表面仕上げをするために、鋳造金属の表面を熱処理およびサンドブラストする工程と、
前記金属部分とアルミニウムクランプインサートとの接着領域にゴム系接着剤を塗布する工程と、
前記金属部分の形状を保持する金型の上部と前記アルミニウムクランプインサートを保持する金型の下部とを備える、トランスファ成形アセンブリを作製する工程と、
油圧プレス機の前記金型の前記下部内に高温ゴム素材を対称的に分布させ、加熱する工程と、
前記油圧プレス機内に事前に作製された金型を型締めし、プレスして、前記金属部分を前記下部のゴム層に固着する工程と、を含む、複合ミルライナの製造方法。
【請求項１３】
前記油圧プレス機の能力が１０００ｔであり、前記加熱する工程は、１７２℃のプラテン温度で実行される、請求項１２に記載の複合ミルライナの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉱物、岩石および他の物質を粉砕するのに有効な機械に関する。詳細には、本発明は、選鉱工程で鉱物を粉砕するために、ミルにおいて使用されるライナに関する。より詳細には、本発明は、自生粉砕ミルおよび半自生粉砕ミル（ＡＧおよびＳＡＧミル）において使用するための鋼層を被覆した複合ミルライナに関する。
【背景技術】
【０００２】
粉砕ミルは、前述のように選鉱のための典型的な装置である。標準的な粉砕ミルは一般に、一体型またはボルト締めトラニオンを備える、円錐形／縦型ミルヘッドに接続されたドラム形シェルを有し、その組立体は、組立体を回転させるためにジャーナルパッド軸受に装着されている。半自生粉砕ミルすなわちＳＡＧは典型的なミルであって、ボールミルとは異なり、粉砕工程において岩石を破壊するための媒体として、岩石供給材料に加えて鋼球を使用する。回転ドラムは、主として衝撃により大きな岩石の破壊を引き起こす、カタラクト（大滝）運動をしている中に、岩石および球を連続的に投入する。投入における摩滅により微細な粒子の粉砕が生じる。ＳＡＧミルは内面に、投入が行われなければならないと認識される時点まで、または投入構成物に作用する遠心力が投入構成物の重量に等しくなる時点まで、内部に球を投入するおよび鉱石／岩石を保持するために、ライナとして突出部バーおよびシェルプレートを有する。放物線状の投入におけるこの効果は、接線速度および加速度の影響を受けて増加するため、先端領域に向かって低下する。投入におけるこの運動は、物体の粉砕を促進する。
【０００３】
対照的に、自生粉砕ミルすなわちＡＧミルは鋼球を使用しない。回転ドラムは、鉱石の衝撃破壊を引き起こす鉱石／岩石のみを投入する。また、岩石媒体の投入における磨耗により、供給材料内に存在するか、またはミリングの間における岩石破壊中に発生するかのいずれかの、微細な粒子の粉砕を引き起こす。
【０００４】
鉱石を微細な粒子に微粉砕する間の、鋼球および鉱石と、回転ドラムの内部シェルライナとの間の連続する衝突のために、粉砕ミルの作動中に発生する大きな衝撃はまた、粉砕媒体およびドラムのライナの劣化を引き起こす。使用されるライニングシステムの摩耗寿命サイクルの観点から、操業費用の不可欠部分に加えて機械の動作休止時間が使用者側に生じる。ライナの摩耗寿命サイクルが長くなるほど、機械の利用率が増すことになり、これは望ましいことである。
【０００５】
摩耗速度を最小化し、かつライナの寿命を引き延ばすために、様々な種類のライナが使用されてきた。通常は、ＡＧ／ＳＡＧミルにおいては、完全な鋳造合金鋼ライナ、低金属および高ゴム混合の複合ライニングシステムおよびゴムのみのライナが使用されている。粉砕プロセスの間における大きな衝撃および摩耗に起因して発生するライナの細片または薄片を所定の位置に保持するために、磁気ライナ材料が使用されることも知られている。しかし、前述の様々なライナ材料は個々に制限を有し、ライナの所望の寿命が破壊的な動作状態に対して懸念されるかぎり、あまり満足な結果を提供しない。
【０００６】
さらに、ミルの内部ライニングの交換は手順が煩雑であり、粉砕ミルにおいては、前述のライナの種類は動作に固有であり、改善できない。また、最新技術において使用されるライナの構造設計はミルの穿孔パターンに依存する。複合ライナまたはゴムライナはバーまたはプレートの形態である。バーは投入リフトに関与する。プレートはバーとバーの間に配置され、各バーは、シェルに個別にボルト締めされなければならない。したがって、このようなシステムでは、バーまたはリフトの数は完全に、ミルのシェルにおける利用可能な列に存在する穴の数に依存する。鋳造ライナのみの場合、その形状は単一価格の突出部およびプレートの両方に対応し、結果的に個々のライナの重量が増すことになる。鋳造ライナが重く、衝撃の間のたわみが極めて小さいため、据付機器のサイズもまた大きくなり、据付および解体に費やす時間も増す。鋳鋼ライナを除いて、シェルの双方向回転中に効果的な粉砕を起動することが可能な、産業界において利用可能な他の形態は現在存在しない。
【０００７】
このことから、前述の短所を克服することができる、粉砕ミルの内部シェルに対する改良されたライナの必要性が常に存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の目的は、粉砕ミルに対してより優れた摩耗寿命サイクルを提供する、ライナを提供することにある。
本発明の別の目的は、特定の用途に限定されない、いくつかの異なるシェル穴の穿孔レイアウトを有するミルにおいて、容易に改善することができる、粉砕ミル用のライナを提供することにある。
【０００９】
本発明のさらに別の目的は、鋳鋼ライナに比べて相対的に軽量である、粉砕ミル用のライナを提供することにより、ミルの駆動系の慣性効果を低減し、モータの運転開始を容易にすることにある。
【００１０】
本発明のさらなる目的は、固着の点からは既存のシェルの穿孔パターンとは無関係である、粉砕ミルのシェル用のライナを提供することにある。
本発明のさらなる目的は、双方向の共有回転に好適なミル用のライナを提供することにある。本発明のさらなる目的は、鋳鋼ライナと比べて相対的に小さい固定具のサイズを提供することにより、据付／解体に対する追加の設備要件および休止時間を最小化することにある。
【００１１】
本発明の別の目的は、異なる粉砕用途に対して受注生産方式で製造される、この概念に基づく粉砕ミル用のライナを提供することにある。
本発明のこれらおよび他の目的は、以下に記載する本発明の例示的な実施形態の説明から明らかになるであろう。当然ながら、本発明はこのような実施形態、または実施形態を説明する助けとなる図面に限定されるものではなく、それらは実施例として、単に本発明を説明するためのものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述および他の目的を達成するために、本発明は、対称的に分布した下部の弾性ゴム面に接着および固定される、合金鋳鋼の上部層を備える、ボールミル用の複合ライナを提供する。設計された鋼部分は、特定の粉砕工程に対して要求される上記ライナの上部面に所望の形状を形成するように、事前に鋳造される。
【００１３】
好ましくは、上部鋼層はクロムモリブデン合金鋳鋼からなる。上部の鋼層および下部のゴム層はさらに一体型金属固定要素により固定される。
上記固定要素はゴム層内に埋め込まれる。
【００１４】
上記の上部金属層の厚みは上記の下部ゴム層よりも大きい。好ましくは、プレート領域における金属層の厚みは、固定要素部分を除いて少なくとも４０ｍｍである。
好ましくは、上記ゴム層は少なくとも２０ｍｍの厚みを有する。
【００１５】
上記ライナは、ミルのシェルにおいて利用可能な列に存在する穴の数とは無関係に、ＳＡＧ／ＡＧミルにおいて改善することができる。
金属層が磨滅するに伴い、ライナはより弾力性を増し、相対摩耗速度は減少する。
【００１６】
本発明はまた、要求されるライナの形状に従って金属部分を事前に鋳造するステップと、表面仕上げをするために熱処理および鋳造金属形状をサンドブラストするステップと、金属部分の対象とする接着領域にゴム系接着剤を塗布するステップと、金属形状を保持する金型の上部空洞とアルミニウムクランプインサートを保持する金型の下部空洞とを備える、トランスファ成形アセンブリを形成するステップとを含む、複合ミルライナを製造する方法を提供する。高温ゴム素材は下部の金型の空洞内に対称的に置かれる。両方の空洞は、加熱プラテン上に置かれ、特定の硬化時間の間は指定された圧力および温度で型締めされ、これにより金属−ゴム接着が完了して硬化し、意図する機能を実現することを保証する。
【００１７】
好ましくは、油圧プレス能力は１０００ｔであり、加熱工程はプラテン温度１７２℃において実行される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のライナを装着した例示的な粉砕ミルの断面図である。
【図２】長期間にわたるミルライナの相対的な摩耗を示すグラフである。
【図３】本発明によるミルライナの好ましい実施形態を図示している。
【図４】本発明によるミルライナの別の好ましい実施形態を図示している。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明によれば、図１に示すように、複合ライナシステムに付着している、対称的に分布した軟質ゴムが開示されている。粉砕ミル（１）のシェルの内壁は、ゴムで裏張りした複合ミルライナ（３）を用いて改善される。ライナは、鋳鋼から作製される上部層を有する。本発明のライナの例は、一体型のゴムの裏側層を備えるクロムモリブデン鋳鋼層である。ゴム層を形成するために天然ゴムを用いることができる。これらの二つの層は、ゴムの裏張および複合ライニングの一体型システムを形成する。二つの層はトランスファ成形中の熱加硫により接合される。
【００２０】
本発明のライナは、シェル上に突出部バーを取り付けるという現在の概念を排除する。代わりに、このライナは、一つまたは複数のバーと一つまたは複数のプレートとの一体型単一形状である。したがって、列において利用可能な任意の数の穴とは無関係であるが、特定の用途に対して要求されるリフトの数のみに応じて、個々の形状を設計することができる。したがって、このライナでは任意の種類の改善が可能である。例えば、クランプまたはボルトまたはナットまたはシール剤を使用することにより、軽量ゴムまたは複合ライナに関連する既知の方法で、一体型ライナはシェルに取り付けられる。
【００２１】
ライナにおける、対称的に分布した軟質ゴムの裏層の存在のため、鋼面の摩耗速度は、複合ライニングシステムまたは複合金属ライナと比較すると、小さい。金属が磨滅するに伴い、ライナにおける金属−ゴムシステムのこの特有の分布のため、ライナはより弾力性が増し、相対摩耗速度は減少する。この効果は、ライナがその寿命の半分に到達した後、さらに大きくなる。この効果は図２に示されている。曲線の傾斜は、相対摩耗速度が、寿命の半分の線ＴＨの後に急激に減少することをはっきり示している。ＴＤ線はライナを交換する時点を示している。
【００２２】
ライナについては、粉砕工程において必要な場合、要求される形体の突出形状などの別の構成が、指定された形状を備える金属部分を鋳造することにより、可能である。
図３は、一つの突出部（４）を備え、シェルへの二つの点固定システム（５）を有する、複合ライナシステムの断面図を示している。斜線部分（６）はひとつの鋼鋳物を表している。鋳造の頂部には、双方向の鋳造金属グリッドシステムが示されている。グリッド部分は、工程摩耗を遅らせる要素として提供されている。金属部分の一体型固定要素が、ゴムに埋め込まれた二つの端部に示されており、これにより、ライナに加えられる力のためにゴムと金属が分離するのを十分に防ぐと同時に、その力がミル内の高い動圧を有する先端領域を横切って移動することを確実に回避する。二つのアルミニウムクランプがまた、取り付け点において示されている。すべての残りの斜線のない領域（２）はゴムを表す。
【００２３】
図４は、一つの突出部および単一点固定システムを備える、複合ライナ形状の断面図を示している。斜線部分（６）は、頂部に双方向グリッドシステムを有するひとつの鋳鋼物を表し、一体型固定システムおよびアルミニウムクランプもまた示されている。斜線のない領域（２）はゴムを表している。
【００２４】
鋼の断面領域の厚みは、このライナシステムにおけるゴムの厚みより大きく維持される。実際には、これは、本発明のライナと複合ライナとの基本的な相違の一つである。
鋼の層の厚みは全体にわたって均一ではなく、特定の用途に依存する。このライナにおけるゴムの厚みは、単に耐摩耗および耐腐食性支持体を提供することを意味しない。本明細書におけるゴム層の基本機能は、ミル内部の突出部およびプレート上への動的投入により加わる力に対応する、弾性支持体を提供することである。例として、プレート領域における最小の金属層の厚みは、固定要素部分を除いて、４０ｍｍ前後でなければならない。対応する正味のゴムの厚みは、２０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲にある。当然の結果として、金属の厚みが、磨滅状態において、プレートの領域において突出部の高さと共に５ｍｍになる場合、ライナの合計の厚みは２５ｍｍ〜５５ｍｍになる。
【００２５】
本発明のライナは、段階的なプロセスで製造される。金属部分は、要求される突出部の形状に従って適切に鋳造され、熱処理され、鋳鋼の形状は表面仕上げのためにサンドブラストされる。ゴム系接着剤が、金属部分とアルミニウムクランプインサートとの接着領域に塗布される。その後、トランスファ成形アセンブリは、金型の上部部分が金属の形状を保持し、かつ金型の下部部分がアルミニウムクランプインサートを保持することによって作られる。次に、高温ゴム素材が、能力１０００ｔの油圧プレスの下部金型部分内で対称的に分布し、金型空洞を保持するプラテンは、１７２℃の温度で加熱される。事前に作製された金型はプレス機内に型締めされ、プレスされて、それを下部のゴム層に固着する。加圧時間は、ゴム層における金属形状の適切な加硫および接着のために２〜３時間で変動し、一体型金属−ゴムのライナ形状を形成する。接着および加硫が完了した後、ライナは金型から除去される。
【００２６】
このことから、したがって、このライナにおいては、利用可能な列の数に依存することなく、必要性に従って、所与の領域において異なる数の突出部を配置することが可能である。本発明のライナは、注文製作の弧の長さで製造し、配置を固定して、任意のミルにおける改良された装備品をより容易に簡単に作製することができる。
【００２７】
ライナの前述の特徴のため、ミルのシェルの穿孔パターンは重要ではないことが当業者には明らかであろう。リフトの数またはシェルにおける突出部の列の数はシェルを交換することなく変更できる。この柔軟性は、ユーザが、任意の使用されるボールミルをＳＡＧまたはＦＡＧモードに変換することに役立つ。また、純粋なゴムまたは複合ライナが、例えば、９メートルを超える直径のＳＡＧ／ＦＡＧミルにおけるライニングに対して、金属ライナの代替として使用することはできない場合、このライナを使用することが可能である。
【００２８】
同等の鋼ライナと比較して重量が軽いため、ミルのＧＤ２値も大幅に減少する。
鋳鋼の比重は７．６〜７．８５ｋｇ／ｄｍ３の範囲にある。一方、複合ライナにおいて使用されるゴムの比重は、１．１４〜１．１６ｋｇ／ｄｍ３である。複合ライナの断面は、占有体積Ｖのライナの所与の形状に対して、いくらかの鋳鋼およびいくらかのゴムを有することから、鋼ライナの重量は（７．６〜７．８５）×Ｖ  ｋｇとなる。一方、複合ライナの重量は、｛Ｘ＊（１．１４〜１．１６）＋（Ｖ−ｘ）＊（７．６〜７．８５）｝ｋｇ．［ｘ：ゴムの体積」である。上記の式から、鋼ライナの重量は、任意の所与の形状および体積に対しては、本発明の複合ライナより重い。
【００２９】
回転装置のＧＤ２値は、４＊ＷＫ２として表される慣性効果である（Ｗ：回転質量の重量およびＫ：回転の半径）
複合ライニングシステムを備えるライナの重量が、完全な金属ライニングシステムのものと比較して軽いことから、ライナを備える粉砕ミルの回転質量は、複合ライニングシステムではより少ない。
【００３０】
駆動モータの運転開始時間は、Ｋ．ＧＤ２／Ｔａである（式中、Ｔａ＝平均加速度トルクおよびＫ＝定数である）。
モータで引用されたＧＤ２値が小さくなるに伴い、開始は容易になり、モータを作動させるのに必要な時間もまた短くなる。その結果、駆動モータに対する各運転開始時における耐熱時間は短くなり、モータの有効寿命の点から明らかである軽減効果をモータに与える。
【００３１】
投入の転動運動は、反復パターンでライニングシステムに大きな衝撃を引き起こす。次に、これにより、固定締結具における異常な応力に加えて、大きなチッピング摩耗を引き起こす。本発明の弾性の複合システムでは、衝撃の大きさは、実際の強度の５倍から６倍だけ低減し、したがって、損傷の可能性は小さくなる。したがって、本発明のライナの有効性は、用途が、高い前工程能力を有する材料を処理するミルにおける部分的なカタラクト運動の変化を必要としている状態に対しては、すべての他の種類のライナよりはるかに優れている。その結果、困難なＦＡＧ／ＳＡＧ工程はこの種類のライナを用いて対応することができる。
【００３２】
本発明の概念は、非限定的な例示的な実施形態を用いて説明されていることが理解されるべきである。本発明の範囲は、付属の特許請求の範囲において定義されているように、解釈されるべきである。様々な変更、修正および改良が、本発明の範囲および精神から逸脱することなく実施することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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