(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ごみ減容成形機の硬化肉盛溶接された鋳鋼製ブレード５、２ａ、３ａを硬化肉盛補修溶接するに際し、
そのブレードを５００〜６００℃の温度範囲で一定時間加熱保持して硬化肉盛溶接層ｅの割れ目ｃ内の樹脂を熱分解した後、上記硬化肉盛補修溶接を行うことを特徴とするごみ減容成形機のブレード補修方法。
【請求項２】
上記加熱保持の一定時間を（ブレードの板厚ｍｍ／２５）時間としたことを特徴とする請求項１に記載のごみ減容成形機のブレード補修方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、各種プラスチックや都市ごみなどの廃棄物を圧縮・減容して高密度の固形物を成形するごみ減容成形機の排出口付近に使用されるスクリュー羽根及びブレード（本願においては、両者を適宜にブレードと称す）を硬化肉盛溶接補修する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の減容成形機として、例えば、特開平６−２６２６６４号公報、特願平１１−３０１２０７号明細書・図面等に記載のものを挙げることができる。このものは、図１乃至図６を参照して説明すると、胴体（ケーシング）１内にその一端から他端に亘って一対の平行なスクリュー軸２、３を設け、そのスクリュー軸２、３をモータにより歯車機構（図示せず）を介して相反対方向に回転し、前記胴体１一端の供給口４から廃棄物ａを胴体１内に送り込み、その廃棄物ａを前記スクリュー軸２、３によって搬送しながら圧縮し高密度の処理物ｂとして胴体１他端の端板７の排出孔（ノズル）８から排出する。排出された処理物ｂは回転刃１０により適当な長さに切断される。
【０００３】
このとき、スクリュー軸２、３は、互いのスクリューが対向する方向に回転されているので、移送の際に廃棄物ａは混練作用を受け、廃棄物同士、廃棄物ａとスクリューおよび廃棄物ａと胴体１が高圧力下で摩擦し、熱可塑性プラスチック等が軟化溶融する。このため、排出された処理物ｂは、軟化溶融したプラスチックがバインダーの役割を果たして形が崩れない。また、その処理物ｂの排出を円滑に行うために、スクリュー軸２、３の終端には、端板７と近接して固定されたブレード（押し込み部材）５が嵌着されており（図５参照）、このブレード５は図６に示すように対称で１８０度位相して配置されている。さらに、端板７には、前記摩擦による摩損部分の取替えのため、その内面に排出板９が設けられ、この排出板９には端板７の排出孔８に連通する排出孔８ａが形成されている。
【０００４】
このように、この種の減容成形機は、廃棄物ａが、スクリュー軸２、３（スクリュー羽根３ａ、３ｂ、ブレード５）、胴体１及び排出板９と高圧力下で摩擦しており、これらの摩耗が激しい。廃棄物ａの内にはプラスチック、ビニール、紙、木、生ごみ以外に、石、コンクリート破片、金属片、などが混じっており、その摩耗を助長させる。このため、その耐摩耗性を高める手段として、材料そのものに耐摩耗性に優れたものを用いたり、金属材料の表面を、耐摩耗性の優れた材料で硬化肉盛溶接を行う。例えば、胴体１にはその左右上下に耐摩耗性にすぐれた鋳鋼製のライナー１ａが用いられ、このライナー１ａは、鋳物製品を無加工に近い状態で用いることができるので、硬化肉盛溶接による方法は採用されていない。一方、スクリュー羽根３ａ、３ｂ、ブレード５及び排出板９には硬化肉盛溶接が採用されている。すなわち、これら全体を高クロム鋳鉄などの耐摩耗材料を用いると、靱性が不足し、割れが発生して破損する恐れが多く、逆に、クロム含有量を下げると、多少靱性は向上するが、硬度が低下して耐摩耗性の点で不十分となる。このため、靱性が良好で安価な炭素鋼鋳鋼品および溶接構造用鋳鋼品の表面に硬化肉盛施工をして、耐摩耗性を得るようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように硬化肉盛溶接を行ったブレード５などにおいても、使用によって次第に摩耗し、その交換が必要となる。このとき、コスト面からは、ブレード５等を鋳鋼品から新たに製造するより、摩耗して減っている部分を再度肉盛補修溶接施工して、ブレード５等を再使用することが有利である。
【０００６】
しかしながら、図４、図７に示すように、硬化肉盛溶接層ｅには表面割れ（割れ目ｃ）が多く存在し、使用中に、摩擦熱により、処理されるごみは１００〜２００度になるため、その廃プラスチックが軟化溶融して、肉盛溶接層ｅの割れ目ｃ内に入り込む。このため、硬化肉盛補修溶接時、溶接熱により、その割れ目ｃ内の廃プラスチックが熱分解して多くのガスが発生し、その溶接部にブローホール、ピットが多く発生して有効な肉盛溶接が困難である。
【０００７】
この発明は、上記実情の下、硬化肉盛補修溶接をブローホール等の欠損を生じることなく行い得るようにすることを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明は、硬化肉盛補修溶接の施工前に、その肉盛溶接層ｅの割れ目ｃ内に入り込んでいる廃プラスチックを完全に熱分解させて、ガス化させることとしたのである。このようにすれば、ガス発生によるブローホール、ピットの発生はなくなり、有効な肉盛溶接を円滑に行い得る。
【０００９】
【発明の実施の形態】
この発明の実施形態としては、ごみ減容成形機の硬化肉盛溶接された鋳鋼製ブレードを硬化肉盛補修溶接するに際し、そのブレードを５００〜６００℃の温度範囲で一定時間加熱保持して硬化肉盛溶接層の割れ目内の樹脂を熱分解した後、上記硬化肉盛補修溶接を行う構成を採用し得る。
【００１０】
一般に、硬化肉盛溶接施工の際には、被溶接部材を予熱する必要があり、肉盛溶接材料と被溶接部材の種類によって、１５０℃〜３５０℃で選択されることが多い。この予熱処理によって、ごみ等は燃焼して炭化し、補修溶接時には問題がないと思われるが、実際にはこの程度の予熱温度ではブローホールおよびピットが多く発生し、有効な肉盛溶接が困難であった。
【００１１】
そこで、まず、上記廃プラスチック熱分解には５００℃以上の加熱が必要であることを知見した。つぎに、鋳鋼品は強度、伸び、靱性の機械的性能の基準値を満足させるためと残留応力除去のために、焼なまし、焼ならし、焼ならし焼もどし、焼入れ焼もどしのいずれかの熱処理を行っている。また、ブレード鋳鋼素材は製造時に既に６００℃以上で３時間の焼なまし処理を行っており、さらなる６００℃以上で長時間の加熱することは母材の機械的性質を変化させて軟化し強度及び靱性の低下を招く。さらに、この発明に係る硬化肉盛溶接部では表面割れが多数発生し、残留応力は開放されており、補修肉盛溶接後の残留応力除去処理は不要である。また、省エネルギーの観点から出来るだけ低いゴミ分解温度が望ましい。これらの観点から、廃プラスチック熱分解処理温度は５００℃以上が必要であり、６００℃以下、好ましくは５８０℃以下、より好ましくは５５０℃以下が望ましい。
【００１２】
このときの加熱保持の時間は、（ブレード５の板厚ｍｍ／２５）時間（ｈ）とすることができる。これは、ＪＩＳ  Ｚ  ３７００に基づく。
【００１３】
【実施例】
この実施例は、図５に示すブレード５の硬化肉盛溶接層ｅの補修を行うものであり、その補修手順は、▲１▼表面の掃除（ゴミなどの除去）、▲２▼加熱処理（５００〜５５０℃）、▲３▼表面の掃除（炭化物などの除去、グライダー除去）、▲４▼予熱１５０℃（ガスバーナーによる。加熱処理の余熱で１５０℃の場合はそのまま補修溶接を行う。）、▲５▼摩耗減肉部を肉盛溶接、を順々に行う。
【００１４】
そのブレード５はスクリュー羽根２ａ、３ａの外径５００φ型で厚さ６０ｍｍ、重量６０ｋｇ、同６００φ型で厚さ１００ｍｍ、重量１７０ｋｇであり、通常、予熱に用いるユニット型の電気ヒーターやむきだしの燃焼ガスバーナーでは５００℃以上の温度に上げることは困難である。このため、この実施例では、廃プラスチックの熱分解除去処理には熱処理炉を用いた。熱源は電気ヒーターまたは燃焼ガスバーナーを用いた。
【００１５】
その保持時間については、ブレード５が確実に上記温度範囲になることが必要で、そのための最小保持時間についてはＪＩＳ  Ｚ  ３７００溶接後熱処理方法の基準に基づいて行う必要があり、その最小保持時間（Ｈｈ）＝板厚（ｔｍｍ）／２５とした。また、廃プラスチックが熱分解するには５００℃においては１時間以上を要するため、その条件の大きいほうの保持時間とする。この実施例ではブレード５の厚さｔ＝１００ｍｍであり、最小保持時間は４時間とした。
【００１６】
加熱速度については、同様に、ＪＩＳ  Ｚ  ３７００溶接後熱処理方法の基準に基づいて行う必要があり、４２５℃未満で炉内に入れる。４２５℃以上の温度における加熱速度Ｒ１は次の式による。
Ｒ１≦２２０×２５／ｔ
ただし、最大２２０℃／ｈ、最小５５℃／ｈ、ｔ：ブレードの厚さ（ｍｍ）
【００１７】
また、廃プラスチックの熱分解特性から、熱平衡により近い状態を再現するために３００℃／ｈ（５℃／ｍｉｎ）以下が適当である。この両条件の小さい速度を選ぶ必要があり、前者を選択した。この実施例では、ブレードの厚さｔ＝１００ｍｍであり、加熱速度Ｒ１＝５５℃／ｈである。
【００１８】
冷却速度については、廃プラスチックの熱分解特性は問題にする必要がないため、ＪＩＳ  Ｚ  ３７００溶接後熱処理方法の基準に基づいて行い、４２５℃未満で炉外に取り出すことができる。４２５℃以上の温度における冷却速度Ｒ２は次の式による。
Ｒ２≦２８０×２５／ｔ
ただし、最大２８０℃／ｈ、最小５５℃／ｈ
【００１９】
この実施例では、Ｒ２＝７０℃／ｈである。但し、４００℃で炉外に取り出すことができる。
【００２０】
ブレード５の母材を表１に、溶接方法及び溶接材料を表２に、溶接条件を表３にそれぞれ示し、加熱炉は、最高炉内温度９５０℃、炉内寸法：７００巾×６００高さ×９００奥行きの都市ガスを燃料とするガス炉を使用した。電気炉も使用できる。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
【表２】
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【００２３】
【表３】
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【００２４】
この実施例によれば、ブレード５の硬化肉盛溶接層ｅにブローホール、ピットの発生もなく、円滑かつ有効な肉盛補修を行うことができた。この実施例に基づき、スクリュー羽根２ａ、３ａ、排出板９にも同様にして硬化肉盛補修を行ったところ、同様な結果を得た。
【００２５】
【発明の効果】
この発明は、以上のようにして、ブレード等の硬化肉盛補修溶接施工前に、被溶接部材を一定温度に一定時間加熱保持する処理を実施するようにしたので、確実にその補修溶接を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ごみ減容成形機の一例の要部切断正面図
【図２】同例の要部平面図
【図３】同例の右切断側面図
【図４】同例のスクリュー羽根の要部断面図
【図５】同例のブレードを示し、（ａ）は左側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図
【図６】同例の両スクリュー軸に設けたブレードの関係図
【図７】図５（ａ）のＡ−Ａ線断面図
【符号の説明】
１  胴体
２、３  スクリュー軸
２ａ、３ａ  スクリュー羽根
４  原料供給口
５  ブレード
７  端板
８  排出ノズル（排出孔）
８ａ  排出板の排出孔
９  排出板
ａ  廃棄物
ｂ  処理物（製品）
ｃ  肉盛溶接層の割れ目
ｅ  硬化肉盛溶接層
【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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【図６】
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【図７】
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