(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｒを２０〜３２質量％、Ｍｏを０．５〜５質量％、Ｖを３〜５．５質量％、Ｃを４〜６質量％、Ｓｉを１．５質量％以下、及び、Ｍｎを２質量％以下、含有し、残部がＦｅと不可避的不純物で構成されるフラックス入りの溶接ワイヤで、シールドガスとして炭酸ガスを用い、Ｃｒ材を含む鋳鉄又は鋳鋼で構成される粉砕ミル部材の補強部位を肉盛溶接することを特徴とする肉盛溶接法を用いた粉砕ミル部材の補強方法。
【請求項２】
請求項１記載の肉盛溶接法を用いた粉砕ミル部材の補強方法において、前記炭酸ガスは、供給管を用いて供給され、前記補強部位の上方から吹き出して、肉盛された金属のシールドと冷却による焼入れを行うことを特徴とする肉盛溶接法を用いた粉砕ミル部材の補強方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の肉盛溶接法を用いた粉砕ミル部材の補強方法において、前記肉盛溶接は、径が３．０〜３．４ｍｍの前記溶接ワイヤを用い、溶接電圧を２７〜３０Ｖ、溶接電流を４５０〜６００Ａ、トーチの相対移動速度を１８００〜３８００ｍｍ／分にして、行うことを特徴とする肉盛溶接法を用いた粉砕ミル部材の補強方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、肉盛溶接法を用いた粉砕ミル部材（例えば、竪型ミルの粉砕ローラや粉砕テーブル）の補強方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原料（例えば、石炭等）を粉砕する装置として、例えば、特許文献１に開示の竪型ミルがある。この竪型ミルは、鉛直方向に配置された軸心を中心として回転可能な粉砕テーブル（粉砕ミル部材）と、この粉砕テーブル上に配置され、粉砕テーブルの回転によって従動回転する粉砕ローラ（粉砕ミル部材）とを有している。使用にあっては、原料を、粉砕テーブルと粉砕ローラの間に噛み込ませ、圧縮や摩擦によって粉砕させるため、粉砕ローラと粉砕テーブルの特定部位に摩耗が生じる。このため、特定部位（摩耗部位）の耐摩耗性を向上させる目的で、特定部位の表面に肉盛溶接を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２１６１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した方法により、竪型ミルの長寿命化を図ることはできるが、更なる長寿命化が求められている。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、粉砕ミル部材の摩耗部位の耐摩耗性を向上させ、粉砕ミル部材の更なる長寿命化を図ることが可能な、肉盛溶接法を用いた粉砕ミル部材の補強方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的に沿う本発明に係る肉盛溶接法を用いた粉砕ミル部材の補強方法は、Ｃｒを２０〜３２質量％、Ｍｏを０．５〜５質量％、Ｖを３〜５．５質量％、Ｃを４〜６質量％、Ｓｉを１．５質量％以下、及び、Ｍｎを２質量％以下、含有し、残部がＦｅと不可避的不純物で構成されるフラックス入りの溶接ワイヤで、シールドガスとして炭酸ガスを用い、Ｃｒ材を含む鋳鉄又は鋳鋼で構成される粉砕ミル部材の補強部位を肉盛溶接する。
【０００７】
本発明に係る肉盛溶接法を用いた粉砕ミル部材の補強方法において、前記炭酸ガスは、供給管を用いて供給され、前記補強部位の上方から吹き出して、肉盛された金属のシールドと冷却による焼入れを行うことが好ましい。
【０００８】
本発明に係る肉盛溶接法を用いた粉砕ミル部材の補強方法において、前記肉盛溶接は、径が３．０〜３．４ｍｍの前記溶接ワイヤを用い、溶接電圧を２７〜３０Ｖ、溶接電流を４５０〜６００Ａ、トーチの相対移動速度を１８００〜３８００ｍｍ／分にして、行うのがよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る肉盛溶接法を用いた粉砕ミル部材の補強方法は、上記した組成のフラックス入りの溶接ワイヤで、シールドガスとして炭酸ガスを用い、粉砕ミル部材の補強部位に肉盛溶接することにより、耐摩耗性を備えた肉盛層を形成できる。また、炭酸ガスを用いることにより、溶け込み深さが増し、肉盛層の耐剥離性も向上できる。
従って、従来よりも粉砕ミル部材の長寿命化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る肉盛溶接法を用いた粉砕ミル部材の補強方法の説明図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例と比較例に係る肉盛溶接法を用いた粉砕ミル部材の補強方法で形成した肉盛層の顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る肉盛溶接法を用いた粉砕ミル部材の補強方法は、シールドガスとして炭酸ガス（ＣＯ２）を用い、フラックス入りの溶接ワイヤ１０で、粉砕ミル部材１１の補強部位１２表面を、肉盛溶接する方法である。以下、詳しく説明する。
【００１２】
肉盛溶接する対象である粉砕ミル部材１１とは、ここでは、竪型ミルの構成部品である粉砕ローラであるが、これに限定されるものではなく、例えば、竪型ミルの構成部品である粉砕テーブルや、粉砕を行う他のミルの構成部品でもよい。
この粉砕ミル部材１１の補強部位１２とは、竪型ミルの使用によって、粉砕ローラや粉砕テーブルに摩耗が生じる箇所である。
【００１３】
粉砕ミル部材１１は、Ｃｒ（クロム）材を含む鋳鉄や鋳鋼で構成されている。
ここで、鋳鉄には、例えば、Ｃｒを１５〜３０質量％程度含むものがあり、また、鋳鋼には、例えば、Ｃｒを０．３質量％以下程度（０質量％超）含むものがあるが、Ｃｒの含有量は、粉砕ミル部材の種類によって種々変更される量であるため、上記した量に限定されるものではない。
【００１４】
肉盛溶接は、例えば、使用によって摩耗が生じた粉砕ミル部材の補強部位に対して行うが、未使用の粉砕ミル部材（未使用品）の補強部位に対して予め行ってもよい。
この肉盛溶接に用いるフラックス入りの溶接ワイヤ１０とは、外皮が金属部で構成され、その内部にフラックスが充填された、従来公知の構造を有するものである。使用にあっては、金属部から給電し、金属部内に充填されたフラックスの成分（フッ化物等）の分解ガスや生成スラグにより、電極や溶融池を大気からシールドするものである。
【００１５】
この溶接ワイヤ１０の金属部は、Ｃｒ（クロム）を２０〜３２質量％、Ｍｏ（モリブデン）を０．５〜５質量％、Ｖ（バナジウム）を３〜５．５質量％、Ｃ（炭素）を４〜６質量％、Ｓｉ（ケイ素）を１．５質量％以下、及び、Ｍｎ（マンガン）を２質量％以下、含有し、残部が、Ｆｅと不可避的不純物（例えば、Ｐ（りん）やＳ（硫黄））で構成されている。以下、金属部を構成する各元素について説明する。
【００１６】
Ｃｒは、炭化物として高硬度を確保するための主要元素である。ここで、Ｃｒの含有量が２０質量％未満の場合、所望の耐摩耗性を得ることができず、また、３２質量％を超える場合、靱性が低下して欠けや剥離が生じ易くなる。
このため、Ｃｒの含有量を２０〜３２質量％とした。
【００１７】
Ｍｏは、基地の焼戻し抵抗を増大させるための元素であり、ここでは、０．５〜５質量％（好ましくは、上限を３質量％、更には２質量％）とした。
【００１８】
Ｖは、所望の耐摩耗性を確保するため、ＣｒやＷの炭化物を均一に分散させる元素である。ここで、Ｖの含有量が３質量％未満の場合、所望の耐摩耗性を得ることができず、また、５．５質量％を超える場合、Ｖが高価であるため経済性が低下する。
このため、Ｖの含有量を３〜５．５質量％（好ましくは、上限を４．５質量％、更には４質量％）とした。
【００１９】
Ｃは、Ｆｅ主体のマトリックス中に固溶して鋼を炭化物とする主要元素である。ここで、Ｃの含有量が４質量％未満の場合、所望の耐摩耗性を得ることができず、また、６質量％を超える場合、欠け易くなる。
このため、Ｃの含有量を４〜６質量％（好ましくは、下限を４．５質量％）とした。
【００２０】
ＳｉとＭｎは、溶着金属の脱酸作用のための元素であり、ここでは、Ｓｉを１．５質量％以下（好ましくは、上限を１質量％）、Ｍｎを２質量％以下とした。なお、ＳｉとＭｎの各下限値を規定していないのは、０質量％でもよいためであるが、例えば、０．５質量％程度である。
【００２１】
上記したフラックス入りの溶接ワイヤ１０を用いて肉盛溶接するに際しては、粉砕ミル部材１１を移動（回転）させながら、溶接ワイヤ１０を送給ローラ１３を用いて補強部位１２へ送る（溶接ワイヤ１０の供給位置を一定にする）。送給ローラ１３による溶接ワイヤ１０の送給速度は、送給モータ１４によって調節できる。
この肉盛溶接は、ウィービングさせることなく直線的に行う。また、肉盛溶接するに際しては、粉砕ミル部材１１を冷却（例えば、１００℃以下）しておくことが好ましい。
なお、図１中の符号１５はコンタクトチップ、符号１６は保護チューブであり、このコンタクトチップ１５と保護チューブ１６でトーチを構成している。
【００２２】
肉盛溶接の条件は、特に限定されるものではないが、例えば、径が３．０〜３．４ｍｍの溶接ワイヤ１０を用い、溶接電圧を２７〜３０Ｖ、溶接電流を４５０〜６００Ａ、粉砕ミル部材１１の補強部位１２に対するトーチの相対移動速度（ここでは、粉砕ミル部材１１の回転速度）を１８００〜３８００ｍｍ／分にして、肉盛溶接を行うのがよい。
これにより、肉盛層（溶接金属）１７を安定に形成できる。
なお、図１中の符号２０は溶融金属（溶接ワイヤ１０と補強部位１２の表層部）である。
【００２３】
このとき、補強部位１２に炭酸ガスを供給してシールドする。具体的には、炭酸ガスを供給する供給管２１のガス吐出口２２を、肉盛溶接が終了する側から補強部位１２に向けて配置し、炭酸ガスを補強部位１２の上方から吹き出して、溶接直後の肉盛された金属（即ち、溶融金属２０と肉盛層１７）のシールドと冷却による焼入れ（急冷）を行う。この供給管２１からの炭酸ガスの噴出速度は、コンプレッサ（設計圧力：例えば、０．１５ＭＰａ程度）によって調整でき、例えば、５〜３０（ｍ／秒）程度である。なお、炭酸ガスの噴出速度は、溶接直後の肉盛された金属のシールドと焼入れが可能な速度であれば、特に限定されるものではない。
【００２４】
以上に示したように、上記した組成のフラックス入りの溶接ワイヤ１０で、シールドガスとして炭酸ガスを用い、粉砕ミル部材１１の補強部位１２を肉盛溶接するので、シールドガス（炭酸ガス）を用いない場合（通常行う方法）と比較して、耐摩耗性を備えた肉盛層１７を粉砕ミル部材１１と一体的に形成できる。これは、炭酸ガスによる急冷（焼入れ）と溶け込み促進の効果によるものと考えられる。
【実施例】
【００２５】
次に、本発明の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。
ここでは、前記した組成（化学成分）範囲内の同一組成の溶接ワイヤを用いて、肉盛溶接の際の炭酸ガス（ＣＯ２）の供給の有無の影響を検討した結果について説明する。なお、実施例は、炭酸ガスを供給しながら溶接ワイヤで肉盛溶接し、比較例は、炭酸ガスを供給することなく溶接ワイヤで肉盛溶接した。
【００２６】
この炭酸ガス供給の影響は、実施例と比較例でそれぞれ形成した肉盛層の硬さ（ショアー硬度）と摩耗量により評価した。
肉盛層の硬さは、５回の測定結果の平均値で評価した。また、摩耗量は、ラバーホイール試験（ＡＳＴＭ  Ｇ６５）により評価した（回転数を３０００ｒｐｍとした同一条件下）。なお、図２（Ａ）は、実施例の顕微鏡写真であり、図２（Ｂ）は、比較例の顕微鏡写真である。
【００２７】
ショアー硬度は、炭酸ガスを供給することなく肉盛溶接を行った比較例に対し、炭酸ガスを供給して肉盛溶接を行った実施例が、７〜８％程度高くなった（なお、ロックウェル硬度（ＨＲＣ）では略同等）。
また、摩耗量は、炭酸ガスを供給することなく肉盛溶接を行った比較例に対し、炭酸ガスを供給して肉盛溶接を行った実施例が、５〜７％程度少なかった。
以上のことから、肉盛溶接の際に炭酸ガスを供給することで、耐摩耗性を向上できることを確認できた。
【００２８】
従って、本発明の肉盛溶接法を用いた粉砕ミル部材の補強方法を用いることで、粉砕ミル部材の摩耗部位の耐摩耗性を向上させ、粉砕ミル部材の更なる長寿命化が図れることを確認できた。
【００２９】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の肉盛溶接法を用いた粉砕ミル部材の補強方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
前記実施の形態においては、固定配置された溶接ワイヤに対し、粉砕ローラを回転（補強部位を移動）させながら、肉盛溶接を行った場合について説明したが、粉砕ミル部材の種類によっては、固定配置された粉砕ミル部材に対し、溶接ワイヤを移動させながら、肉盛溶接を行ってもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１０：溶接ワイヤ、１１：粉砕ミル部材、１２：補強部位、１３：送給ローラ、１４：送給モータ、１５：コンタクトチップ、１６：保護チューブ、１７：肉盛層、２０：溶融金属、２１：供給管、２２：ガス吐出口
【図１】
0006629084.tif 000002
【図２】
0006629084.tif 000003