(57)【要約】【課題】転炉工場などの建屋排気ブロアーは、吸込みガスが大気よりも温度的に高く原料中より出るハロゲン系ガスにより腐蝕が激しく建屋が老朽化するにしたがって、ボルト、ナット等も吸込む為セラミック系のライナーが張れず肉盛ライナーであった。【解決手段】ブロワーケーシングの吐出口の該回流域始端部に沿って、金属製筒体の周囲に複合炭化物抽出性ハイクロム鋳造製の円筒ライナーを配設した回転円筒構造体を回転可能に取り付けた送風装置。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブロワーケーシングの側面に吸引口を設け、ブロワーケーシング内周面の回流域の始端部と終端部間に吐出口を設けた送風装置において、前記吐出口の該回流域始端部に沿って、金属製筒体の周囲に複合炭化物抽出性ハイクロム鋳造製の円筒ライナーを配設した回転円筒構造体を回転可能に取り付けたことを特徴とする送風装置。
【請求項２】
円筒ライナーの成分を、C：4〜5%、Si：0.5〜0.6%、Mn：0.5〜1%、P：0.02%以下、S：0.02%以下、Cr：26〜28% 、Mo：1〜2%、Ni：1.5〜2%、V：1〜1.5%、W：1.5〜2% 、Ti：0.5% 、Nb：0.3〜0.5%、残FeとすることでCr2C7、Cr3C2、WC、MoC、VC、NbＣ2、TiC2の内５個以上の複合炭化物が出る鋳造物にしたことを特徴とする請求項２に記載の送風装置。
【請求項３】
前記回転円筒構造体の、金属製筒体と円筒ライナー間に、コンクリート又はAl2O3を主体とするキャスターを充填にしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の送風装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブロワーケーシング要部を摩耗対策構造にした送風装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
送風装置は、一般に、回転軸の周囲に支持桿を放射状に植設し各支持桿の先にランナー（羽根）を設けたブロアーと、ブロアーを取り囲みランナーの回転する領域とその外周に沿って回流域を形成し支持桿の両側部側に各々吸引口を設け前記回流域の始端部と終端部間に吐出口を設けたブロアーケーシングとが主な構成部である。
ブロアーの稼働により、ランナーは回転して、ガスは両吸引口から吸引されランナー間を通り回流域に高速で押し出され、その終端部で吐出口から強制的に高圧で排出される。
そこでブロアーケーシングの回流域で、ランナー（羽根）先端との間隔が殆ど無い回流始端部は、回流域ガスを吐出ガスに変流させる境界部分であるため一番摩耗する所である。
そのため、回流始端部には、ガス中に残存の固形ダストや粉塵或いは、吸い込んだボルト、ナット類が当る事もあり、耐摩耗性、耐衝撃性の構造にしなければならない。
例えば、転炉の建屋換気や集塵用の送風装置は、ブロアー及ケーシングが常に研削摩耗、ハロゲン腐蝕摩耗を受けるため、長寿命化、短時間補修は大きなコストダウンになるので、極力、大定修迄は連続運転をする。
従来、回流始端部の補修方法は、図5に示すように、回流域の始端部01の、max120°近辺の円弧面にケーシング壁の鉄板02の上に硬化溶接棒最低3層肉盛ったライナー03でHs65〜80の硬度の出るマルテンサイト系の組織の出る硬化溶接棒による肉盛ライナーであった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしこの補修方法では、経年摩耗した上に又、硬化ライナーを張るため10年〜20年の使用期間に5〜6層の肉盛ライナーとなり、凸凹が大きくなり吐出ガス流速と方向が変動し、例えば角丸フードを経由してバグフィルターに入る為角丸フ―ドの局部摩耗かつバグフィルターが異状摩耗していた。
また経年稼働中に肉盛ライナーは、20〜30mm厚の溶接ビードごとにクラックが入ってくるので、金属片やボルト、ナット類が当ると鉄板のスプリング（クッション）効果で振動しクラックが生じやすい。更にクラックに微粉が入いると局部研削され肉盛ビードが剥離する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は上記課題を解決するものであり、その特徴は、次の(1)〜(3)のとおりである。
(1)．ブロワーケーシングの側面に吸引口を設け、ブロワーケーシング内周面の回流域の始端部と終端部間に吐出口を設けた送風装置において、前記吐出口の該回流域始端部に沿って、金属製筒体の周囲に複合炭化物抽出性ハイクロム鋳造製の円筒ライナーを配設した回転円筒構造体を回転可能に取り付けたことを特徴とする送風装置。
(2)．円筒ライナーの成分を、C：4〜5%、Si：0.5〜0.6%、Mn：0.5〜1%、P：0.02%以下、S：0.02%以下、Cr：26〜28% 、Mo：1〜2%、Ni：1.5〜2%、V：1〜1.5%、W：1.5〜2% 、Ti：0.5% 、Nb：0.3〜0.5%、残FeとすることでCr2C7、Cr3C2、WC、MoC、VC、NbＣ2、TiC2の内５個以上の複合炭化物が出る鋳造物にしたことを特徴とする(1)に記載の送風装置。
(3)．前記回転円筒構造体の、金属製筒体と円筒ライナー間に、コンクリート又はAl2O3を主体とするキャスターを充填にしたことを特徴とする前記 (1)又は(2)に記載の送風装置。
【発明の効果】
【０００５】
本発明は、耐摩耗性及び耐食性のハイクロム鋳造製の円筒ライナーを配設した回転円筒構造体により、高硬度で5〜6種類の複合炭化物の出る組織を持ち、硬化面に凸凹を少なくでき、吐出ガス流速と方向を安定化させる。
また吐出ガス流と接触する円筒ライナーの露出面を、例えば３分の１にしてそのローティーションを露出面単位で回転変更して行うことにより、回転円筒構造体１本で３回交換分の補修期間に長寿命化させることを可能にした。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明に係るハイクロム鋳造製の円筒ライナーの好ましい化学成分は、C： 4〜5%、Si：0.5〜0.6%、Mn：0.5〜1%、P：0.02%以下、S：0.02%以下、Cr：26〜28% 、Mo：1〜2%、Ni：1.5〜2%、V：1〜1.5%、W：1.5〜2% 、Ti：0.5% 、Nb：0.3〜0.5%、残Feで且つ、硬度Hs85±5のを持った物である。この成分構成の設計理由は、このセンテンスで後述する。
以上の化学成分で円筒ライナーを鋳造し、砂型鋳造応力が残っている為300℃±50にて3時間／1インチ低温焼鈍する事で鋳造応力を除去する。
ここでCr2C7、Cr3C2、WC、MoC、VC、NbＣ2、TiC2の内5〜6種類の複合炭化物の安定化も計る。
円筒ライナーは、組立や分解の際、重いと取り扱いが大変のため分割化することも良い。分割すると、高硬度鋳造品の鋳造割れ及びボルト、ナットの当った時の衝撃割れにも強い。
ハイクロム鋳造製の円筒ライナーを分割する場合は、Hs85±5と非常に硬いので、分割円筒ライナーの個々の合せ面を例えば機械加工する際、セラミック系の刃物で切削加工し、加工面は鋳造の際正確に作る事が大切で極力凸凹のないようにする。
円筒ライナーの鋳造用木型は、共通のため分割円筒ライナーの取付用の両端保持ライナー（部のみ凸型と凹型にする事で分割円筒ライナーの共通化を計った。
分割円筒ライナーは組立て、両端を両端ライナーで締めつける事で組立られる為ブロアーケーシング側壁の外にベアリングユニットを設けて、これで保持して締めつけ、Ｗナットをゆるめると回転可能にし、摩耗したら120℃回転する事で新品部をケーシング内に露出するのである。
回転円筒構造体の金属製筒体とケーシングとの間のスキ間は、Ai2O3含有のエポシキ系接着剤のセラミックセセメントで埋め、かつ表側も硬化肉盛ライナーで保護する事で円筒ライナーが漏風や回風で喰われるのを防止すると良い。
而して、本発明における円筒ライナーの成分設計であるが、先ず5〜6種の安定化炭化物を保持するため、300℃±50℃の温度で3時間の低温応力焼鈍をする事で鋳造応力除去と組織安定化を計るが、Al、Tiは主として結晶微細化を計りかつ脱酸剤とする為max0.5%以内としており、Alが0.003%残った方が硬度はTiの場合より硬く成る為割れやすい、又表面の粗度も悪く成る為Tiの方がよりよいが脱酸剤として使った残りが出る事もある。
炭素は、Cr2C7、Cr3C2、Wc、MoC、NbC2、VC、TiC2の炭化物等の主元素であり、かつ鋳造湯流れを良くする為最大5%迄とする。
ケイ素は、脱酸剤であり粒界炭化物析出を早める元素の為max0.6%wt%とした。
Mnは、マルテンサイト中のスピネル酸化を増化させる働きがある為Max1wt%とした。脱酸効果を狙うもので、多すぎると鋳造表面に酸化物が張りついて黒皮が取れにくくなる。
P、Sは、結晶粗大化をさせる為極力少なくしたいがすべての鋳造元素中に不純物として残っている為max0.02wt%とした。
Pは、湯流れを良くする。Sは切削性を良くする為0.02wt%以内ならば硬化ライナーとしては必要である。
Crは、最大28wt%で複合炭化物の70%以上を占める安定化元素でコスト的に安くなる。
転炉ブロアーケーシングのようにハロゲンガス(HF、 HCl、 H2SO4、単独でF, Cl, SO3)の混合ガスの為腐蝕抵抗の強い元素であり単独で20%以上あれば水蒸気酸化が加わってもCrO2（表面に酸化クロム）保護膜が出来る為腐蝕摩耗等の同時進行する所に適する。
Moは、MoC以外に耐力向上と耐高温腐蝕、耐酸露点腐蝕を防ぎ応力焼鈍中の劣化を防ぐ為必要であるが高価の為最大2wt%とした。
Niは、炭素の安定化元素として又、衝撃力の耐力向上として必要の為最大2wt%とした。マルテンサイト安定化元素でもある。
Nbは、Cr炭化物が急激に出る事を押える元素で応力除去焼鈍中の劣化を押え微細炭化物促進元素である。
Vは、VCを作り耐力向上の元素で高温クリープを向上させる。
Wは、WCを作ると同時に炭化物を微細化する元素である。
因みに従来のハイクロム鋳鉄の化学成分は、C：2.5〜3.5%、Si：0.3〜0.5%、 Mn：0.4〜0.6、P： 0.02以下、S： 0.02以下、Cr：24〜28、Ni：ｍax1%、  残Feであり、炭化クロムCr2C7を主力とするため、高硬度の割合にしては寿命が短い。
【実施例１】
【０００７】
図１及び図２において、送風装置は、回転軸１の周囲に支持桿２を放射状に植設し各支持桿２の先にランナー３（羽根）を設けたブロアー４と、ブロアー４を取り囲みランナー３の回転する領域とその外周に沿って回流域５を形成し支持桿２の両側部側に各々吸引口（ベルマウス）６を設け前記回流域５の始端部７と終端部８間に吐出口９を設けたブロアーケーシング10とが主な構成部である。
ブロアー４の回転稼働により、ランナー３は回転して、ガスは両吸引口６から吸引されランナー３間を通り回流域５に高速で押し出され、その終端部８で吐出口９から強制的に高圧で排出される。
ブロアーケーシング10の回流域５で、ランナー３（羽根）先端との間隔が殆ど無い回流始端部７は、回流域ガスを吐出ガスに変流させる境界部分であるため一番激しい研削摩耗箇所である。
この吐出口９の該回流域５始端部７に沿って（回転軸１に平行して）、回転円筒構造体11を回転可能に取り付ける。
円筒構造体11は、金属製筒体12の周囲に丸棒スペサー25を介して複合炭化物抽出性ハイクロム鋳造製の円筒ライナー13を配設し、その両端に押さえ保持用の肉盛硬化ライナー30を設け、金属製筒体12と円筒ライナー13間に、コンクリート又はAl2O3を主体とするキャスター14を充填してある。
円筒ライナー13は、硬度が従来品のHs65±5に対してHs85±5と高い為1体化で作るとボルト、ナット等の吸い込み衝撃力で割れる恐れがあり3〜5個と分割して衝撃応力の分散化を計っている。
また回転円筒構造体11両端のギャップはAl2O3入りエボシキ樹脂で固めたセラミックパテにて埋める。
又回転円筒構造体11の胴部裏となるケーシング壁21側は図３に示すように一層又は複数層のセラミックパテ30を充填してある。
金属製筒体12の両側には、スパナ掛り18付の保持腕15を固定突出し、これに角又は丸型フランジユニットベアリング20を装着し、フランジユニットベアリング20をケーシング壁21に固定して回転円筒構造体11を回転軸受方式とする。
また保持腕15にナット16、17（W方式）を螺合しベアリング20を締めることで回転円筒構造体11は固定されこのＷナットを弛めるとスムーズに回転する。
円筒ライナー13のケーシング内に露出している稼動面が摩耗したら、このナットを両方ゆるめ、保持腕15に設けたスパナ掛り18を回す事で最大120°回転させ均一な新硬化面を露出させるのである。
このように円筒ライナー13の補修は、短時間で可能であり、例えば露出面を120度面にすると3回の回動補修でよい。この間回転円筒構造体11は長寿命化し、この後も1体毎取り変えるだけの短時間補修を可能にしたものである。
【０００８】
従来のHi-Cr鋳鉄と本例の特殊Hi-Cr鋳鉄製円筒ライナー13の化学成分を表１に示す。
【０００９】
【表１】
2005337154.tif 000003
非常に炭素含有量が高いのは高い硬度を得るため5〜6種類の複合炭化物を出すためである。
そして前記の如く円筒ライナー13は激しい研削摩耗箇所に設置するためその研削摩耗に充分耐える事である。
円筒ライナー13の摩耗試験と結果を次に紹介する。
摩耗条件は一般のケイ砂摩耗試験材による。
ケイ砂は、６号粒度（35メッシュ以上： 4.3%、35〜48メッシュ：49.2%、48〜65メッシュ：40.1%）を使用した。
摩耗試験結果は、従来のHi-Cr鋳鉄が6000回転後の摩耗量1.077ｇ摩耗比1に対して、円筒ライナー13の特殊Hi-Cr鋳鉄は6000回転後の摩耗量0.333ｇ摩耗比0.31と従来の3倍以上の摩耗比であり、複合炭化物の析出による、長寿命化である。
このケイ砂摩耗テスト結果と本操業とは、本操業がハロゲンガスによる腐蝕摩耗の同時進行のため円筒ライナー13は寿命が確実に3倍以上と言えぬが組織の均一化硬度は従来品の肉盛ライナーよりはるかに優れており長寿命化を果たす。又、凸凹も少なく風の流れの平均化が可能の為、後工程のバグフィルターにも好結果を与える。
【産業上の利用可能性】
【００１０】
本発明は、前記効果に記載したように、耐摩耗性及び耐食性のハイクロム鋳造製の円筒ライナーを配設した回転円筒構造体により、高硬度で5〜6種類の複合炭化物の出る組織を持ち、硬化面に凸凹を少なくでき、吐出ガス流速と方向を安定化させると共に、吐出ガス流と接触する円筒ライナーの露出面を、例えば３分の１にしてそのローティーションを露出面単位で回転変更して行うことにより、回転円筒構造体１本で３回交換分の補修期間に長寿命化させることを可能にしたもので送風装置を使用する産業での利用可能性は極めて多大である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明を適用する送風装置例で図2に示す矢視B−Bからの概略縦断面説明図である。
【図２】図１に示す矢視A−Aからの横断説明図である。
【図３】図2に示す要部円Ｄ内に、本発明における回転円筒構造体を取り付けた例の横断説明図である。
【図４】図３に示す矢視Ｃ−Ｃからの縦断面説明図である。
【図５】図2に示す要部円内Dに、従来の肉盛補修構造を採用したた例の横断説明図である。
【符号の説明】
【００１２】
１      回転軸
２      支持桿
３      ランナー（羽根）
４      ブロアー
５      回流域
６      吸引口（ベルマウス）
７      回流域５の始端部
８      回流域５の終端部
９      吐出口
10      ブロアーケーシング
11      円筒構造体
12      金属製筒体
13      円筒ライナー
30      肉盛硬化ライナー
14      キャスター
15      スパナ掛り18付の保持腕
20      角又は丸型フランジユニットベアリング
21      ケーシング壁
16、17  Wナット
【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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