特許 6389972 ブリケットマシンの製造方法及びその再生方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6389972

(24)【登録日】2018年8月24日

(45)【発行日】2018年9月12日

(54)【発明の名称】ブリケットマシンの製造方法及びその再生方法

(51)【国際特許分類】

   B30B 11/18 20060101AFI20180903BHJP

   B01J 2/22 20060101ALI20180903BHJP

【ＦＩ】

   B30B11/18

   B01J2/22

【請求項の数】6

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2018-8922(P2018-8922)

(22)【出願日】2018年1月23日

【審査請求日】2018年2月13日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000176626

【氏名又は名称】三島光産株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000160407

【氏名又は名称】吉澤石灰工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090697

【弁理士】

【氏名又は名称】中前 富士男

(74)【代理人】

【識別番号】100176142

【弁理士】

【氏名又は名称】清井 洋平

(74)【代理人】

【識別番号】100127155

【弁理士】

【氏名又は名称】来田 義弘

(72)【発明者】

【氏名】森園 浩郁

(72)【発明者】

【氏名】鬼木 喬玄

(72)【発明者】

【氏名】富永 耕治

(72)【発明者】

【氏名】灘尾 亮

(72)【発明者】

【氏名】黒木 潤二

(72)【発明者】

【氏名】丸木 保雄

(72)【発明者】

【氏名】松崎 剛

(72)【発明者】

【氏名】中村 幸一

【審査官】 石川 健一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０５０３５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２５５０７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭３８−００１７０１（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開２０１１−１７９１０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５３−０２３０８１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００９−００７５９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２９１３６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−０２８４００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ３０Ｂ １１／１６−１１／１８

Ｂ０１Ｊ ２／２２

Ｃ２５Ｆ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

周囲に複数の凹状開口部が形成されたブリケット部、及び、該ブリケット部の両側に設けられた回転軸を備える、対向配置された対となる回転ロールを有し、使用にあっては、対となる前記回転ロールを互いに同期して逆方向に回転させ、前記ブリケット部間に供給された粉末原料を前記各凹状開口部に収容し、前記各ブリケット部に形成された前記凹状開口部を互いに合致させることで、前記粉末原料を塊状物にして排出するブリケットマシンの製造方法において、
前記各ブリケット部の外周面に粗面化処理を行い、
粗面化処理した前記ブリケット部に下記の（１）〜（４）のいずれか１からなる溶射材を溶射して、前記ブリケット部を溶解させることのないアルカリ性又は酸性の溶剤を用いた電解処理により溶解除去可能な硬質皮膜層を形成することを特徴とするブリケットマシンの製造方法。
（１）コバルト（Ｃｏ）を３〜３０質量％含み、残部が炭化タングステン（ＷＣ）である溶射基材ａを有する溶射材。
（２）コバルト（Ｃｏ）とクロム（Ｃｒ）を合計で３〜３０質量％含み、残部が炭化タングステン（ＷＣ）である溶射基材ｂを有する溶射材。
（３）溶射基材ｃを７０〜９５質量％と、ブレンド材としてのニッケル粉末（Ｎｉ粉末）を５〜３０質量％とを含み、しかも、溶射基材ｃは、炭化クロム（Ｃｒ_３Ｃ_２）を５〜３５質量％と、ニッケル（Ｎｉ）を３〜２０質量％とを含み、残部が炭化タングステン（ＷＣ）である溶射材。
（４）上記した溶射基材ｃを７０〜９５質量％と、ブレンド材としてのニッケルクロム粉末（Ｎｉ−Ｃｒ粉末）を５〜３０質量％とを含む溶射材。

【請求項2】

請求項１記載のブリケットマシンの製造方法において、前記各凹状開口部の内表面の傾斜は、前記ブリケット部の回転方向上流側を回転方向下流側よりも緩やかにすることを特徴とするブリケットマシンの製造方法。

【請求項3】

請求項１又は２記載のブリケットマシンの製造方法において、前記凹状開口部を、前記ブリケット部の軸方向中心位置を基準としてその両側に１列ずつ形成し、前記ブリケット部の軸方向における前記各凹状開口部の内表面の傾斜は、前記ブリケット部の軸方向中央側を軸方向両側よりも緩やかにすることを特徴とするブリケットマシンの製造方法。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか１項に記載のブリケットマシンの製造方法において、前記ブリケット部は、周方向に複数に分割され、それぞれに複数の前記凹状開口部が形成されたセグメント部と、該各セグメント部が取付け取外し可能となった取付け部とを有し、該取付け部の両側に前記回転軸が設けられ、
前記各セグメント部の外周面への前記溶射材の溶射を、前記セグメント部ごとに行うことを特徴とするブリケットマシンの製造方法。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１項に記載のブリケットマシンの製造方法において、前記粉末原料は工業用原料又は農業用原料であることを特徴とするブリケットマシンの製造方法。

【請求項6】

周囲に複数の凹状開口部が形成されたブリケット部、及び、該ブリケット部の両側に設けられた回転軸を備える、対向配置された対となる回転ロールを有し、使用にあっては、対となる前記回転ロールを互いに同期して逆方向に回転させ、前記ブリケット部間に供給された粉末原料を前記各凹状開口部に収容し、前記各ブリケット部に形成された前記凹状開口部を互いに合致させることで、前記粉末原料を塊状物にして排出するブリケットマシンの再生方法であって、
前記ブリケット部の外周面に、下記の（１）〜（４）のいずれか１からなる溶射材を予め溶射して形成された硬質皮膜層の除去は、前記ブリケット部を溶解させることのないアルカリ性又は酸性の溶剤を用いる電解処理によって行い、
使用済みの硬質皮膜層を溶解除去した後は、該ブリケット部の外周面に、前記溶射材を溶射して、新たな硬質皮膜層を形成することを特徴とするブリケットマシンの再生方法。
（１）コバルト（Ｃｏ）を３〜３０質量％含み、残部が炭化タングステン（ＷＣ）である溶射基材ａを有する溶射材。
（２）コバルト（Ｃｏ）とクロム（Ｃｒ）を合計で３〜３０質量％含み、残部が炭化タングステン（ＷＣ）である溶射基材ｂを有する溶射材。
（３）溶射基材ｃを７０〜９５質量％と、ブレンド材としてのニッケル粉末（Ｎｉ粉末）を５〜３０質量％とを含み、しかも、溶射基材ｃは、炭化クロム（Ｃｒ_３Ｃ_２）を５〜３５質量％と、ニッケル（Ｎｉ）を３〜２０質量％とを含み、残部が炭化タングステン（ＷＣ）である溶射材。
（４）上記した溶射基材ｃを７０〜９５質量％と、ブレンド材としてのニッケルクロム粉末（Ｎｉ−Ｃｒ粉末）を５〜３０質量％とを含む溶射材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、粉末原料を塊状物に成形するブリケットマシンの製造方法及びその再生方法に関する。

【背景技術】

【0002】

粉末原料を塊状物に成形する装置として、例えば、特許文献１に開示のブリケットマシンがある。
このブリケットマシンは、外周面にポケットが形成され、粉粒状の原料（粉末原料）を圧縮形成してブリケット（塊状物）とする１対のブリケットロールを有するものであり、その外周面には高硬度材が溶射され研磨されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７−５０３５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、外周面に高硬度材が溶射されていても、使用によって高硬度材が損傷してポケットの形状が変化するため、目的とする形状のブリケットに成形できなくなる。
この場合、ブリケットロールを交換する必要があるが、損傷した高硬度材だけでなくブリケットロール全体を交換しなければならず、コストがかかって不経済である。なお、ブリケットロールには、ブリケットロール全体を高硬度材で製造したものもあるが、この場合も同様である。
更に、高硬度材の損傷は局所的に発生し易くなる場合があり、ブリケットロールを早期に交換しなければならないこともある。

【0005】

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、塊状物の成形を経済的に実施可能なブリケットマシンの製造方法及びその再生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】

参考例に係るブリケットマシンは、周囲に複数の凹状開口部が形成されたブリケット部、及び、該ブリケット部の両側に設けられた回転軸を備える、対向配置された対となる回転ロールを有し、使用にあっては、対となる前記回転ロールを互いに同期して逆方向に回転させ、前記ブリケット部間に供給された粉末原料を前記各凹状開口部に収容し、前記各ブリケット部に形成された前記凹状開口部を互いに合致させることで、前記粉末原料を塊状物にして排出するブリケットマシンにおいて、
前記各ブリケット部の外周面に溶解除去可能な硬質皮膜層が形成され、しかも、該硬質皮膜層を溶解除去する際には前記ブリケット部が溶解しない。

【0007】

参考例に係るブリケットマシンにおいて、前記各凹状開口部の内表面の傾斜は、前記ブリケット部の回転方向上流側が回転方向下流側よりも緩やかであることが好ましい。

【0008】

参考例に係るブリケットマシンにおいて、前記凹状開口部は、前記ブリケット部の軸方向中心位置を基準としてその両側に１列ずつ形成され、前記ブリケット部の軸方向における前記各凹状開口部の内表面の傾斜は、前記ブリケット部の軸方向中央側が軸方向両側よりも緩やかであることが好ましい。

【0009】

参考例に係るブリケットマシンにおいて、前記ブリケット部は、周方向に複数に分割され、それぞれに複数の前記凹状開口部が形成されたセグメント部と、該各セグメント部が取付け取外し可能となった取付け部とを有し、該取付け部の両側に前記回転軸を設けることができる。

【0010】

第１の発明に係るブリケットマシンの製造方法において、前記粉末原料が工業用原料又は農業用原料であることで、本発明の効果がより顕著になる。

【0011】

前記目的に沿う第１の発明に係るブリケットマシンの製造方法は、周囲に複数の凹状開口部が形成されたブリケット部、及び、該ブリケット部の両側に設けられた回転軸を備える、対向配置された対となる回転ロールを有し、使用にあっては、対となる前記回転ロールを互いに同期して逆方向に回転させ、前記ブリケット部間に供給された粉末原料を前記各凹状開口部に収容し、前記各ブリケット部に形成された前記凹状開口部を互いに合致させることで、前記粉末原料を塊状物にして排出するブリケットマシンの製造方法において、
前記各ブリケット部の外周面に粗面化処理を行い、
粗面化処理した前記ブリケット部に下記の（１）〜（４）のいずれか１からなる溶射材を溶射して、前記ブリケット部を溶解させることのないアルカリ性又は酸性の溶剤を用いた電解処理により溶解除去可能な硬質皮膜層を形成する。
（１）コバルト（Ｃｏ）を３〜３０質量％含み、残部が炭化タングステン（ＷＣ）である溶射基材ａを有する溶射材。
（２）コバルト（Ｃｏ）とクロム（Ｃｒ）を合計で３〜３０質量％含み、残部が炭化タングステン（ＷＣ）である溶射基材ｂを有する溶射材。
（３）溶射基材ｃを７０〜９５質量％と、ブレンド材としてのニッケル粉末（Ｎｉ粉末）を５〜３０質量％とを含み、しかも、溶射基材ｃは、炭化クロム（Ｃｒ_３Ｃ_２）を５〜３５質量％と、ニッケル（Ｎｉ）を３〜２０質量％とを含み、残部が炭化タングステン（ＷＣ）である溶射材。
（４）上記した溶射基材ｃを７０〜９５質量％と、ブレンド材としてのニッケルクロム粉末（Ｎｉ−Ｃｒ粉末）を５〜３０質量％とを含む溶射材。

【0012】

第１の発明に係るブリケットマシンの製造方法において、前記各凹状開口部の内表面への溶射材の溶射を、前記ブリケット部の回転方向上流側に対して行った後、回転方向下流側に対して行うことが好ましい。
更に、前記各凹状開口部の内表面の傾斜は、前記ブリケット部の回転方向上流側を回転方向下流側よりも緩やかにすることが好ましい。

【0013】

第１の発明に係るブリケットマシンの製造方法において、前記凹状開口部を、前記ブリケット部の軸方向中心位置を基準としてその両側に１列ずつ形成し、前記ブリケット部の軸方向における前記各凹状開口部の内表面の傾斜は、前記ブリケット部の軸方向中央側を軸方向両側よりも緩やかにすることが好ましい。
ここで、前記ブリケット部の軸方向における前記各凹状開口部の内表面への溶射材の溶射を、前記ブリケット部の軸方向中央側に対して行った後、軸方向両側に対して行うことが好ましい。

【0014】

第１の発明に係るブリケットマシンの製造方法において、前記ブリケット部は、周方向に複数に分割され、それぞれに複数の前記凹状開口部が形成されたセグメント部と、該各セグメント部が取付け取外し可能となった取付け部とを有し、該取付け部の両側に前記回転軸が設けられ、
前記各セグメント部の外周面への前記溶射材の溶射を、前記セグメント部ごとに行うことができる。

【0015】

前記目的に沿う第２の発明に係るブリケットマシンの再生方法は、周囲に複数の凹状開口部が形成されたブリケット部、及び、該ブリケット部の両側に設けられた回転軸を備える、対向配置された対となる回転ロールを有し、使用にあっては、対となる前記回転ロールを互いに同期して逆方向に回転させ、前記ブリケット部間に供給された粉末原料を前記各凹状開口部に収容し、前記各ブリケット部に形成された前記凹状開口部を互いに合致させることで、前記粉末原料を塊状物にして排出するブリケットマシンの再生方法であって、
前記ブリケット部の外周面に、下記の（１）〜（４）のいずれか１からなる溶射材を予め溶射して形成された硬質皮膜層の除去は、前記ブリケット部を溶解させることのないアルカリ性又は酸性の溶剤を用いる電解処理によって行い、
使用済みの硬質皮膜層を溶解除去した後は、該ブリケット部の外周面に、前記溶射材を溶射して、新たな硬質皮膜層を形成する。
（１）コバルト（Ｃｏ）を３〜３０質量％含み、残部が炭化タングステン（ＷＣ）である溶射基材ａを有する溶射材。
（２）コバルト（Ｃｏ）とクロム（Ｃｒ）を合計で３〜３０質量％含み、残部が炭化タングステン（ＷＣ）である溶射基材ｂを有する溶射材。
（３）溶射基材ｃを７０〜９５質量％と、ブレンド材としてのニッケル粉末（Ｎｉ粉末）を５〜３０質量％とを含み、しかも、溶射基材ｃは、炭化クロム（Ｃｒ_３Ｃ_２）を５〜３５質量％と、ニッケル（Ｎｉ）を３〜２０質量％とを含み、残部が炭化タングステン（ＷＣ）である溶射材。
（４）上記した溶射基材ｃを７０〜９５質量％と、ブレンド材としてのニッケルクロム粉末（Ｎｉ−Ｃｒ粉末）を５〜３０質量％とを含む溶射材。

【0016】

第２の発明に係るブリケットマシンの再生方法において、前記ブリケット部は、周方向に複数に分割され、それぞれに複数の前記凹状開口部が形成されたセグメント部と、該各セグメント部が取付け取外し可能となった取付け部とを有し、該取付け部の両側に前記回転軸が設けられ、
前記使用済みの硬質皮膜層の溶解除去と前記新たな硬質皮膜層の形成を、前記セグメント部ごとに行うことができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明に係るブリケットマシンの製造方法及びその再生方法は、ブリケット部の外周面に溶解除去可能な硬質皮膜層を形成するので、硬質皮膜層が損耗した場合は、この硬質皮膜層を除去して新たな硬質皮膜層を形成できる。これにより、硬質皮膜層が損耗するごとに回転ロール全体を交換する必要がなくなるため、塊状物の成形を経済的に実施できる。
特に、ブリケット部の回転方向及び／又は軸方向における、凹状開口部の内表面の傾斜を規定した場合は、凹状開口部の局所的な負荷を低減でき、また、凹状開口部の内表面に対する溶射材の溶射の順番を規定した場合は、凹状開口部の内表面への硬質皮膜層の密着力を高めることができる。これにより、更なる長寿命化を図れるため、塊状物の成形を更に経済的に実施できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の一実施の形態に係るブリケットマシンの使用状態の説明図である。

【図2】（Ａ）は同ブリケットマシンのブリケットロールを構成するセグメント部の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のａ−ａ´矢視断面図、（Ｃ）は側面図である。

【図3】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ各種材料の摩擦係数と摩耗特性を示すグラフである。

【図4】ブリケットマシンの操業時間とブリケットロールに形成されたポケットの底位置における摩耗量との関係を示すグラフである。

【図5】（Ａ）は実施例に係るブリケットマシンのブリケットロールを構成するセグメント部の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のｂ−ｂ´断面図、（Ｃ）は（Ｂ）における外周面プロフィール、（Ｄ）は（Ａ）のｃ−ｃ´断面図、（Ｅ）は（Ｄ）における外周面プロフィール、である。

【図6】（Ａ）は同ブリケットマシンのブリケットロールを構成するセグメント部の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のｄ−ｄ´断面図、（Ｃ）は（Ｂ）における外周面プロフィール、（Ｄ）は（Ａ）のｅ−ｅ´断面図、（Ｅ）は（Ｄ）における外周面プロフィール、である。

【図7】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ変形例に係るブリケットマシンの製造方法の説明図である。

【図8】基材上に硬質皮膜層を形成した試験片の耐衝撃性を示したグラフである。

【図9】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ変形例に係るブリケットマシンのブリケットロールに形成されたポケットの側断面図、正断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

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、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、本発明の一実施の形態に係るブリケットマシン１０は、周囲に複数のポケット（凹状開口部の一例）１１が形成されたブリケット部１２、及び、このブリケット部１２の両側に設けられた回転軸（図示しない）を備える、対向配置された対となるブリケットロール（回転ロールの一例）１３、１４を有し、粉末原料を上方から各ブリケットロール１３、１４のブリケット部１２とブリケット部１２との間に供給することで塊成化処理される塊状物（ブリケット）１５の成形を、経済的に実施可能なものである。以下、詳しく説明する。

【0020】

ブリケットマシン１０で成形する粉末原料には、工業用原料（例えば、生石灰や製鉄原料等）や農業用原料（例えば、肥料等）があるが、塊成化処理が可能な粉状や粒状のものであれば、特に限定されるものでない。
対となるブリケットロール１３、１４のロール本体は同一形状であり、円盤状となったブリケット部１２の作用部の直径が、例えば、１５０〜３００ｍｍ程度、幅（軸方向の長さ）Ｗが、例えば、３０〜１００ｍｍ程度である。この対向配置されるブリケット部１２は、僅少の隙間を有して配置されているが、接してもよい。なお、ブリケット部の寸法は、使用用途によって種々変更可能であり、特に限定されるものではない。

【0021】

各ブリケットロール１３、１４は、それぞれの回転中心（軸心）が水平かつ平行となるように、ケーシング（図示しない）に回転可能に設けられている。
ブリケット部１２は、周方向に複数（図１では１２個）に分割された同一形状のセグメント部１６と、各セグメント部１６が取付け取外し可能となった取付け部（図示しない）とを有し、この取付け部の両側に軸心を合わせて回転軸が取付けられている。セグメント部１６の軸方向両側には、固定部１７、１８が一体的に設けられ、セグメント部１６の取付け部への取付け取外しは、固定部１７、１８に形成された貫通孔１９にボルト（図示しない）を挿通することで行われる。

【0022】

セグメント部１６は、側面視して（側断面形状が）扇形（外周の輪郭形状が円弧状）となっており、複数（例えば３個以上、ここでは１２個）のセグメント部１６を取付け部の周囲に環状に配置し、周方向に当接（隣接）させることで、ブリケット部１２となる。
各セグメント部１６の構成材料としては、その外周面に形成される後述する硬質皮膜層２０の溶解除去の際に、溶解しない材料であればよく、通常の鋼材（例えば、Ｓ４５Ｃ）を使用できるが、使用用途によって種々変更可能であり、例えば、耐摩耗性を備えた軸受鋼（記号：ＳＵＪ）等の鋼材や、高硬度鋼や低炭素鋼等を使用することもできる。

【0023】

セグメント部１６（ブリケット部１２）には複数のポケット１１が、その周方向に渡って所定のピッチで形成されている。なお、セグメント部１６に形成されるポケット１１の数は、ブリケット部１２に形成されるポケット１１の全個数を、分割されたセグメント部１６の個数（１２個）で除した値となる。
ポケット１１は、ブリケット部１２の軸方向中心位置を基準としてその両側に１列ずつ（合計２列）形成されているが、例えば、粉末原料の種類や塊状物の形状等に応じて、軸方向中心位置に１列でもよく、また、３列以上の複数列でもよく、更には、不規則（ランダム）でもよい。

【0024】

ポケット１１の形状は、成形する塊状物１５の形状に基づいて設定され、各ブリケット部１２に形成されたポケット１１を互いに合致させた形状が、塊状物１５の形状を転写した形状となる。ここでは、塊状物１５の形状が、円柱部の両端面に半球部を当接させた形状（アーモンド状）となっているため、ポケット１１の形状は、塊状物１５をその軸心を通る面で半割りした形状が転写された形状（例えば、深さ：３〜８ｍｍ、長軸長さ：２０〜４０ｍｍ、短軸長さ：１５〜２５ｍｍ）となっている。
なお、ポケットの形状は、上記した形状に限定されるものではなく、塊状物の形状に応じて種々変更できる。

【0025】

セグメント部１６（ブリケット部１２）の外周面には、必要に応じてブラスト処理（粗面化処理）がなされていることが好ましい。
このブラスト処理は、セグメント部１６と、その表面に形成される硬質皮膜層２０との密着性を高めるために行う処理であり、例えば、塊状の金属や砂等を用いたサンドブラストにより実施できる。なお、ブラスト処理によるセグメント部１６の表面粗度は、特に限定されるものではなく、セグメント部１６と硬質皮膜層２０との密着性を考慮して、適宜設定できる。

【0026】

セグメント部１６（ブリケット部１２）の外周面には、溶解除去可能な硬質皮膜層２０が形成されている。
ポケット１１を除く領域（外部に露出する領域）に形成された硬質皮膜層２０の厚み（層厚）は、特に限定しないが、例えば、０．１〜２ｍｍ（更には、下限が０．５ｍｍ、上限が１．２ｍｍ）の範囲で設定できる。また、ポケット１１の内表面に形成される硬質皮膜層２０の厚みは、ポケット１１を除く領域に形成された硬質皮膜層２０の厚みよりも厚くするのがよい（例えば、０．１ｍｍ以上、更には０．２ｍｍ以上厚くする）。
ここで、硬質皮膜層の厚みが０．１ｍｍ未満の場合、硬質皮膜層の厚みが薄過ぎて長寿命化が図れないおそれがある。一方、硬質皮膜層の厚みが２ｍｍを超える場合、硬質皮膜層が厚過ぎて剥がれ易くなるおそれがある。

【0027】

硬質皮膜層２０の成分組成には、例えば、以下に示す（１）〜（４）がある。
（１）硬質皮膜層Ａは、コバルト（Ｃｏ）を３〜３０質量％含み、残部が炭化タングステン（ＷＣ）である溶射基材ａを有する。
（２）硬質皮膜層Ｂは、コバルト（Ｃｏ）とクロム（Ｃｒ）を合計で３〜３０質量％含み、残部が炭化タングステン（ＷＣ）である溶射基材ｂを有する。
（３）硬質皮膜層Ｃは、溶射基材ｃを７０〜９５質量％と、ブレンド材としてのニッケル粉末（Ｎｉ粉末）を５〜３０質量％とを含み、しかも、溶射基材ｃは、炭化クロム（Ｃｒ_３Ｃ_２）を５〜３５質量％と、ニッケル（Ｎｉ）を３〜２０質量％とを含み、残部が炭化タングステン（ＷＣ）である。
（４）硬質皮膜層Ｄは、上記した溶射基材ｃを７０〜９５質量％と、ブレンド材としてのニッケルクロム粉末（Ｎｉ−Ｃｒ粉末）を５〜３０質量％とを含む。

【0028】

まず、上記した（１）の硬質皮膜層Ａについて説明する。
硬質皮膜層Ａは、粒状の溶射基材ａ、及び、不可避的不純物からなり、この溶射基材ａ（溶射材、溶射粒子）を、セグメント部１６の表面に溶射することで形成される。
この溶射基材ａは、前記したように、Ｃｏを３〜３０質量％（好ましくは、下限を５質量％、更には７質量％、上限を２５質量％、更には２０質量％）と、ＷＣとからなる。なお、ＷＣは、溶射基材ａからＣｏを除いた残部のうち、その９０質量％以上（更には９５質量％以上）含まれていればよく、例えば、鉄（Ｆｅ）等の不可避的不純物が含まれてもよい。

【0029】

次に、上記した（２）の硬質皮膜層Ｂについて説明する。
硬質皮膜層Ｂは、粒状の溶射基材ｂ、及び、不可避的不純物からなり、この溶射基材ｂ（溶射材、溶射粒子）を、セグメント部１６の表面に溶射することで形成される。
この溶射基材ｂは、前記したように、ＣｏとＣｒを合計で３〜３０質量％（好ましくは、下限を５質量％、更には８質量％、上限を２５質量％、更には２０質量％）と、ＷＣとからなる。ここで、Ｃｏを２〜１８質量％（好ましくは、下限を６質量％、上限を１３質量％）、Ｃｒを１〜１２質量％（好ましくは、下限を２質量％、上限を７質量％）とするのがよい。
なお、ＷＣは、溶射基材ｂからＣｏとＣｒを除いた残部のうち、その９０質量％以上（更には９５質量％以上）含まれていればよく、例えば、鉄（Ｆｅ）等の不可避的不純物が含まれてもよい。

【0030】

続いて、上記した（３）の硬質皮膜層Ｃについて説明する。
硬質皮膜層Ｃは、粒状の溶射基材ｃ、Ｎｉ粉末、及び、不可避的不純物からなり、７０〜９５質量％の量の溶射基材ｃと、この量に対応した３０〜５質量％の量のＮｉ粉末とを混合し、この混合した溶射材（溶射粒子）を、セグメント部１６の表面に溶射することで形成される。なお、溶射材中の溶射基材ｃとＮｉ粉末の各量が、上記した割合を満足すれば、他の元素が含まれてもよい。
上記した硬質皮膜層Ｃは、粒状の溶射基材ｃの粒界に、Ｎｉが存在するため、硬質皮膜層の脆さを低減でき、靱性の向上が図れる。

【0031】

即ち、溶射材中のＮｉ粉末の量が５質量％未満の場合、溶射基材ｃの粒界に存在するＮｉの量が少な過ぎて、靱性の改善効果が得られなくなる。一方、溶射材中のＮｉ粉末の量が３０質量％を超える場合、硬質皮膜層に含まれる溶射基材ｃの量が少な過ぎて、硬質皮膜層の耐摩耗性の低下を招く。なお、Ｎｉは、溶射基材ｃの全ての粒界に存在することが好ましいが、部分的であってもよい。
従って、溶射材中のＮｉ粉末の量を５〜３０質量％としたが、下限を８質量％、更には１０質量％、上限を２５質量％、更には２０質量％とすることが好ましい。

【0032】

溶射基材ｃは、前記したように、Ｃｒ_３Ｃ_２を５〜３５質量％（好ましくは、下限を１０質量％、更には１５質量％、上限を３０質量％、更には２５質量％）と、Ｎｉを３〜２０質量％（好ましくは、下限を５質量％、上限を１５質量％、更には１２質量％）とを含み、残部ＷＣで構成されている。なお、ＷＣは、溶射基材ｃから、Ｃｒ_３Ｃ_２とＮｉを除いた残部のうち、その９０質量％以上（更には９５質量％以上）含まれていればよく、例えば、鉄（Ｆｅ）等の不可避的不純物が含まれてもよい。

【0033】

最後に、上記した（４）の硬質皮膜層Ｄについて説明する。
なお、（４）の硬質皮膜層Ｄは、上記した（３）の硬質皮膜層Ｃとは、ブレンド材の種類のみが異なるため、ブレンド材について説明する。
硬質皮膜層Ｄは、硬質皮膜層Ｃを構成するＮｉと同様、粒状の溶射基材ｃの粒界に、Ｎｉ−Ｃｒが存在することで、硬質皮膜層の脆さを低減でき、靱性の向上が図れる。このため、溶射材（溶射粒子）中のＮｉ−Ｃｒ粉末の配合割合も、硬質皮膜層ＣのＮｉ粉末と同様（５〜３０質量％：好ましくは、下限を８質量％、更には１０質量％、上限を２５質量％、更には２０質量％）である。

【0034】

上記した硬質皮膜層Ａ〜Ｄ（即ち、硬質皮膜層２０）は、火炎溶射機でセグメント部１６の表面（作用面）に溶射材を溶射することで形成される。
この火炎溶射機は、溶射材の速度を６００ｍ／秒（好ましくは７００ｍ／秒）以上にする高速火炎溶射機であるが、通常使用されている火炎溶射機を使用することもできる。なお、高速火炎溶射機を用いた場合には、硬質皮膜層２０のセグメント部１６への密着力を更に高めることもできる。
上記した理由により、溶射材の速度の上限については規定していないが、現実的には、例えば、１０００ｍ／秒程度である。

【0035】

ここで、種々の試験を行った結果について説明する。
まず、各種材料の摩擦係数と摩耗特性（摩耗減少量）を調べた結果について、図３（Ａ）、（Ｂ）を参照しながら説明する。
図３（Ａ）に示す摩擦係数は、荷重が負荷されたボールを、回転するディスク上に押し当てるボールオンディスク試験により、図３（Ｂ）に示す摩耗特性は、筒状となったリングを、回転するディスク上に押し当てるリングオンディスク試験により、それぞれ求めた。なお、これらの試験は、従来から行われている試験方法である。

【0036】

それぞれの試験に用いた材料は、粉末焼結ハイス（粉末ハイス）、ＷＣ／Ｃｏ、ＷＣ／Ｃｏ／Ｃｒ、及び、ＷＣ／ＣｒＣ／Ｎｉ＋ＮｉＣｒの４種類である。
粉末焼結ハイスは、従来から使用されているブリケットロールの構成材料（硬質皮膜層は無し）であり、この試験では、Ｈｖ９５０（ＪＩＳ Ｂ７７２５（２０１０））、粗度の指標である最大高さＲｙ（ＪＩＳ Ｂ０６０１（１９９４））が０．９〜１．５μｍである試験片を用いた。
ＷＣ／Ｃｏは上記した（１）の硬質皮膜層Ａである。
ＷＣ／Ｃｏ／Ｃｒは、Ｓ４５Ｃを焼入れしＨｖ６５０とした基材上に、上記した（２）の硬質皮膜層Ｂを形成したものである（層厚：１ｍｍ）。なお、Ｈｖ１２００、最大高さＲｙが２７〜２９μｍである。
ＷＣ／ＣｒＣ／Ｎｉ＋ＮｉＣｒは、Ｓ４５Ｃを焼入れしＨｖ６５０とした基材上に、上記した（４）の硬質皮膜層Ｄを形成したものである（層厚：１ｍｍ）。なお、Ｈｖ１２００、最大高さＲｙが２７〜２９μｍである。

【0037】

摩擦係数は、図３（Ａ）に示すように、粉末焼結ハイスと比較して、ＷＣ／ＣｏとＷＣ／Ｃｏ／Ｃｒの方が低下できることを確認できた。なお、ＷＣ／ＣｒＣ／Ｎｉ＋ＮｉＣｒについては、粉末焼結ハイスと略同等であった。
摩耗による減少量は、図３（Ｂ）に示すように、粉末焼結ハイスと比較して、ＷＣ／Ｃｏ、ＷＣ／Ｃｏ／Ｃｒ、及び、ＷＣ／ＣｒＣ／Ｎｉ＋ＮｉＣｒの方が低減できることが確認できた。特に、ＷＣ／Ｃｏ／ＣｒやＷＣ／ＣｒＣ／Ｎｉ＋ＮｉＣｒの使用により、摩耗減少量を大幅に低減できることが分かった。
以上のことから、硬質被覆層を形成することにより、粉末焼結ハイスと比較して、ブリケットロールの長寿命化が図れることが分かる。

【0038】

次に、ブリケットマシンの操業時間とブリケットロールに形成されたポケットの底位置における摩耗量（厚み）との関係を調べた結果について、図４を参照しながら説明する。
ここでは、上記した試験に用いた材料である、粉末焼結ハイスで構成されたブリケットロール（従来例：△）と、Ｓ４５Ｃを焼入れしＨｖ６５０とした基材上にＷＣ／Ｃｏ／Ｃｒの硬質皮膜層Ｂを形成したブリケットロール（実施例：●）をそれぞれ用いて、ブリケットマシンを操業する運転試験を行った。なお、ブリケットマシンで塊状物に成形する粉末原料には生石灰を使用した。

【0039】

図４に示すように、実施例は従来例と比較して、ポケットの底位置（中央部）における摩耗量（摩耗で消失した厚み）を低減できることが分かった。具体的には、３４０時間操業後のポケットの底位置における摩耗量は、従来例では、平均１．７ｍｍ、最大：２．０ｍｍ、実施例では、平均０．８ｍｍ、最大：１．３ｍｍ、であった。
従って、硬質被覆層を形成することにより、粉末焼結ハイスと比較して、ブリケットロールの長寿命化が図れることが分かる。

【0040】

続いて、上記した試験において３４０時間操業した後の、実施例のブリケットロールを構成するセグメント部のポケット形状を調べた結果について、図５（Ａ）〜（Ｅ）と図６（Ａ）〜（Ｅ）を参照しながら説明する。
図５（Ａ）、図６（Ａ）に示すセグメント部は、図２（Ａ）に示すセグメント部１６と略同様の構成のものである。ここで、図５（Ａ）に示すセグメント部の回転方向における断面位置、即ち、図５（Ｂ）、（Ｄ）の各断面位置で測定した外周面プロフィールが、図５（Ｃ）、（Ｅ）である。また、図６（Ａ）に示すセグメント部の軸方向における断面位置、即ち、図６（Ｂ）、（Ｄ）の各断面位置で測定した外周面プロフィールが、図６（Ｃ）、（Ｅ）である。

【0041】

図５（Ｃ）、（Ｅ）、図６（Ｃ）、（Ｅ）にはそれぞれ、使用前のセグメント部の外周面プロフィール（△印）と、３４０時間操業した使用後のセグメント部の外周面プロフィール（●印）を図示している。
図５（Ｃ）、（Ｅ）に示すように、セグメント部の回転方向におけるポケットの損傷は、回転方向下流側よりも回転方向上流側（ポケットの噛み合いが先に行われる側よりも後に行われる側）の方が大きいことが分かる。なお、損傷した部位の硬質被覆層は消失していた。また、図６（Ｃ）、（Ｅ）に示すように、セグメント部の軸方向におけるポケットの損傷は、軸方向両側（両端部）よりも軸方向中央側（中央部：軸方向に隣り合うポケットの隣接側）の方が大きいことが分かる。

【0042】

上記したように、ポケットの損傷は、セグメント部の回転方向上流側に発生した初期損傷が起点となって進行している（硬質被覆層と比較して基材（Ｓ４５Ｃ）の損傷は速いため、硬質被覆層が消失してむき出しになった基材が選択的に損傷している）。この初期損傷は硬質被覆層の剥離や欠けによる。
そこで、初期損傷が確認された、セグメント部の回転方向におけるポケットの内表面への硬質被覆層の密着力を改善するため、図７（Ａ）に示すように、溶射材の溶射を、セグメント部の回転方向上流側（点線で囲まれた領域）に対して行った後、回転方向に沿ってポケット１１の底位置に行い、更に、回転方向下流側に対して行うことにより、硬質被覆層を形成することが好ましい。

【0043】

更に、初期損傷が確認された、セグメント部の軸方向におけるポケットの内表面への硬質被覆層の密着力を改善するため、図７（Ｂ）に示すように、溶射材の溶射を、セグメント部の軸方向中央側（中央部：点線で囲まれた領域）に対して行った後、軸方向に沿ってポケット１１の底位置に行い、更に、軸方向両側（両端部）に対して行って、硬質被覆層を形成することが好ましい。
これにより、初期損傷が発生し易いポケットの内表面に、溶射時に発生するヒュームが付着することを抑制できるため、密着力が高められ、硬質被覆層の長寿命化が図れる。

【0044】

また、硬質被覆層の欠けについては、メタル含有量の大きい靱性の高い硬質皮膜層を用いることで、硬質皮膜層の欠けの発生を抑制することができる。
そこで、耐衝撃性を調べた結果について、図８を参照しながら説明する。なお、図８には、基材上にＷＣ／Ｃｏの硬質皮膜層（上記した（１）の硬質皮膜層Ａ）を形成した試験片と、基材上にＷＣ／ＣｒＣ／Ｎｉ＋ＮｉＣｒの硬質皮膜層（上記した（４）の硬質皮膜層Ｄ）を形成した試験片をそれぞれ用いて、硬球落下衝撃試験を行った結果を示す。
試験の評価は、基材上から硬質皮膜層が剥離する（剥離発生）までの衝撃負荷を与えた回数をカウントして行った。

【0045】

図８に示すように、基材上にＷＣ／ＣｒＣ／Ｎｉ＋ＮｉＣｒの硬質皮膜層を形成した場合、基材上にＷＣ／Ｃｏの硬質皮膜層を形成した場合と比較して、剥離発生までの衝撃負荷回数を増加できることを確認できた。
これは、メタル含有量の大きい靱性の高い硬質皮膜層を用いることで、硬質皮膜層の欠けの発生を抑制できたことによる。
従って、硬質皮膜層としては、上記した（４）の硬質皮膜層Ｄや（３）の硬質皮膜層Ｃを使用することが好ましい。

【0046】

また、硬質被覆層の選択的損傷に対しては、損傷部位にかかる負荷を低減させるポケット形状、即ち、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すポケット１１ａ、１１ｂ、１１ｃの形状とすることで対応できる。なお、図９（Ａ）、（Ｂ）には、従来のポケットの形状を二点鎖線で示している。
図９（Ａ）に示すように、セグメント部の回転方向におけるポケット１１ａの内表面の傾斜は、セグメント部の回転方向上流側が回転方向下流側よりも緩やかである（ここでは、回転方向上流側の曲率半径を回転方向下流側よりも大きくする）。なお、これに伴うポケット容積の減少は、回転方向上流側を除くポケットの深さを、従来よりも深くすることで対応できる（容積を一定にする場合）。

【0047】

また、図９（Ｂ）に示すように、セグメント部の軸方向におけるポケット１１ｂ、１１ｃの内表面の傾斜は、セグメント部の軸方向中央側（中央部）が軸方向両側（両端部）よりも緩やかである（ここでは、軸方向中央側の曲率半径を軸方向両側よりも大きくする）。なお、これに伴うポケット容積の減少は、軸方向中央側を除くポケットの深さを、従来よりも深くすることで対応できる（容積を一定にする場合）。

【0048】

以上に示した硬質皮膜層２０（硬質皮膜層Ａ〜Ｄ）は、例えば、溶剤を用いることでセグメント部１６の表面から溶解除去できるものであり、具体的には、前記した硬質皮膜層Ａ〜Ｄが損耗した場合に、例えば、アルカリ又は酸の溶剤を用いて電解処理することにより、使用済みの硬質皮膜層Ａ〜Ｄをセグメント部１６の表面から除去できる。なお、硬質皮膜層の溶解除去は、硬質皮膜層の成分に応じて種々選択する。

【0049】

ブリケットマシン１０の使用にあっては、図１に示すように、まず、対となるブリケットロール１３、１４を互いに同期して逆方向に回転させる（図１では、ブリケットロール１３が右回り（時計回り）、ブリケットロール１４が左回り（反時計回り））。
次に、粉末原料を上方からブリケットロール１３、１４のブリケット部１２間に供給することで、粉末原料が各ポケット１１に収容される。
そして、各ブリケットロール１３、１４の回転により、それぞれのブリケット部１２に形成されたポケット１１が互いに合致することで、粉末原料が塊状物１５になって下方に排出される。

【0050】

続いて、本発明の一実施の形態に係るブリケットマシン１０の製造方法（ブリケットロール１３、１４の製造方法）について、図１を参照しながら説明する。
まず、扇形状のセグメント部１６を準備する。
このセグメント部１６には、複数のポケット１１が軸方向に２列形成されている。なお、ポケット１１の形状は、回転方向上流側と回転方向下流側が同一であり、軸方向中央側と軸方向両側が同一であるが、図９（Ａ）、（Ｂ）に示した形状とすることが好ましい。具体的には、セグメント部の回転方向におけるポケットの内表面の傾斜について、回転方向上流側を回転方向下流側よりも緩やかに（図９（Ａ）参照）、また、セグメント部の軸方向におけるポケットの内表面の傾斜について、軸方向中央側（中央部）を軸方向両側（両端部）よりも緩やかにする（図９（Ｂ）参照）。

【0051】

このセグメント部１６に、必要に応じてブラスト処理する。なお、ブラスト処理は、前記した、例えば、塊状の金属や砂等を用いたサンドブラストにより実施できる。
そして、セグメント部１６の表面に、溶射材を溶射する（溶射材の溶射をセグメント部１６ごとに行う）。
ここで、溶射材には、前記した硬質皮膜層Ａを形成するための溶射基材ａ、硬質皮膜層Ｂを形成するための溶射基材ｂ、硬質皮膜層Ｃや硬質皮膜層Ｄを形成するための溶射基材ｃとブレンド材からなる溶射材、を使用できる。なお、溶射材の粒度は、例えば、５〜１００μｍ程度である。
これらの溶射材は、セグメント部１６の使用用途（粉末材料の種類用）に応じて適宜選択する。

【0052】

ポケット１１の内表面への溶射材の溶射に際しては、溶射の順序を考慮することなく実施できるが、図７（Ａ）、（Ｂ）に示した順序で行うことが好ましい。
具体的には、溶射材の溶射を、セグメント部の回転方向上流側（点線で囲まれた領域）に対して行った後、回転方向に沿ってポケット１１の底位置に行い、更に、回転方向下流側に対して行う（図７（Ａ）参照）。また、溶射材の溶射を、セグメント部の軸方向中央側（中央部：点線で囲まれた領域）に対して行った後、軸方向に沿ってポケット１１の底位置に行い、更に、軸方向両側（両端部）に対して行う。
これにより、セグメント部１６の表面に硬質皮膜層２０を形成できる。

【0053】

セグメント部１６の表面に形成された硬質皮膜層２０の表面に、仕上げ研磨を行う（必要に応じてピークカット処理（突出部分の除去）を行う）。
このセグメント部１６を取付け部に固定部１７、１８を介して取付け固定し、複数（１２個）のセグメント部１６を環状に配置して、周方向に当接（隣接）させることで、ブリケット部１２となり、更にはブリケットロール１３となる（ブリケットロール１４も同様）。
以上の方法により、長寿命化を図ることが可能なブリケットロール１３、１４を製造できるため、ブリケットマシン１０の長寿命化が図れる。

【0054】

次に、ブリケットマシン１０の再生方法（ブリケットロール１３、１４の再生方法）について説明する。
ブリケットマシン１０の使用にあっては、ブリケットロール１３、１４の表面に形成された硬質皮膜層２０に損耗が発生する。
このため、例えば、硬質皮膜層２０が損耗して目的とする形状の塊状物１５を製造できなくなる場合、また、硬質皮膜層２０が消失してセグメント部１６が損耗するおそれがある場合は、セグメント部１６の表面に形成された硬質皮膜層２０を再生する。

【0055】

まず、取付け部からセグメント部１６を取外す。
次に、セグメント部１６の表面に形成された使用済みの硬質皮膜層２０を、例えば、アルカリ性の溶剤を用いて溶解除去する。そして、セグメント部１６の表面に溶射材を溶射して、新たな硬質皮膜層２０を形成する（上記したブリケットマシン（ブリケットロール１３、１４）の製造方法と同様）。
このように、使用済みの硬質皮膜層２０の溶解除去と新たな硬質皮膜層２０の形成を、セグメント部１６ごとに行う。
このセグメント部１６を取付け部に取付け固定し、複数（１２個）のセグメント部１６を環状に配置して、周方向に当接（隣接）させることで、ブリケットロール１３を再生できる（ブリケットロール１４も同様）。

【0056】

以上のことから、本発明のブリケットマシンの製造方法及びその再生方法により、塊状物の成形を経済的に実施できる。

【0057】

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ブリケットマシンの製造方法及びその再生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、ブリケットマシンのブリケット部を複数のセグメント部で構成した場合について説明したが、一体となった（周方向に分割されていない）ブリケット部でもよい。なお、回転ロールの径が大きい場合は、ブリケット部を複数のセグメント部で構成するのが、製造時における作業性や製造コストの視点から好ましい。

【0058】

また、前記実施の形態においては、硬質皮膜層の形成に火炎溶射機を用いた場合について説明したが、回転ロールの表面に硬質皮膜層を形成できれば、これに限定されるものではなく、密着性と緻密性の観点から、例えば、ＨＶＯＦ（Ｈｉｇｈ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ Ｏｘｉｇｅｎ Ｆｕｅｌ）の溶射ガンや、Ｄ−Ｇｕｎ（Ｄｅｔｏｎａｔｉｏｎ Ｇｕｎ）を用いることもできる。
更に、前記実施の形態においては、回転ロールの表面に、硬質皮膜層を直接形成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、硬質皮膜層を、例えば、下地めっき層（例えば、Ｎｉ、Ｃｏ、若しくは、Ｆｅの単体又は合金）を介して、回転ロールの表面に形成することもできる。

【符号の説明】

【0059】

１０：ブリケットマシン、１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ：ポケット（凹状開口部）、１２：ブリケット部、１３、１４：ブリケットロール（回転ロール）、１５：塊状物、１６：セグメント部、１７、１８：固定部、１９：貫通孔、２０：硬質皮膜層

【要約】

【課題】塊状物の成形を経済的に実施可能なブリケットマシン及びその製造方法並びにその再生方法を提供する。
【解決手段】ブリケットマシン１０は、周囲に複数の凹状開口部１１が形成されたブリケット部１２を備える、対向配置された回転ロール１３、１４を有し、使用にあっては、回転ロール１３、１４を互いに逆方向に回転させ、その間に供給された粉末原料を各凹状開口部１１に収容し、各ブリケット部１２の凹状開口部１１を互いに合致させることで、粉末原料を塊状物１５にして排出するものであり、各ブリケット部１２の外周面に溶解除去可能な硬質皮膜層２０が形成されている。硬質皮膜層２０は、各ブリケット部１２の外周面に溶射材を溶射して形成する。その再生方法は、ブリケット部１２を溶解させることなく、各ブリケット部１２の外周面から使用済みの硬質皮膜層２０を溶解除去した後、その外周面に新たな硬質皮膜層２０を形成する。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】