粒子機械の加圧ローラーにおける熱処理プロセスの重要性

ペレットマシンは、バイオマスペレット燃料やペレット飼料を圧縮する装置であり、その中でも加圧ローラーは主要部品でありながら脆弱な部品です。高い負荷と過酷な作業環境のため、高品質であっても摩耗は避けられません。生産工程において加圧ローラーの消耗は大きいため、加圧ローラーの材質と製造工程は特に重要です。

粒子機械の加圧ローラーの故障解析

加圧ローラーの製造工程は、切削、鍛造、焼鈍（焼き入れ）、粗加工、焼入れ焼戻し、半精密加工、表面焼入れ、精密加工から構成されます。専門チームがバイオマスペレット燃料の生産・加工における摩耗に関する実験研究を行い、ローラー材料と熱処理プロセスの合理的な選定のための理論的根拠を提供しました。以下は、その研究結果と提言です。

造粒機の加圧ローラー表面にへこみや傷が現れています。これは砂や鉄粉などの硬い不純物が加圧ローラーに付着して摩耗したため、異常摩耗に該当します。平均表面摩耗は約3mmで、両側の摩耗量は異なります。供給側の摩耗は著しく、摩耗量は4.2mmに達しています。主な原因は、材料を供給した後、ホモジナイザーが材料を均一に分散させる時間がなく、押出工程に入ったことです。

ミクロな摩耗故障解析の結果、加圧ローラー表面の軸方向摩耗は原材料によって引き起こされ、加圧ローラー表面の材料不足が故障の主な原因であることが分かりました。主な摩耗形態は凝着摩耗とアブレッシブ摩耗であり、形態は硬質ピット、プラウリッジ、プラウグルーブなどであり、原材料中のケイ酸塩、砂粒、鉄粉などが加圧ローラー表面に深刻な摩耗を与えていることを示しています。水蒸気などの作用により、加圧ローラー表面に泥状の模様が現れ、加圧ローラー表面に応力腐食割れが発生します。

加圧ローラーの異常摩耗を防ぐため、原料を粉砕する前に不純物除去工程を追加し、原料に混入する砂粒、鉄粉などの不純物を除去することをお勧めします。スクレーパーの形状や設置位置を変更することで、圧縮室内の原料を均一に分散させ、加圧ローラーへの不均一な力の作用を防ぎ、加圧ローラー表面の摩耗を悪化させます。加圧ローラーの故障は主に表面摩耗によるため、表面硬度、耐摩耗性、耐腐食性を向上させるために、耐摩耗性材料と適切な熱処理プロセスを選択する必要があります。