選炭用振動ふるい網：メッシュ数、線径、合金

振動スクリーンメッシュは、選炭工場において原炭の粒度選別、重媒体スラリーの脱水、精炭の分級、および尾鉱からの微粉炭回収を行う、振動スクリーン上の交換可能な分離媒体として機能する織金網です。この金網は、メッシュ数（1直線インチ、すなわち25.4 mmあたりの目数）、線径、および引き抜き線の合金という3つの数値によって定義されます。選炭用パネルは通常3〜100メッシュの範囲であり、約5 mmから0.15 mmまでの正方形の目開きをカバーし、線径は粗目用のプレクリンプパネルの6.3 mmから、細目用の脱水用金網の0.10 mmまでに及びます。目開き（mm）＝ 25.4 ÷ メッシュ数 − 線径 であるため、メッシュ数だけで分級サイズが決まるわけではありません。例えば、20メッシュの金網は、0.40 mmの線径では0.87 mmで分離しますが、0.70 mmの線径ではわずか0.57 mmで分離します。開口率（パネル表面に占める開口部の割合）は、選炭に使用される中目および細目の織金網で通常30〜60%であり、頑丈な粗目用パネルではこれより低くなります。

主な要点

• メッシュ数は25.4 mmあたりの目数です。目開き ＝ 25.4 ÷ メッシュ数 − 線径 の式で目開きに換算します。
• 開口率（ほとんどの選炭用金網で30〜60%）は、処理量とスクリーン寿命のトレードオフの関係にあります。頑丈な粗目用パネルでは15〜35%となります。
• 細目の湿式ふるい分けおよび中目の脱水には平織り、粗目のスカルピングおよび分級にはプレクリンプメッシュを使用します。畳織りはろ過用の織り方であり、石炭の粒度選別用ではありません。
• 水質化学特性に合わせて合金を選択します。一般用途には304、酸性水や塩化物水には316L、摩耗が支配的な乾式ふるい分けには高炭素スプリング鋼を使用します。
• パネルの破損原因のほとんどは、目詰まり、摩耗による目開きの拡大、またはテンションエッジ部での疲労亀裂であり、それぞれ仕様レベルでの対策が存在します。

選炭工場における振動スクリーンメッシュの活用方法

選炭工場（水洗選炭工場）は、粒度選別と重力選別の工程が連続する施設であり、織金網はフローシート上の複数の箇所で主力となる分離面として機能します。

• 原炭の事前ふるい分けおよび脱泥。 採掘炭（原炭）は、水洗前にふるい分けされ、オーバーサイズを除去するとともに、重媒体回路を汚染する原因となる0.5 mm未満の微粉を除去します。粗目の事前ふるい分けスクリーンは13〜50 mmで稼働し、脱泥スクリーンは0.5 mmで稼働します。
• 重媒体（DM）の脱水および水洗。 DMサイクロンの後、脱水・洗浄スクリーンが石炭からマグネタイト媒体を分離します。ここでのメッシュ（目開き）は約0.5〜2.0 mmであり、石炭を保持しながら迅速に脱水する必要があります。
• 精炭分級 洗炭は、一般炭および原料炭市場向けに、通常6、13、25 mmといった製品サイズ区分に分級されます。
• 微粒炭回収 分級サイクロンおよびシックナーアンダーフローからの微粒炭は、0.15〜0.5 mmの微細湿式スクリーンで回収されます。

用途によって必要なメッシュが決まります。粗粒のスカルピングには太い線径と大きな目開きが必要であり、微粉回収には脱水に十分な開口率を持つ微細メッシュが必要です。以下の選定ルールは、これらの用途だけでなく、同じパネルを使用するより広範な 石炭および骨材のスクリーン分級用途 にも適用されます。

メッシュ数 vs 目開き vs 分離粒径

メッシュ数とは、1直線インチあたりの目の数です。30メッシュの金網は25.4 mmの間に30個の目があり、8メッシュの金網は8個あります。各開口部は隣接する素線を共有しているため、実質的な目開きは次の式で表されます。

目開き (mm) = 25.4 ÷ メッシュ数 − 線径 (mm)

計算例：

• 8メッシュ、1.60 mm線径 → 3.18 − 1.60 = 1.58 mm目開き
• 20メッシュ、0.70 mm線径 → 1.27 − 0.70 = 0.57 mm目開き
• 30メッシュ、0.45 mm線径 → 0.85 − 0.45 = 0.40 mm目開き
• 100メッシュ、0.12 mm線径 → 0.25 − 0.12 = 0.13 mm目開き

メッシュ数による表記は、約4〜100メッシュ（目開き約5 mmから0.15 mmまで）の間で最も有用です。それ以上（13〜50 mmでの粗粒スクリーニングなど）では、パネルは通常、ミリメートル単位の目開きで直接指定されます。なぜなら、対応するメッシュ数が2〜4未満になり、線径が太くなるため、メッシュ表記の慣例では誤解を招く恐れがあるからです。

カットサイズ（ふるい上とふるい下に分かれる粒子径）は、目開きに追従しますが、それと同一ではありません。粒子の2つの寸法が有効目開きよりも小さい場合、粒子は正方形の開口部を通過するため、角張った正方形に近い粒子は公称目開きの約85〜95%で通過するのに対し、細長い粒子は短径が開口部に適合する場合にのみ通過します。仕様および品質管理（QC）の目的においては、公称の正方形目開きがサイズ選定の基準となり、金網はその値に基づいて申告されます（当社の メッシュ数とマイクロン定格の換算 ガイドを参照してください）。

「30メッシュ」の金網の見積もりを比較する際は、必ず線径を確認してください。線径0.30 mmの30メッシュは0.55 mmでカット（分級）し、線径0.45 mmの30メッシュは0.40 mmでカットします。この0.15 mmの差によって、マグネタイトが廃棄物として失われるか、あるいは媒体が製品に混入するかが決まります。

線径と開口率：処理能力とスクリーン寿命の比較

開口率とは、スクリーンの表面積に占める開口スペースの割合のことです。

開口率（%） = [目開き ÷ (目開き + 線径)]² × 100

線径は開口率に相反する二つの影響を与えます。線径が太くなると、表面に占める割合が増える一方で、個々の目開きが狭くなり（カットサイズが小さくなり）、線径が細くなると、金網の開口率は上がりますが、摩耗が早くなり、耐荷重性も低下します。石炭用スクリーンに使用される標準的な中目および細目の金網の開口率は30〜60%の範囲に収まりますが、太線を使用した頑丈なプリクリンプパネルでは、線の面積が織り目の大部分を占めるため、開口率は15〜35%になります。

• 細線、高開口率（40〜60%）： 最大の処理量と排水性 — 処理量と脱水性が重視される湿式微細分級や中程度の排水用途に最適な選択肢です。トレードオフ：寿命の短縮、たわみの増加、適切なサポート（支持）が必要。
• 太線、低開口率（15〜35%）： 粗粒、研磨性、乾式の用途において、耐摩耗寿命が長く、剛性が高くなります。トレードオフ：処理量の低下、および特定のメッシュ数における実効カットサイズの粗大化。

実用的なルール：必要な開口率と処理量を維持できる範囲で、最も太い線径を選択すること。処理量が制約条件となる場合は、線径を細くしてサポートを追加します。パネル寿命が制約条件となる場合は、線径を太くし、開口率の低下を許容します。目開きが固定されている場合、その用途に耐えうる範囲でより細い線を使用することでのみ、開口率を向上させることができます。

石炭用途向けの平織、クリンプ金網、または畳織

石炭の分級には3つの織り構造が対応しており、それぞれ異なる用途に適しています。

• 平織 — すべての経線が緯線の上と下を交互に通り、均一な正方形の目開きを持つ平坦な金網を形成します。これは微細および中程度の分級における標準仕様であり、0.5 mmでの脱泥、0.5〜2.0 mmでの中程度の排水、および微粉炭回収に使用されます。平織は、微細な範囲において最も正確な目開きと高い開口率を提供します。
• プリクリンプ（クリンプ）金網 — 経線と緯線を織る前にあらかじめクリンプ（屈曲）加工を施すことで、すべての交点で互いに噛み合い、横方向のズレを防ぎ、粗粒用途に適した剛性の高い安定したパネルを実現します。クリンプ金網は、原炭の粗分け（スカルピング）や6〜50 mmの分級など、粗いサイズでの鉱業および骨材用スクリーニングの標準仕様です。また、クリンプ加工によって表面に丸みを帯びた凸部ができるため、平坦な金網よりも湿った微粉が脱落しやすくなります。ダブルクリンプ（両面クリンプ）は、さらなる剛性を得るために2つ目のクリンプ面を追加したものです。
• 畳織り — 経線が太く、緯線はより細く密に配置されているため、明確な正方形の目開きを持たない、緻密で複雑なろ過面が形成されます。これはろ過用の織り方（通常5〜300 µmに対応）であり、分級（粒度選別）用の織り方ではありません。石炭用振動スクリーンに使用すると、ほぼ瞬時に目詰まりを起こし、分級効果は得られません。集塵やオフラインでのスラリーろ過用に限定して使用してください。

平織り、綾織り、畳織りの構造に関する詳細な比較については、 平織り vs 綾織り vs 畳織りをご覧ください。また、ヘビーデューティーな粗目用パネルについては、 重荷重選別用クリンプ金網をご参照ください。

合金の選定：304、316L、または高炭素ばね鋼

合金の種類によって、パネルが摩耗、腐食、または疲労のいずれで破損するかが決まり、それに伴ってコストも変動します。

• 304ステンレス鋼 （18% Cr、8% Ni）は、中性から弱酸性の水を使用する湿式石炭回路の標準仕様です。錆や有機酸に対して優れた耐性を持ち、極細線への伸線加工が可能で、最も経済的なステンレス鋼の選択肢です。
• 316Lステンレス鋼 は、孔食や塩化物への耐性を高めるために約2%のモリブデンを添加しています。プロセス水が酸性である場合、塩化物濃度が高い場合、または石炭が高硫黄で酸性坑廃水を発生させる場合に指定してください。DM回路における早期の孔食破損によるコストと比較すれば、価格の割増分はわずかなものです。
• 高炭素スプリング鋼 （65Mn / 60Si2Mn / C72D）は、焼きなましステンレス鋼よりもはるかに高い引張強度（約1,500〜1,900 MPa）に伸線加工されており、粗鉱スカルピングなどの乾式・重負荷用途に対して優れた耐摩耗性と耐疲労性を発揮します。軽微な腐食のみが発生する環境では、亜鉛めっきスプリング鋼が一般的です。湿式の酸性回路には適していません。
• マンガン — 本物の12〜14%ハドフィールドマンガン鋼は鋳造品であり、極細線に伸線加工されることはないため、「マンガンメッシュ」は通常、高炭素スプリングワイヤーに対するマーケティング用語です。サプライヤーがマンガンを提示した場合は、ワイヤーの鋼種を問い合わせてください。

当社の SS304とSS316の金網の耐食性比較 では、金属組織学についてさらに詳しく解説しています。

一般的な石炭処理用途における代表的なメッシュ仕様

下記の表は実用的な目安です。実際の供給粒度分布、処理量、水質に合わせて検証してください。

0.5 mmの脱泥用パネルは、通常、304または316L製の線径0.35–0.50 mm、24–30メッシュの平織金網です。一方、13 mmの分級用パネルは、目開きで指定されるプレクリンプ金網（およそ13 mmの目開きに4–6 mmの線径）です。脱水・水洗用途でスリット状の目詰まりしにくい形状が必要な場合、多くの工場ではウェッジワイヤパネルを採用しています。ウェッジワイヤは織金網とは挙動が異なるため、個別の選定プロセスが必要です。

一般的な故障モードとその対策

石炭用スクリーンメッシュパネルの故障の多くは4つの原因のいずれかであり、それぞれ仕様レベルでの対策が存在します。

目詰まりおよび閉塞。 限界サイズに近い粒子が目開きに挟まり、水分を含んだ微粉が金網表面でケーキ化することで、開口率が低下して処理プロセスが滞ります。対策：目開きを1段階大きくする、フラットな平織りからクリンプ金網または自己洗浄型金網に切り替える、ボールトレイ（バウンシングボール）デッキ、ウォータースプレー、またはスクリーンヒーターを追加する、周波数をわずかに下げて振動振幅を大きくする。

研磨摩耗と目開きの拡大。 ワイヤーはクリンプ交差部で優先的に摩耗し、目開きが拡大して規格外の粗粒（オーバーサイズ）が製品に混入します。これは、研磨性の高い石炭や岩石の乾式粗粒ふるい分けにおいて最も一般的な破損原因です。対策：線径を太くする、インターロックダブルクリンプを使用する、高炭素スプリング鋼に変更する、供給速度と落下高さを抑える、パネルを回転させて摩耗を均一にする。

疲労亀裂。 繰り返しの振動により、テンションがかかった端部やクリンプ交差部でワイヤーが破断します — これはパネルが摩耗して見えるずっと前に、ヘアライン状の破断として現れます。対策：メーカーの仕様通りにテンションを調整する（緩すぎず、張りすぎず）、むき出しのスチールではなく、ゴムやポリウレタンのストリップでパネルの端部を支持する、スプリングテンパー線を使用する、ワイヤーに傷をつけるような鋭利なエッジのフックを避ける。

腐食および腐食疲労。 酸性水や塩水によるピッチング（孔食）が応力を集中させ、亀裂を加速させます。対策：304から316Lに変更する、および湿潤端（ウェットエンド）で破損が多発する場合は水質を再確認する。

取り付け後の緩みは故障ではなく特性です。新しい金網は最初の数時間で馴染んで緩むため、最初の稼働シフト後に再テンションを行い、その後は通常のメンテナンスサイクルに従って調整してください。

パネルのオプションと取り付け

交換用織金網の多くは、次の端部を備えた長方形パネルとして供給されます： フックストリップ（フック）端部 — デッキ上でサイドテンションをかけるため、金網はロッドまたはフラットバーの周囲に折り曲げてクランプ固定されます。フックの形状はデッキのテンションレールに適合している必要があります。あるいは、パネルは プリテンションされた 状態で、クロスメンバーにボルト留めするラバーまたはポリウレタン製のフレームに取り付けられて提供されます。これにより、初期コストは高くなりますが、交換がより簡単かつ迅速に行えます。

非常に粗いヘビーデューティー用途向けには、パネルは 折り曲げエッジまたはロールエッジ（端部のワイヤーが引き抜けるのを防ぐために、より太いセルベッジワイヤーを使用することもあります）仕様でご注文いただけます。パネルをご指定の際は、全長と全幅、目開き、フックのタイプと形状、線径、織り方、および合金をご指定ください。

どのテンション方法を採用する場合でも、パネル全体に均等にテンションをかけ、中央から外側に向かって作業を行い、試運転後に再度テンションを調整してください。適切にテンションがかけられたパネルは、たるみや波打ちがなく平らになります。テンションの過不足は、いずれも早期破損の原因となります。

FAQ

13 mmのクリーンコール分級にはどのメッシュが最適ですか？ 目開きで指定するプリクリンプ金網（約13 mmの目開き、4–6 mmの線径）をご指定ください。クリンプによる噛み合わせにより、荷重下でも粗目パネルが安定します。SS304または65Mnスプリング鋼のいずれも使用可能ですが、乾燥した摩耗性の高い用途には65Mnが推奨されます。

メッシュ数を mm単位の目開きに換算するにはどうすればよいですか？ 目開き (mm) = 25.4 ÷ メッシュ数 − 線径 (mm)。線径 0.45 mmの 30 meshの場合：25.4 ÷ 30 − 0.45 = 0.40 mmとなります。メッシュ数を指定する際は、必ず線径も併記してください。「30 mesh」だけでは仕様特定として不十分です。

石炭用スクリーンメッシュには304と316Lのどちらを使用すべきですか？ 水質から検討を始めてください。304は中性から弱酸性の水に対応し、コスト面での標準仕様となります。水が酸性である場合、塩化物含有量が多い場合、または石炭が高硫黄である場合は、316Lに移行してください。モリブデン含有量により、304製パネルの寿命を縮める原因となる孔食を抑制します。

細目スクリーンが目詰まりするのはなぜですか？また、その対策は何ですか？ 目詰まりは、限界粒子径に近い粒子の挟まりと、湿った微粉の固着が重なることで発生します。対策としては、目開きを一段階大きくする、バウンシングボールデッキや散水スプレーを設置する、自己洗浄型クリンプ網を使用する、あるいはスクリーンを加熱するなどの方法があります。目詰まりが深刻な場合は、スロット形状のウェッジワイヤプロファイルがその用途により適しているかどうかをご検討ください。

畳織は石炭のふるい分けに適していますか？ いいえ。畳織は、複雑に入り組んだ密なヨコ線によって構成されるろ過用の構造であり、ミクロン単位の捕捉性能を発揮しますが、正確な分級用の目開きはありません。振動式石炭スクリーンで使用すると、すぐに目詰まりを起こします。分級には平織またはクリンプの角目メッシュを使用し、畳織はスラリーやダストのろ過用に残しておいてください。

KAIFILのカスタムスクリーンメッシュパネル

すべての石炭プラントでふるい分ける原料は異なるため、標準のロール品が適合することはほとんどありません。KAIFILは、お客様のデッキ寸法に合わせてカットされた、カスタムのステンレス鋼製およびバネ鋼製振動スクリーンメッシュパネルを製造しています。目開き、線径、織り方、合金（フックストリップ、折り曲げ、プレテンションエッジのオプションを含む）をご指定いただけます。スクリーンサイズと処理条件（分級点、処理量、水質）または図面をお送りいただければ、当社のエンジニアが最適な構造を提案し、カスタムカットされたパネルを短納期でお届けします。 カスタム金網加工についてはKAIFILにお問い合わせください または、当社の 織金網製品ラインナップ から標準的な網をお選びください。

参考文献

• ISO 9044:2016、工業用織金網 — 技術要求事項及び試験、国際標準化機構。
• ASTM E2016-06、工業用織金網に関する標準仕様、ASTM International。
• ASTM E11-22、試験用ふるい分金網および試験用ふるいに関する標準仕様、ASTM International。
• ISO 3310-1:2016、試験用ふるい — 技術要求事項及び試験 — 第1部：金属製織金網の試験用ふるい、国際標準化機構。
• Leonard, J.W. (編)、『Coal Preparation』第5版、米国鉱業冶金探鉱学会 (SME)、1991年。