CN1164437A - 钢的连续铸造用铸模助熔剂的制造方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及不会有生产率降低等问题,水分含量1重量%以下、优选0.4重量%以下的连续铸钢用中空颗粒状铸模助熔剂的制造。将铸模助熔剂原料粉末与水混合成为料浆,用喷雾干燥器2喷雾造粒制得水分含量为1.5-5重量%的中空颗粒状粒子3。在气氛上与喷雾干燥器2隔开的干燥·冷却炉5中干燥直至水分含量在1重量%以下,干燥后冷却。在干燥·冷却炉5内部备有掏出装置6,由它将中空颗粒状粒子3按顺序一边运送一边进行干燥、冷却。
Description
本发明涉及在钢连续铸造时添加到铸型内钢水表面上的中空颗粒状连续铸造用铸模助熔剂的制造方法及装置。
连续铸造钢时,以使铸型和凝固壳体之间润滑、从钢水中浮上来的夹杂物溶解并吸收以及钢水的保温为目的,在铸型内钢水的表面上添加铸模助熔剂。添加的铸模助熔剂利用来自钢水的热熔融,在钢水表面形成熔融渣层,一边达到上述目的,一边从钢水表面上流入钢水和铸型之间,并被消耗掉。
铸模助熔剂中,从形状来看,有将原料粉末混合而成的粉末状铸模助熔剂和将它造粒成颗粒状铸模助熔剂,但从处理性和作业环境方面考虑,优选颗粒状的铸模助熔剂,尤其是中空颗粒状的模助熔剂,而且,作为中空颗粒状铸模助熔剂的制造方法,如日本特公昭56-14387号公报记载那样,在原料粉末中加水作为料浆,喷雾造粒后成为中空颗粒的方法;作为该喷雾造粒时使用的装置,例如有日本特公昭56-52601号公报记载的喷雾干燥器。
一般喷雾干燥器,是在200~500℃的高温室内用喷嘴或旋转圆板等将50~75重量%固态成分的料浆进行喷雾,由此获得中空颗粒状的粒子。关于残留水分,对陶瓷等原料来说,由于要求确保流动性及成形性,因此通常制造残留有2~5重量%水分的中空颗粒状的粒子;对食品来说,不需要使水分含量特别地低(造粒便览才-厶社,241P,1972)。与此不同,连续铸造用铸模助熔剂的场合,如果水分含量高,在制品铸锭中产生气泡等缺陷,厉害的情况下还产生水蒸汽***,因此水分含量必须在1重量%以下,优选在0.4重量%以下(.连续铸造法.人材开发センタ-,97P,1975)。
然而,如图6中所示,通常喷雾干燥器2,是塔径尺寸为6~8m程度的单一高温室,室温即使是200~500℃的高温也充满了水而使湿度呈现出极高的状态。在这种状态下为了使其干燥直至残留水分在1重量%以下,首先考虑的是延长喷雾干燥器内的滞留时间。也就是,为了延长被喷雾的粒子自由下落的距离,必须加大喷雾干燥器,但随之而来的是干燥塔变高,因此支承它的建筑屋要加高,不可避免地使设备费成为高价。而且,即使加大喷雾干燥器,由于是单一室内干燥也不能严格地进行水分管理。其次要考虑进一步提高喷雾干燥器的介质气体的温度,但中空颗粒状粒子有爆裂问题。也就是,用筛子滤过的含有水分的粒子一旦在喷雾干燥器内被喷雾,粒子在高温下水成为水蒸汽时膨胀,成为近似球的状态。蒸汽从容易漏出的部分逸出,成为中空颗粒状。然而,如果水蒸汽瞬间大量产生,体积一下子增大,产生爆裂而不会成为中空颗粒状。而且还有单位产品消耗的燃料随之增加,以及在料浆中添加的有机物在高温下变质·消耗的问题。进而还要考虑来自喷雾干燥器的高湿度热风的强制排气问题,并仍然有单位产品消耗的燃料随之增加的问题。
关于这一点,日本特公昭57-20069号公报中记载了,使料浆发泡成为球状中空体后残留水分约1%,但如果将它煅烧则可以减少残留水分至无害程度。但是,关于如何通过煅烧就可以解决上述问题点的具体做法却没有任何记载。
喷雾干燥器出口处中空颗粒状粒子的温度往往是80~170℃(.造粒便览.才-厶社,241P,1972),如果将它直接放置在大气中,就会产生复水即结露现象,在粒子表面局部的水分含量也往往超过1重量%,铸模助熔剂的质量会出现大问题。
因此,本发明的目的是提供一种可以制造连续铸造用铸模助熔剂的方法和装置,该助熔剂不会有降低生产率、设备费高,每单位产品燃料消耗高,有机物变质·消耗等问题、其水分含量不足1重量%,优选0.4重量%以下。
本发明的钢连续铸造用铸模助熔剂的制造方法,是将铸模助熔剂原料与水混合成为料浆,将所得混合物用喷雾干燥器喷雾造粒后制成干燥直至残留水分含量约达1重量%的中空颗粒状粒子,然后进一步干燥所组成的连续钢连续铸造用铸模助熔剂的制造方法中;
其特征在于,将上述获得的混合物用喷雾干燥器喷雾造粒成为水分含量为1.5~5重量%的中空颗粒状粒子后,在气氛上与上述喷雾干燥器隔开的干燥炉中干燥至水分含量为1重量%以下。干燥后最好进行冷却;最好使用内部备有掏出装置的干燥炉或干燥·冷却炉,一边将中空颗粒状粒子按顺序运送一边进行干燥或干燥·冷却。
作为铸模助熔剂原料成分,可列举CaO、SiO2、Na2O、CaF2、Al2O3、NaF、CaCO3等金属氧化物、氟化物、碳酸盐等铸模助熔剂原料或将其一部分熔融的经经预熔处理的料或将其全部熔融的预熔处理的料粉碎后,获得粒度按比表面为1000~3000cm2/g的粉末化的原料。一旦经过预熔处理,例如CaCO3,CO2逸散后成为CaO。
优选使用孔径为1~3mm的喷嘴,在压力为3~20Kg/mm2的条件下,将铸模助熔剂原料进行喷雾造粒。
本发明的钢连续铸造用铸模助熔剂的制造装置是,其特征在于,备有将铸模助熔剂原料的料浆喷雾造粒成为中空颗粒状粒子的喷雾干燥器和对中空颗粒状粒子进行干燥的干燥炉,并且将上述干燥炉在气氛上与上述喷雾干燥器隔开的钢连续铸造用模助熔剂的制造装置;以及,其特征在于,备有将铸模助熔剂原料的料浆喷雾造粒成为中空颗粒状粒子的喷雾干燥器和、对中空颗粒状粒子进行干燥·冷却的干燥·冷却炉,并且将上述干燥·冷却炉在气氛上与上述喷雾干燥器隔开的钢连续铸造用铸模助熔剂的制造装置。上述干燥炉或上述干燥·冷却炉,在内部最好备有掏出装置。
在本发明的钢连续铸造用铸模助熔剂的制造方法中,由喷雾干燥器,使用喷嘴或旋转圆板利用喷雾造粒只能制得水分含量为1.5~5重量%的中空颗粒状粒子,其后,在气氛上与上述喷雾干燥器隔开的干燥炉中进行干燥使水分含量为1重量%以下,优选0.4重量%以下。也就是,在喷雾干燥器中仅使水分含量为1.5~5重量%,因此不会产生使生产率降低,设备费高,单位产品的燃料消耗增加,有机物变质、消耗等问题。干燥炉与喷雾干燥器在气氛上是隔断的,因此与湿度极高状态的喷雾干燥器不同,是利用干燥效率高的流动干燥或振动热风干燥等气流进行干燥,因此能很容易地干燥至1重量%以下,优选0.4重量%以下。由于通过其它途径设置干燥炉并进行操作,因此该部分的设备费高、每单位产品的燃料消耗增加,但与使喷雾干燥器本身大型化,并在高温下操作的情况相比较,要少得多。
如果在干燥至1重量%以下后在冷却炉中冷却至常温,如图5所示,将80℃左右以上的高温制品放置在料斗内时可以避免复水也就是结露现象,因而是有利的。
进而,在干燥炉或干燥·冷却炉内部备有掏出装置,只要中空颗粒状粒子按顺序很好地流动一边运送一边进行干燥·冷却,就不会滞留,而是均匀地进行干燥或干燥·冷却,质量提高,因此是有利的。
图1~3中示出本发明的钢连续铸造用铸模助熔剂的制造装置例子。
如图1(a)中所示,本发明装置备有,在气氛上与喷雾干燥器2隔开的干燥炉4。
10是送给装置,将上述喷雾造粒而成的中空颗粒状粒子从喷雾干燥器2搬出并运送,与喷雾干燥器2在气氛上隔断后送入干燥炉4中。从喷雾干燥器2至干燥炉4的运送,是在与外界气体隔断的状态下,依靠自重落下(槽沟)、传送带、螺旋送料器等进行。在喷雾干燥器2中制得的中空颗粒状粒子3,在干燥炉4中通过气流进行干燥。在干燥炉4的内部不备有掏出装置的情况下,或作为流动层,或给予振动,将中空颗粒状粒子3从干燥炉的入侧运送至出侧的同时进行干燥。为了完全排出干燥炉内部的滞留物,最好是加以振动后不会使粒子滞留的那种振动式干燥炉。
将上述喷雾造粒而成的中空颗粒状粒子从喷雾干燥器2搬出并运送后送入与喷雾干燥器2在气氛上是隔开的干燥炉4中的运送方法,有图1(b)(c)中分别示出的蝶型屏蔽阀,图1(d)中示出的旋转型阀。图1(b)(c)的阀在料斗2出口处存积喷雾制得的制品3,一旦达到某一定以上的量靠其重力阀门11打开非连续地排出,隔断外部气氛保持喷雾干燥器2内压为均匀。在图1(b)中,11是耐热橡胶阀;而在图1(c)中,11是耐热阀,12是调节重锤。图1(d)中料斗2的出口处虽按照形成层那样存积喷雾制得的制品3,但使旋转屏蔽阀13旋转即可连续地排出。
图2中示出的是,备有将中空颗粒状粒子3干燥后进行冷却的干燥·冷却炉5的本发明装置的例子。在干燥·冷却炉5的前半,吹入100~250℃的干燥热风使中空颗粒状粒子3干燥,其后通过吹入大气的冷风使中空颗粒状粒子3冷却至常温,因而可避免结露现象。
图3中示出的是,在干燥·冷却炉5的内部备有掏出装置6的本发明装置的例子。图3(b)是从右侧面看图3(a)的说明图。掏出装置6,是在旋转的带或链上设置耙子之类的许多耙齿的装置,均匀地掏耙炉内使炉内不至产生滞留物。只要备有这样的掏出装置6,就有可能将中空颗粒状粒子3按顺序流动那样一边运送一边进行干燥·冷却。在图4中,示出从侧面看的另外的掏出装置7的操作例。图4(b)是从右侧面看图4(a)的掏出装置7下侧部分的说明图。8是干燥热风,9是大气的冷风。
如表1所示,按本发明方法制造钢的连续铸造用铸模助熔剂。
表1
喷雾干燥器中的水分含量(wt%) | 喷雾干燥器中的品温(℃) | 干燥后的水分含量(wt%) | 干燥炉中的品温(℃) | 冷却炉中的水分含量(wt%) | 掏出装置 | 品温(℃) | 结露 | 铸锭品质 | 气泡个数(个/铸锭m2) | |
实施例A实施例B实施例C实施例D先有例E先有例F先有例G实施例H | 531.51.50.30.81.81.5 | 607080801209010080 | 0.60.40.20.2---0.1 | 70808080---80 | 0.60.40.20.2---0.1 | 无无无无---有 | 30303030---30 | 无无无无有有有无 | ○○○○△△×◎ | 32111015300 |
在实施例及先有例A-H中,使用下表2中示出的成分、组成、比表面积为1000~3000cm2/g的粒径的铸模助熔剂原料。
表2
重量%
组成 | T·C 3.4SiO2 30.1Al2O3 5.0Fe2O3 0.7CaO 39.3Na2O 8.7F- 8.7Li2O 2.0杂质 2.1 |
实施例 A~D、H
将上述铸模助熔剂原料粉碎成粉末,将该原料粉末,与水、悬浮稳定剂(合成生物聚合胶Xanthan Gum)0.01~0.5重量%、液体粘合剂(铝酸钠)(此时添加量为粉末混合品的4重量%)混合,获得粘度为0.5~10poise、50~75重量%固态成分的料浆。如图2所示,将这种料浆,使用孔径为2.0~2.6mm的喷嘴在压力为10~12Kg/mm2的条件下于室内温度300~500℃的塔径为7.1m的喷雾干燥器2中进行喷雾造粒,获得表1中所示水分含量及品温的中空颗粒状粒子3。其后,将所得中空颗粒状粒子3,通过送给装置10,送到与上述喷雾干燥器2在气氛上是隔开的干燥·冷却炉5中。从干燥·冷却炉5的入侧至出侧赋予中空颗粒状粒子3的流动层以振动的状态下运送。在前半的干燥炉中吹入温度100~250℃的干燥热风8进行干燥,获得表1中所示水分含量及品温的中空颗粒状粒子。其后,在后半的冷却炉中吹入大气的冷风9进行冷却,制得表1中所示水分含量及品温的粒径为300~500μm的中空颗粒状粒子,使用制得的铸模助熔剂进行钢的连续铸造,得到表1中示出的评价。
先有例E-F
与上述实施例相同,用喷雾干燥器喷雾造粒,由此制得表1中所示水分含量及品温的中空颗粒状粒子。
按照本发明,可以在生产率降低、设备费高、单位产品燃料消耗增加、有机物变质·消耗等方面都没有问题的情况下,制得水分含量在1重量%以下,优选0.4重量%以下的连续铸造用铸模助熔剂。水分含量从1.5~5重量%至1重量%以下的干燥是在与喷雾干燥器不同的另一个干燥炉内进行,因此喷雾干燥器的操作即使有变动,而且即使喷雾造粒量增加,制品铸模助熔剂的水分含量也会确实地在1重量%以下。进而,如果在干燥后进行冷却,也可以解决在大气中放置而产生的结露现象。
以下说明附图
图1(a)是表示本发明的钢连续铸造用铸模助熔剂制造装置的一例。
图1(b)和(c)分别表示蝶型屏蔽阀一例的图。
图1(d)是表示旋转型屏蔽阀一例的图。
图2是表示本发明的钢连续铸造用铸模助熔剂制造装置一例的图。
图3是表示本发明的钢连续铸造用铸模助熔剂制造装置一例的图。
(b)是从右侧面看(a)的说明图。
图4是表示从本发明的侧面看的掏出装置操作例的图。
(b)是从左侧面看(a)的掏出装置下部的说明图。
图5是表示各制品温度的中空颗粒状粒子干燥后的制品,贮存在料斗内时由于部分结露导致的水分增加量之间的关系。
图6是表示以前的钢连续铸造用铸模助熔剂制造装置一例的图。
图中符号说明如下
1 料浆
2 喷雾干燥器
3 中空颗粒状粒子
4 干燥炉
5 干燥·冷却炉
6 掏出装置
7 掏出装置
8 干燥热风
9 由大气产生的冷风
10 送给装置
11 蝶型屏蔽阀
12 调节重锤
13 旋转型屏蔽阀
Claims (8)
1、钢的连续铸造用铸模助熔剂的制造方法,在将铸模助熔剂原料与水混合成为料浆,将所得混合物用喷雾干燥器喷雾造粒后制得干燥至残留水分含量约达1重量%的中空颗粒状粒子,然后进一步干燥组成的钢的连续铸造用铸模助熔剂的制造方法中;
其特征在于,将上述获得的混合物用喷雾干燥器喷雾造粒成为水分含量为1.5~5重量%的中空颗粒状粒子后,在气氛上与上述喷雾干燥器隔开的干燥炉中干燥至水分含量为1重量%以下。
2、权利要求1所述的方法,其中,在干燥炉中干燥直至水分含量在0.4重量%以下。
3、权利要求1或2所述的方法,其中,在干燥后进行冷却。
4、权利要求1~3中任一项所述的方法,其中,使用内部备有掏出装置的干燥炉或干燥·冷却炉,一边将中空颗粒状粒子顺序运送一边进行干燥·冷却。
5、钢的连续铸造用铸模助熔剂的制造装置,在具有将铸模助熔剂原料的料浆喷雾造粒成为中空颗粒状粒子的单一高温室的喷雾干燥器组成的钢连续铸造用铸模助熔剂的制造装置中;
其特征在于,备有上述喷雾干燥器和、将中空颗粒状粒子进行干燥的干燥炉,将上述干燥炉在气氛上与上述喷雾干燥器隔开。
6、钢的连续铸造用铸模助熔剂的制造装置,在具有将铸模助熔剂原料的料浆喷雾造粒成为中空颗粒状粒子的单一高温室的喷雾干燥器组成的钢连续铸造用铸模助熔剂的制造装置中,
其特征在于,备有上述喷雾干燥器和、将中空颗粒状粒子进行干燥·冷却的干燥·冷却炉,将上述干燥·冷却炉在气氛上与上述喷雾干燥器隔开。
7、权利要求5或6所述的装置,在上述喷雾干燥器出口处备有为了使上述干燥·冷却炉在气氛上与上述喷雾干燥器隔开的蝶型屏蔽阀或旋转型屏蔽阀。
8、权利要求5~7中任一项所述的装置,上述干燥炉或上述干燥冷却炉在内部设有掏出装置。
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