TWI617378B - Metal particle granulator - Google Patents

Abstract

一種金屬顆粒造粒機，包含一個模具輪、一個冷卻檔板、一個貯料槽，及一個排粒機構，該模具輪可被控制地轉動並包括多個間隔設置的成型模具，每個成型模具界定一個具有內開口和外開口的鑄模空間，該冷卻檔板貼設於該模具輪，且當該輪本體轉動時對應其轉動方向而封閉該等成型模具的其中部分成型具的內開口，該貯料槽用於容放原料並可被控制地自該其中一成型模具的外開口將原料注入，該排粒機構遠離該進料件地貼靠該模具輪設置，且當該輪本體轉動時被控制地自其中一成型模具的內開口將容置於鑄模空間中的物質由該外開口排離該鑄模空間。

Description

金屬顆粒造粒機

本發明是有關於一種製作顆粒的機構，特別是指一種製作金屬顆粒大小範圍在6mm-15mm的金屬顆粒製造機。

金屬顆粒，例如直徑約為6mm-14mm、高度約為10mm-15mm的鋁粒，是煉鋼製程中不可或缺的基礎原料之一，因此，如何以簡單、低成本的方式製作生產，是煉鋼工業中重要的一環。

一般煉鋼廠是採鑄造後軋線再剪切的方式製作金屬顆粒，如此製作出的金屬顆粒為圓柱狀或具有大圓角的多邊柱狀，通常一端為平面、另一端則為剪切所形成的尖扁狀斷口。這種製作金屬顆粒 的方式的優點是製作出的金屬顆粒外型均一，用於後續煉鋼時不虞產生在輸送系統內卡住的問題；但缺點是進行軋線時需要考量原料的延展性，僅能適用於純度高、延展性高的原生原料，故原料使用有所限制、且製程成本較高。

另外，常用的還有採鑄造方式、滴鑄方式等製作金屬顆粒，前者雖然可以任意調整原生原料的成分，而不需使用高純度的原料，但此方式通常適用於製作最小尺寸在30mm-50mm以上的金屬錠，而不適用於煉鋼廠的輸送系統；後者製作出的金屬顆粒是直徑約為3mm-8mm、厚度約為3mm-6mm的扁平狀顆粒，易因外型在輸送系統中卡住，同樣不適用於煉鋼廠的輸送系統。

其他，還有將原料破碎成粉狀後，再將粉狀原料重組通過篩網而擠出成條狀顆粒的方法，以及將粉狀原料注入模穴施以高壓造錠等方式，但是，前者適用於飼料、生質燃料等製作，而無法用於製造金屬顆粒，後者雖然可以應用在部分延展性好的金屬原料，但此方式製作的金屬顆粒耐撞擊能力較差，運送過程中會破碎出粉末，而不適用於大型煉鋼廠的輸送系統，此外，將金屬原料破碎成粉末時會發生極大程度的氧化反應，由此原料製作的金屬顆粒用於煉鋼時脫氧生溫的效果並不符合所需。

因此，本發明的目的，即在提供一種可以穩定且快速製作大小範圍在6mm-15mm的金屬顆粒而適用於煉鋼製成的金屬顆粒製造機。

於是，本發明一種金屬顆粒造粒機，包含一個模具輪、一個冷卻檔板、一個貯料槽，及一個排粒機構。

該模具輪包括一個可被控制地轉動的輪本體、多個沿該輪本體外周緣且彼此間隔地設置於該輪本體上的成型模具，每個成型模具界定一個具有一個朝向該輪本體中心的內開口和一個相反於該內開口的外開口的鑄模空間。

該冷卻檔板貼設於該模具輪，且當該輪本體轉動時，對應該輪本體轉動方向封閉該等成型模具的其中部分成型具的內開口。

該貯料槽用於容放原料並包括至少一支送料注嘴，當該輪本體轉動時，該至少一支送料注嘴被控制地自該等成型模具的其中至少一個成型模具的外開口將原料注入該至少一個成型模具的鑄模空間。

該排粒機構遠離該進料件地貼靠該模具輪設置，且當該輪本體轉動時，該排粒機構被控制地自該等成型模具的其中至少一個成型模具的內開口將容置於該至少一個成型模具的鑄模空間中的物質由該外開口排離該鑄模空間。

本發明的功效在於：隨著該模具輪持續轉動，配合熔融的金屬原料自送料注嘴注入鑄模空間，以及排粒機構將容置於鑄模空間中的金屬顆粒排離，而能連續生產尺寸、形狀均一、適用於煉鋼製成的金屬顆粒。

在本發明被詳細描述前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1，本發明金屬顆粒造粒機的一第一實施例，用於製作金屬顆粒，特別是用於例如煉鋼製程中脫氧昇溫的鋁粒，該金屬顆粒造粒機包含一個模具輪2、一個貼設於該模具輪2的冷卻檔板3、一支沿該冷卻檔板3設置的冷卻水管4、一個設置於該模具輪2上方的貯料槽5，及一個遠離該貯料槽5且貼靠該模具輪2設置的排粒機構6。

該模具輪2包括一個成圓盤狀且可被控制地轉動的輪本體21、多個沿該輪本體21外周緣且彼此間隔地設置於該輪本體21上的成型模具22，每個成型模具22界定一個具有一個朝向該輪本體21中心的內開口221和一個相反於該內開口221的外開口222的鑄模空間223，較佳地，該鑄模空間223成自該內開口221向該外開口222方向徑長漸增的截頭錐狀。

該冷卻檔板3概成圓心角不小於90°的圓弧狀，並相對該輪本體21不動地貼靠該輪本體21設置，而當該輪本體21轉動時，該冷卻檔板3對應該輪本體21轉動方向封閉該等成型模具22的其中部分成型模具22的內開口221。當熔融的金屬原料被注入該其中一個被該冷卻檔板3封閉內開口221的成型模具22的鑄模空間223時，熔融的金屬原料與該冷卻檔板3進行熱交換而逐漸凝固成行狀對應於該鑄模空間223的金屬顆粒。

該冷卻水管4貼靠該冷卻檔板3設置，供冷卻水自一端流入後自另一相反端流出，而能配合該冷卻檔板3加速進行熱交換。

該貯料槽5用於容放原料，例如熔融的金屬、合金，包括至少一支鄰靠近該等成型模具22的其中至少一個成型模具22的外開口222的送料注嘴51，當該輪本體21轉動時，該至少一支送料注嘴51被控制地自該等成型模具51的其中至少一個成型模具22的外開口222將原料注入該至少一個成型模具22的鑄模空間223，在本例與圖示中，以一支送料注嘴51作說明。

該排粒機構6包括一個可被控制地轉動的盤狀本體61，及多支自該盤狀本體61向外凸出的推動桿62，該盤狀本體61對應該模具輪2的輪本體21轉動方向反向轉動，而帶動該等推動桿62的其中至少一自該等成型模具22的其中至少一個成型模具22的內開口221伸置入該鑄模空間223中，而將容置於該鑄模空間223的物質由該外開口222排離該鑄模空間223，在本例與圖示中，以該等推動桿62中的三支對應自該等成型模具22的其中三個的內開口221伸置入該三鑄模空間223中作說明。

本發明金屬顆粒造粒機的第一實施例用於製作金屬顆粒時，該模具輪2的輪本體21被控制地以預定的速率持續轉動，貯放於該貯料槽5的熔融金屬原料經該送料注嘴51依序地灌注於該等成型模具22的鑄模空間223中；注入於鑄模空間223中的熔融金屬原料隨即因接觸到該冷卻檔板3被帶走熱量而凝固成金屬顆粒；當該模具輪2的輪本體21轉動帶動容置有已凝固成金屬顆粒的成型模具22鄰近該排粒機構6時，該排粒機構6的盤狀本體61反向於該輪本體21轉動而帶動該等推動桿62的其中至少一支將容置於鑄模空間223的金屬顆粒由其外開口222排離該鑄模空間223；隨著模具輪2持續轉動、送料注嘴51依序灌注金屬原料，以及排粒機構6持續轉動將鑄模空間223中的成型金屬顆粒排離鑄模空間223，而能連續地不斷生產金屬顆粒。

以上述本發明金屬顆粒造粒機的第一實施例製作金屬顆粒時，因為熔融的金屬原料是被控制地注入該等成型模具22的鑄模空間223而冷卻得到，所以可以簡單地改變鑄模空間223而產製預定外觀態樣的金屬顆粒，且產製出的金屬顆粒外型均一、無毛邊銳角、表面光潔，適用於煉鋼製程的輸送系統輸送，此外，該金屬顆粒造粒機的第一實施例製造生產金屬顆粒的過程並沒有特殊的限制，所以熔融的金屬原料可以依照需求調整改變，從而製作得到預定要求組成的金屬顆粒，特別是低熔點的金屬、合金，例如用於煉鋼製程中脫氧昇溫的鋁粒，適用本發明金屬顆粒造粒機的第一實施例配合高純度(純度不小於95％)的熔融鋁製作。

參閱圖2，本發明金屬顆粒造粒機的一第二實施例，是與該第一實施粒相似，不同處僅在於該排粒機構7。該第二實施例的該排粒機構7包括一個用於產生高壓氣體的幫浦71，及至少一支連結該幫浦71並遠離該送料注嘴51地設置於該模具輪的氣體噴嘴72，當該輪本體21轉動時，該氣體噴嘴72被控制地自該等成型模具22的其中至少一個成型模具22的內開口221向該鑄模空間223注入高壓氣體，藉由注入高壓氣體而將該鑄模空間223中凝固成的金屬顆粒自該外開口222排離該鑄模空間223。

綜上所述，本發明金屬顆粒造粒機主要是以持續轉動的模具輪2，配合貯料槽5的送料注嘴51於成型模具22中注入熔融的金屬原料，而熔融的金屬原料於注入成型模具22時即與冷卻擋板3交換熱量而凝固成金屬顆粒，在成型模具22中凝固的金屬顆粒在模具輪2轉動帶動中，配合被該排粒機構7排出成型模具22，而能持續、周而復始地產出金屬顆粒。本發明金屬顆粒造粒機構造簡單，穩定可靠，且能不受限的產製預定成份、預定形狀的金屬顆粒，特別適用於煉鋼製程所需，故確實能達成本發明的目的。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

2‧‧‧模具輪

6‧‧‧排粒機構

21‧‧‧輪本體

61‧‧‧盤狀本體

22‧‧‧成型模具

62‧‧‧推動桿

221‧‧‧內開口

7‧‧‧排粒機構

222‧‧‧外開口

71‧‧‧幫浦

223‧‧‧鑄模空間

72‧‧‧氣體噴嘴

3‧‧‧冷卻檔板

4‧‧‧冷卻水管

5‧‧‧貯料槽

51‧‧‧送料注嘴

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 　圖1是本發明金屬顆粒造粒機的一第一實施例的一示意圖；及 　圖2是本發明金屬顆粒造粒機的一第二實施例的一示意圖。

Claims (5)

1. 一種金屬顆粒造粒機，包含：一個模具輪，包括一個可被控制地轉動的輪本體、多個沿該輪本體外周緣且彼此間隔地設置於該輪本體上的成型模具，每個成型模具界定一個具有一個朝向該輪本體中心的內開口和一個相反於該內開口的外開口的鑄模空間；一個冷卻檔板，貼設於該模具輪，且當該輪本體轉動時，對應該輪本體轉動方向封閉該等成型模具的其中部分成型模具的內開口；一個貯料槽，用於容放原料並包括至少一支送料注嘴，當該輪本體轉動時，該至少一支送料注嘴被控制地自該等成型模具的其中至少一個成型模具的外開口將原料注入該至少一個成型模具的鑄模空間；及一個排粒機構，遠離該貯料槽且貼靠該模具輪設置，且當該輪本體轉動時，該排粒機構被控制地自該等成型模具的其中至少一個成型模具的內開口將容置於該至少一個成型模具的鑄模空間中的物質由該外開口排離該鑄模空間。
2. 如請求項1所述的金屬顆粒造粒機，還包括一支沿該冷卻檔板設置的冷卻水管。
3. 如請求項1所述的金屬顆粒造粒機，其中，該鑄模空間成自該內開口向該外開口方向徑長漸增的截頭錐狀。
4. 如請求項1所述的金屬顆粒造粒機，其中，該排粒機構包 括一個可被控制地轉動的盤狀本體，及多支自該盤狀本體向外凸出的推動桿，當該輪本體轉動時，該盤狀本體對應該輪本體轉動方向反向轉動，而帶動該等推動桿的其中至少一自該等成型模具的其中至少一個成型模具的內開口伸置入該鑄模空間中，而將容置於該鑄模空間的物質由該外開口排離該鑄模空間。
5. 如請求項1所述的金屬顆粒造粒機，其中，該排粒機構包括一個用於產生高壓氣體的幫浦，及至少一支連結該幫浦的氣體噴嘴，當該輪本體轉動時，該氣體噴嘴被控制地自該等成型模具的其中至少一個成型模具的內開口向該鑄模空間注入高壓氣體。