熔融材料的造粒制造技术

本发明专利技术涉及一种具有改善的粒度分布的粒状材料以及用于生产这种粒状材料的方法和设备。粒度和粒度分布是利用一种旋转布料器控制的。所述旋转布料器包括上部入口、侧壁、以及位于所述侧壁的下端的底部和至少一排孔口，其中，侧壁中的所述孔口具有至少5毫米的最小尺寸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有改善的粒度分布的粒状材料以及用于生产这种粒状材料的方法和设备。
技术介绍
在水中进行金属造粒是一种使液态金属迅速固化为中等粒度的产品形式的公认方法。工艺是为直接生产可随时用于钢铁工业的材料而开发的。在图1中公开了已知的设备。熔融金属被从浇注盘导向耐熔目标，在图1中，所述耐熔目标以喷头表示。金属冲击所述目标，分散并在罐中的冷却水上方径向分布。液滴在罐中固化，并从罐的底部回收。颗粒的粒度取决于多种因素，例如熔体成分和冲击条件。获得的主要部分在5-25毫米粒度范围之内。但是，定义为具有≤8毫米最大粒径的颗粒的细粒材料量可高达20％。在EP402665和US3888956中公开了此方法的原理。US4402884公开了一种使用转盘造粒的方法。采用此方法获得的颗粒的主要部分具有小于10毫米的粒度。虽然通过上述方法获得的粒径允许颗粒金属在熔融钢材中迅速溶解，但是其中一个缺点是，调节平均粒度和粒度分布的可能性有限。EP522844公开了一种通过把金属流倒入液体冷却浴中来生产金属颗粒的方法。US6287362公开了一种通过向水流中引入熔融金属流来生产具有20-100毫米特征尺寸的金属块的方法。与这些方法相关的缺点是，粗粒物质的溶解时间长，并且粒度分布很宽。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种具有改善的粒度分布的粒状材料。另一个目的是提供一种用于制造这种改善的粒状材料的设备和方法。尤其是，当向熔融体添加所述材料时，应能够获得允许迅速溶解的平均粒度。另一个目的是进一步改进工艺，以提供一种具有所获得的更窄的颗粒粒度分布的材料。这些和其它目的是通过在独立权利要求中限定的设备、方法和产品实现的。通过本专利技术可挤制针状铝合金颗粒。在从属权利要求中限定了本专利技术的一些优选实施方式。根据本专利技术，所述造粒是利用一种旋转布料器进行的，所述旋转布料器包括上部入口、侧壁、以及位于所述侧壁的下端的底部和至少一排孔口，其中，侧壁中的所述孔口具有至少5毫米的最小尺寸。附图说明下面将参照优选实施方式和附图更详细地说明本专利技术。图1是在工艺中使用的设备的示意图；图2是本专利技术的一种使用旋转浇注盘的实施方式的示意图；图3公开了在例1中获得的本专利技术的颗粒的粒度分布，其中的铁镍合金包含32％镍和0.1％硅；图4公开了在对比方法中获得的颗粒的粒度分布，其中的铁镍合金包含32％镍和0.1％硅；图5公开了在例1中获得的颗粒的粒度分布，其中的铁镍合金包含32％镍和0.27％硅；图6公开了在对比方法中获得的颗粒的粒度分布，其中的铁镍合金包含32％镍和0.27％硅。具体实施方式现在将参照附图详细说明本专利技术。用于生产粒状材料的设备包括：a)包含冷却流体的冷却罐，b)用于向旋转布料器供给液体材料的装置，c)布置在所述冷却罐上方的旋转布料器，d)所述旋转布料器包括上部入口、侧壁、以及位于所述侧壁的下端的底部和至少一排孔口，其中，侧壁中的所述孔口具有至少5毫米的最小尺寸。用于向旋转布料器供给液体材料的装置布置在所述罐的上方，所述罐优选具有圆筒状侧壁，所述供给装置布置在所述圆筒状侧壁的中心线处。所述布料器可由非金属耐熔材料制成，例如矾土、镁土或白云石。尤其是，在对铁金属材料进行造粒时，所述布料器由陶瓷制成。在一种实施方式中，所述旋转布料器包括浇注盘和附接到所述浇注盘上的细长管嘴，如图2所示。所述细长管嘴优选在其中仅有一排孔口。所述管嘴的基本设计与用于连铸钢的浸入式管嘴的基本设计相似。在另一种实施方式中，所述旋转布料器包括附接至布置在所述罐中的旋转装置的釜，所述旋转釜具有圆筒状侧壁，优选在所述侧壁上仅有一排孔口，并且可选具有环状顶部凸缘。所述设备可选具有下列的至少一种特征：-用于使冷却水在所述罐中循环的装置，优选使冷却水相对于所述旋转装置沿相同或相反方向循环。-用于相对于冷却罐中的冷却流体的上限液位调节所述旋转布料器的高度的装置。在造粒期间，所述高度可以是固定的，也可以是变化的。-用于从所述冷却罐排出粒状材料的装置。优选采用W02009/157857中所述类型的排出装置。-用于把所述布料器的转速控制在1-50rpm范围之内的装置。可为此目的采用任何类型的电机。-用于调节所述液体材料从所述供给装置流向所述布料器的流量的装置。这些装置包括塞杆和滑动式闸门。所述调节可手动进行，也可自动进行。-位于侧壁下端处的圆形孔口，所述孔口具有10-30毫米直径，优选具有12-20毫米直径。所述孔口的尺寸和数目取决于设计能力，即，吨/每分钟。-具有1:1.2至1:10范围内的高宽比(h/w)的椭圆形孔口。通过调整所述孔口的形式，能够调整从所述布料器流出的熔体流的形式。较宽的孔口会使得熔体流更近似于膜状，从而可能影响颗粒的粒径和形状。-单排孔口，并且优选在所述单排孔口中至多有4个孔口。这种设计最易制造，并且该方法容易控制。因此是一种优选设计。-朝上5°-45°的孔口。利用这种方式，能够调节熔体流在撞击冷却液之前在空气中的路径和时间。而且，熔体流在冷却浴上方的散布受抛物线飞行轨迹的影响。-朝下0°-45°的孔口。通过使一条或多条熔体流向下流动，能够缩短飞行距离，减少其在撞击冷却浴并影响在冷却浴上方的散布之前的蒸汽分散危险。-用于向供给装置提供液体材料的中间接收装置或溜槽。这是一种替代设计，例如，当熔融合金从熔炉直接提供而不在浇注包中出铁时，可以采用这种设计。-布置在长管嘴下方的耐熔安全板，在管嘴损坏的情况中，所述耐熔安全板使液流在冷却水表面上散布。根据一种优选实施方式，所述用于向旋转布料器供给液体材料的装置布置在所述罐的上方，而所述罐具有圆筒状侧壁。所述供给装置布置在所述圆筒状侧壁的中心线处，所述旋转布料器包括圆形浇注盘和集中地附接至所述浇注盘的细长管嘴，所述细长管嘴具有一排直径为10-20毫米的至多为4个的圆形孔口；可选地，布置有用于向所述浇注盘提供受控数量的液体材料的中间接收装置或溜槽。所述设备可具有用于浇注盘的称量系统，所述称量系统自动控制浇注盘中的液位，以保持恒定液压头，从而保持流过管嘴的恒定流量。可替代地，所述自动控制系统可包括光传感器或电磁传感器。所述通过分散液态金属或熔渣来生产粒状材料的方法包括以下步骤：a)提供前述权利要求之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于通过分散液体来生产具有至少5毫米平均粒径的粒状材料的设备，所述设备包括：a)包含冷却流体的冷却罐，b)用于向旋转布料器供给液体材料的装置，c)布置在所述冷却罐上方的旋转布料器，d)所述旋转布料器包括上部入口、侧壁、以及位于所述侧壁的下端的底部和至少一排孔口，其中，侧壁中的所述孔口具有至少5毫米的最小尺寸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.05 EP 13183062.2;2014.03.31 SE 1450379-11.一种用于通过分散液体来生产具有至少5毫米平均粒径的粒状材料
的设备，所述设备包括：
a)包含冷却流体的冷却罐，
b)用于向旋转布料器供给液体材料的装置，
c)布置在所述冷却罐上方的旋转布料器，
d)所述旋转布料器包括上部入口、侧壁、以及位于所述侧壁的下端的
底部和至少一排孔口，其中，侧壁中的所述孔口具有至少5毫米的最小尺
寸。
2.如权利要求1所述的设备，其中，用于向所述旋转布料器供给液体
材料的装置布置在所述罐的上方，优选所述罐具有圆筒状侧壁并且所述供
给装置布置在所述圆筒状侧壁的中心线处。
3.如权利要求1或2所述的设备，其中，所述旋转布料器包括浇注盘
和附接至所述浇注盘的细长管嘴，其中，所述细长管嘴优选在其中仅具有
一排孔口。
4.如权利要求1和2中任何一项所述的设备，其中，所述旋转布料器
包括附接至布置于所述罐中的旋转装置的釜，所述旋转釜具有圆筒状侧
壁，优选在所述侧壁上仅有一排孔口，并且可选具有环状顶部凸缘。
5.如前述权利要求中任何一项所述的设备，其中该设备具有下列的至
少一种特征：
-用于使冷却水在所述罐中循环的装置，优选使冷却水相对于所述旋
转装置沿相同或相反方向循环，
-用于相对于冷却罐中的冷却流体的上限液位调节所述旋转布料器的
高度的装置，
-用于从所述冷却罐排出粒状材料的装置，
-用于把所述布料器的转速控制在1-50rpm范围之内的装置，
-用于调节所述液体材料从所述供给装置流向所述布料器的流量的装
置，
-布置在所述侧壁的下端的圆形孔口，所述圆形孔口具有10-30毫米
直径，优选具有12-20毫米直径，
-具有1:1.2至1:10范围内的高宽比(h/w)的椭圆形孔口，
-仅单排孔口，并且优选在所述单排孔口中至多有4个孔口，
-朝上0°-45°的孔口，
-朝下0°-45°的孔口，
-用于向所述供给装置提供液体材料的中间接收装置或溜槽，
-布置在长管嘴下方的耐熔安全板，在管嘴损坏的情况中，所述耐熔
安全板使液流在冷却水表面上散布，
-由非金属耐熔材料制成的旋转布料器，
-具有位于所述侧壁处的最多5排孔口的旋转布料器，所述孔口优选
最多为3排，
-所述旋转布料器中的每排孔口具有1-10个孔口，优选具有2-4个孔
口。
6.如权利要求1所述的设备，其中，用于向所述旋转布料器供给液体
材料的装置布置在所述具有圆筒状侧壁的罐的上方，所述供给装置布置在
所述圆筒状侧壁的中心线处，所述旋转布料器包括圆形浇注盘和集中地附
接至所述浇注盘的细长管嘴，所述细长管嘴具有一排直径为10-20毫米的
至多为4个的圆形孔口；可选地，布置有用于向所述浇注盘提供受控数量
的液体材料的中间接收装置或溜槽。
7.如权利要求6所述的设备，其中该设备具有用于所述浇注盘的称量

【专利技术属性】
技术研发人员：PA伦德斯特罗姆，
申请(专利权)人：尤万控股股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE