專利名稱：：鋼的連續(xù)鑄造用鑄模助熔劑的制造方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及在連續(xù)鑄造鋼時(shí)添加到鑄型內(nèi)鋼水表面上的中空顆粒狀連續(xù)鑄造用鑄模助熔劑的制造方法及裝置。連續(xù)鑄造鋼時(shí)，以使鑄型和凝固殼體之間潤(rùn)滑、從鋼水中浮上來(lái)的夾雜物溶解并吸收、鋼水的保溫為目的，在鑄型內(nèi)鋼水的表面上添加鑄模助熔劑。添加的鑄模助熔劑利用來(lái)自鋼水的熱熔融，在鋼水表面上形成熔融渣層，一邊達(dá)到上述目的，一邊從鋼水表面流入鋼水和鑄型之間，并被消耗掉。鑄模助熔劑中，從形狀方面看，有將原料粉末混合而成的粉末狀模助熔劑和將它造粒成顆粒狀態(tài)鑄模助熔劑，但從處理性和作業(yè)環(huán)境方面考慮，優(yōu)選顆粒狀的鑄模助熔劑，尤其是中空顆粒狀的鑄模助熔劑。而且，作為中空顆粒狀鑄模助熔劑的制造方法，例如日本特公照56-14387號(hào)公報(bào)中所記載，在原料粉末中加水成為料漿，噴霧造粒后成為中空顆粒的方法；作為該噴霧造粒時(shí)使用的裝置，例如有56～52601號(hào)公報(bào)記載的噴霧干燥裝置。中空顆粒狀鑄模助熔劑的制造條件，考慮制造操作的穩(wěn)定性，和作為制品的鑄模助熔劑的使用特性等后再?zèng)Q定。例如日本特公照56-14387號(hào)公報(bào)中公開了，利用將鑄模助熔劑原料的料漿噴霧進(jìn)行造粒的噴霧造粒法，使鑄模助熔劑原料的粒徑在40μm以下的粒度，優(yōu)選20μm以下，獲得膨脹后不會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生顯著粉塵的粒徑60μm以上的制品助熔劑。此外，日本特開平4-210858號(hào)公報(bào)中公開了，為了將助熔劑原料粉末適宜地分散在料漿中，保持制品助熔劑的粘合力從而降低粉化率，使用添加氯離子的水玻璃作為粘合劑；為了避免噴嘴發(fā)生堵塞或干燥塔內(nèi)壁上產(chǎn)生附著等制造時(shí)不希望有的情況，以及避免粒子偏析引起的制品質(zhì)量下降的情況，應(yīng)使助熔劑原料的粒徑為70μm以下，優(yōu)選20μm以下。從制造操作的穩(wěn)定性觀點(diǎn)來(lái)看，原料粉末在料漿中的沉降和噴嘴堵塞成為問題，助熔劑原料粉末的粒徑管理很重要。以前一般是通過將原料粉末細(xì)粉碎成按比表面積超過3000cm2/g的粒度以謀求防止沉降和防止噴嘴堵塞。然而，像這樣細(xì)粉碎成按比表面積超過3000cm2/g的粒度，為了細(xì)粉碎不僅成本極高，特別是如果進(jìn)行超過4000cm2/g的細(xì)粉碎，粒子表面活性化，產(chǎn)生水合反應(yīng)后粉末聚集，成為噴嘴堵塞的原因。另一方面，按比表面積為3000cm2/g以下的粒度時(shí)，原料粉末在料漿中的沉降加快，如果不經(jīng)常攪拌料漿就會(huì)沉降以致不能操作，而且，在流路內(nèi)也會(huì)發(fā)生沉降而出現(xiàn)堆積問題。從作為制品的鑄模助熔劑的使用特性觀點(diǎn)來(lái)看，獲得在鑄型內(nèi)的熔化速度偏差少的良好熔融特性是重要的。然而，按照上述先有技術(shù)，并沒有考慮鑄模助熔劑的熔融特性。因此，本發(fā)明提供可以穩(wěn)定地制造具有良好熔融特性的鋼連續(xù)鑄造用鑄模助熔劑的制造方法及裝置。本發(fā)明鋼的連續(xù)鑄造用鑄模助熔劑的制造方法是，將鑄模助熔劑原料粉碎成按比表面積為1000～3000cm2/g的粉末，將該粉末與粘合劑、水及懸浮穩(wěn)定劑混合后成為固態(tài)物濃度為50～75％的料漿，用篩過濾后在噴霧干燥器中噴霧造粒成為中空顆粒狀作為特征的鋼的連續(xù)鑄造用模助熔劑的制造方法。懸浮穩(wěn)定劑優(yōu)選混合0.01～0.5重量％，篩子優(yōu)選使用1400μm(12網(wǎng)目)～149μm(100網(wǎng)目)的。本發(fā)明的鋼連續(xù)鑄造用鑄模助熔劑的制造裝置是，在備有將助熔劑原料粉末與水混合成為料漿的水/料漿攪拌罐和，將得到的料漿預(yù)先貯存起來(lái)的貯存罐和，將料漿噴霧造粒的噴霧干燥器的鋼連續(xù)鑄造用鑄模助熔劑的制造裝置中，其特征在于，該裝置中備有2座以上的水/助熔劑攪拌罐，在料漿貯存罐入口側(cè)備有篩。進(jìn)而，最好備有1座或2座以上的粘合劑預(yù)備溶解罐，上述篩子是振動(dòng)篩，在上述料漿貯罐和上述噴霧干燥器之間備有初濾器。按照本發(fā)明的鋼的連續(xù)鑄造用鑄模助熔劑的制造方法，首先將CaO、SiO2、Na2O、CaF2、Al2O3、NaF、CaCO3等金屬氧化物、氟化物、碳酸鹽等鑄模助熔劑原料或?qū)⑵湟徊糠秩廴诘慕?jīng)預(yù)熔處理的料或?qū)⑵淙咳廴诘慕?jīng)預(yù)熔處理的料粉碎后，獲得粒度按比表面積為1000～3000cm2/g的粉末。一旦經(jīng)過預(yù)熔處理，例如CaCO3、CO2逸散后成為CaO。不足1000cm2/g時(shí)，制品鑄模助熔劑難以成為中空，而且粒子的偏差大，因此如圖1所示，熔融速度的偏差也大，質(zhì)量降低。進(jìn)而，如圖2所示，即使添加例如后述的懸浮穩(wěn)定劑，也不可避免料漿中原料粉末的沉降速度變快。如果在1000cm2/g以上，熔融速度均勻，但如果超過3000cm2/g，除了由于細(xì)粉碎而使成本提高外，如圖3所示，還會(huì)產(chǎn)生由于水合反應(yīng)而導(dǎo)致的凝聚固化問題。其次，將該原料粉末與有機(jī)和/或無(wú)機(jī)粘合劑、水、以及懸浮穩(wěn)定劑混合后成為固態(tài)物濃度為50～75％的料漿。作為粘合劑，例如有CMC(CarboxymethylCellulose)、淀粉、α-淀粉、鋁酸鈉、水玻璃、糊精、木質(zhì)素等。相對(duì)于粉末混合品，其添加量為0.5～6重量％。如前所述，與比表面積超過3000cm2/g的情況相比較，3000cm2/g以下的粒度時(shí)原料粉末在料漿中的沉降變快，也有在流路內(nèi)堆積的問題。因此，按照本發(fā)明，懸浮穩(wěn)定劑，例如最好混合0.01～0.5重量％的合成生物聚合膠(XanthanGum)。如果添加懸浮穩(wěn)定劑，則形成細(xì)微網(wǎng)目構(gòu)造成為膠體結(jié)構(gòu)，料漿的粘度升高，如圖2所示，抑制原料粉末在料漿中的沉降，不僅可以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地預(yù)先使固體粒子懸浮，而且還可以抑制水合反應(yīng)以防止凝聚。添加量為0.01重量％以上就可確認(rèn)該效果，但是如果超過0.5重量％，不僅粘度過高為10poise，而且成本升高，這是不經(jīng)濟(jì)的。關(guān)于固態(tài)物的濃度，不足50％時(shí)水分量多，干燥時(shí)需要過多的能量，而且得不到穩(wěn)定的球形。如果在75％以上，為了噴霧而需要過大的壓力，而且配管、噴嘴前端的磨損很大，因此固態(tài)物的濃度規(guī)定為50～75％。按上述方法制得的料漿，用篩過濾后在噴霧干燥器中噴霧造粒成為中空顆粒狀。按照本發(fā)明，助熔劑原料作為粒徑較大的、按比表面為1000～3000cm2/g的粒度的粉末而料漿化，但由于使用懸浮穩(wěn)定劑，粒徑達(dá)1400μm以上粗大粒子在料漿中穩(wěn)定地懸浮?？墒?，如果將這種粗大粒子進(jìn)行噴霧造粒就會(huì)堵塞噴嘴，以致不能操作。因此，用篩過濾料漿除去粗大粒子后進(jìn)行噴霧造粒。如圖4所示，如果用孔眼比1400μm(12網(wǎng)目)更細(xì)的篩過濾就可減少噴嘴堵塞，進(jìn)行穩(wěn)定的操作，但用孔眼比149μm(100網(wǎng)目)更細(xì)的篩使粉末達(dá)到超過必要的超細(xì)粉末時(shí)，則會(huì)降低合格率。經(jīng)篩過濾的含有水分的粒子，一旦在噴霧干燥器內(nèi)被噴霧，粒子由于高溫下水變成水蒸汽而膨潤(rùn)，呈近似于球的狀態(tài)。蒸汽從容易漏出的部分逸出而成為中空顆粒狀。圖5中示出本發(fā)明鋼的連續(xù)鑄造用鑄模助熔劑的制造裝置例。該裝置的特征在于，它備有將鑄模助熔劑原料粉末與水混合成為料漿的水/助熔劑攪拌罐1，和將制得的料漿預(yù)先貯存起來(lái)的貯存罐2，和將料漿噴霧造粒的噴霧干燥裝置3；但備有2座以上的水/助熔劑攪拌罐1，在料漿貯存罐2的入口側(cè)備有篩4。備有2座以上的水/助熔劑攪拌罐，是因?yàn)橥ㄟ^2座罐的分別使用可連續(xù)地供給料漿。在料漿罐2的入口側(cè)備有篩4，是為了將制得的料漿在用噴霧干燥器噴霧造粒之前用篩4過濾。篩4最好是振動(dòng)篩。篩孔的大小優(yōu)選1400μm(12網(wǎng)目)～149μm(100網(wǎng)目)。進(jìn)而，如果預(yù)先備有粘合劑的預(yù)備溶解罐11，則可以預(yù)先將助熔劑原料粉末以外的粘合劑和懸浮穩(wěn)定劑與水溶解，在水/助熔劑攪拌罐1中可以高效地制取料漿，因而是有利的。此外，在料漿貯存罐2和噴霧干燥器3之間，最好備有使少量粗大粒子分開的粗濾器5，粗濾器5內(nèi)藏壓送泵。按本發(fā)明方法制造鋼的連續(xù)鑄造用鑄模助熔劑。制備條件和評(píng)價(jià)示于表1。表1<tablesid="table1"num="001"><tablewidth="763">鑄模助熔劑原料粉末的比表面積(cm2/g)懸浮穩(wěn)定劑(合成生物聚合膠)的添加量(重量％)篩(目)料漿的固態(tài)物濃度(％)料漿穩(wěn)定度*1鑄錠質(zhì)量*2綜合評(píng)價(jià)A比較例9000.11273×××B實(shí)施例20000.031268○○○C實(shí)施例10000.51268○○○D實(shí)施例30000.011268○○○E實(shí)施例20000.11268○○○F比較例40000.017060△△×G比較例2000-1268△△×H比較例4000-7055×△×I比較例11000.05-70△△×</table></tables>*1隨時(shí)間變化料漿粘度不上升的定為○*2在鑄錠表面不產(chǎn)生夾渣或氣泡的定為○在實(shí)施例及比較例A-I中，使用表2中所示成分，組成鑄模助熔劑。表2重量％</tables>實(shí)施例A-E將上述鑄模助熔劑原料粉碎成為粒度為表1中所示比表面積的粉末。如圖5所示，在水/鑄模助熔劑攪拌罐1中，投入來(lái)自廢液貯槽8的廢液再利用的回程水，再進(jìn)一步投入自來(lái)水合計(jì)600升，其中投入原料粉末。合成生物聚合膠(ザンサンガムXanthanGum)投入在用粉末專用混合機(jī)混合粉末原料時(shí)用于少量增加的粉末專用混合機(jī)的下側(cè)，與粉末原料均勻混合(投入量示于表1中)。均勻混合的粉末品投入充滿水的攪拌罐1中。攪拌機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，以高速135rpm進(jìn)行20分鐘的料漿預(yù)混合，料漿預(yù)混合結(jié)束后，從液體粘合劑罐11投入鋁酸鈉，20分鐘混合、完成混合。混合結(jié)束后攪拌機(jī)減速至低速旋轉(zhuǎn)75rpm。如果鋁酸鈉的添加時(shí)期不是在料漿混合完成后，而是在上述的水投入后，則由于凝膠化而不能混合。獲得粘度為0.8～5poise表1中所示固態(tài)物的料漿。用表1所示尺寸的篩4過濾該料漿后貯存在貯罐2中，用粗過濾器5過濾除掉粗大粒子后，使用孔徑為2.0～2.6mm的噴咀在壓力為10～12kg/mm2的條件下在噴霧干燥器3中噴霧造粒，制得中空顆粒狀粒子。將它送至干燥·冷卻爐10中，干燥·冷卻后制得鑄造用鑄模助熔劑。使用制得的鑄造用鑄模助熔劑連續(xù)鑄造鋼獲得表1中示出的評(píng)價(jià)。(比較例F-I)除表1中所示條件外，按與上述實(shí)施例相同條件制得鑄造用鑄模助熔劑。(制造例J)當(dāng)料漿預(yù)混合中不使用液體粘合劑時(shí)，進(jìn)行30分鐘混合，進(jìn)行料漿—粘度、料漿—溫度測(cè)定，如果符合標(biāo)準(zhǔn)則泵送至料漿貯罐2中。按照本發(fā)明，可以使原料粉末不會(huì)在料漿中沉降也不會(huì)使噴嘴堵塞地穩(wěn)定制得熔融速度偏差小、熔融特性優(yōu)良的中空顆粒狀的鋼連續(xù)鑄造用鑄模助熔劑。以下說明附圖。圖1是表示鑄模助熔劑原料粉末的比表面積和制品鑄模助熔劑的熔融速度的偏差度之間的關(guān)系的圖。圖2是表示鑄模助熔劑原料粉末的比表面積和助熔劑原料粉末在料漿中的沉降速度之間關(guān)系的圖，縱軸的指數(shù)0是指沉降為0，指數(shù)1是指規(guī)定濃度的料漿經(jīng)過1分鐘后的濃度差為1％的情況，指數(shù)2是指2％的情況。圖3是表示鑄模助熔劑原料粉末的比表面積和鑄模助熔劑原料粉末在料漿中的凝聚固化速度之間關(guān)系的圖，縱軸上的0表示不固化(料漿—粘度不變化)、1表示料漿粘度上升為1poise/30分，2表示料漿粘度上升2poise/30分，3表示料漿粘度上升3poise/30分。圖4是表示篩的網(wǎng)目和噴嘴堵塞頻率之間關(guān)系的圖。圖5是表示本發(fā)明鋼的連續(xù)鑄造用鑄模助熔劑的制造裝置一例圖。圖中符號(hào)說明如下1、水/鑄模助熔劑攪拌罐2、料漿貯存罐3、噴霧干燥器4、篩5、粗過濾器6、泵7、泵8、廢液貯槽9、廢氣集塵機(jī)10、冷卻·干燥爐11、液體粘合劑罐權(quán)利要求1.鋼的連續(xù)鑄造用鑄模助熔劑的制造方法，在將鑄模助熔劑原料粉碎成特定粒度的粉末，將該粉末與水混合成為料漿，將所得混合物在噴霧干燥器中噴霧造粒制得中空顆粒狀粒子的方法中，其特征在于，將鑄模助熔劑原料粉碎成按比表面積為1000～3000cm2/g的粉末，將該原料粉末與粘合劑、水、及懸浮穩(wěn)定劑混合成為固態(tài)物濃度為50～75％的料漿，用篩過濾后在噴霧干燥器中噴霧造粒成為中空顆粒狀。2.權(quán)利要求1所述的方法，其中，混合0.01～0.5重量％的懸浮穩(wěn)定劑。3.權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，懸浮穩(wěn)定劑是合成生物聚合膠。4.權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的方法，其中，料漿用1400μm～149μm的篩過濾。5.權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的方法，其中，料漿用12網(wǎng)目～100網(wǎng)目的篩過濾。6.鋼的連續(xù)鑄造用鑄模助熔劑的制造裝置，在備有將助熔劑原料粉末與水混合成為料漿的水/助熔劑攪拌罐和，將制得的料漿預(yù)先貯存起來(lái)的貯存罐和，將料漿進(jìn)行噴霧造粒的噴霧干燥器的鋼的連續(xù)鑄造用鑄模助熔劑的制造裝置中，其特征在于，備有2座水/鑄模助熔劑攪拌罐，在料漿貯罐入口側(cè)備有篩。7.權(quán)利要求6所述的裝置，其中，還備有粘合劑的預(yù)溶解罐。8.權(quán)利要求7所述的裝置，其中，備有2座以上粘合劑的預(yù)溶解罐。9.權(quán)利要求6-8中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，上述篩是振動(dòng)篩。10.權(quán)利要求6-9中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，上述篩的孔眼大小是1400μm～149μm。11.權(quán)利要求6-9中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，上述篩的孔眼大小為12網(wǎng)目～100網(wǎng)目。12.權(quán)利要求6-11中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，在上述料漿貯罐和上述噴霧干燥器之間備有粗過濾器。全文摘要本發(fā)明涉及穩(wěn)定地制造具有良好熔融特性的鋼的連續(xù)鑄造用鑄模助熔劑。將鑄模助熔劑原料粉碎成粒度按比表面積為1000～3000cm文檔編號(hào)B01J2/04GK1164438SQ9612318公開日1997年11月12日申請(qǐng)日期1996年12月26日優(yōu)先權(quán)日1995年12月28日發(fā)明者中村輝男,灘吉正司申請(qǐng)人:日鐵建材工業(yè)株式會(huì)社