KR20160051845A - 용융 재료의 과립화 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 개선된 입도 분포를 가지는 과립화된 재료 그리고 이러한 과립형 재료의 제조를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 결정 입도 및 결정 입도 분포는 회전 분배기의 사용에 의해 제어된다. 회전 분배기는 상부 입구 개구, 측벽들, 저부 및 측벽들의 하부 단부에서의 개구들의 하나 이상의 열을 포함하며, 여기서 측벽들에서의 개구들은 가장 작은 치수로 적어도 5 mm의 크기를 가진다.

Description

용융 재료의 과립화 {GRANULATION OF MOLTEN MATERIAL}
본 발명은 개선된 입도 분포(size distribution)를 가지는 과립화된(granulated) 재료 그리고 이러한 과립형 재료의 제조를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
수중에서의 금속의 과립화는 중간 크기로 형성되는(medium sized) 제품 형태로의 액체 금속의 빠른 응고를 위한 안정적으로 확립된 방법이다. 그랜샷(Granshot)® 프로세스는 철강 산업을 위한 언제든지 사용할 수 있는(ready to use) 재료의 직접적인 제조를 위해 개량되어 왔다. 공지된 장치는 도 1에서 개시된다. 용융 금속은 턴디시(tundish)로부터 내화재 타겟(refractory target)으로 지향되며, 이 내화재 타겟은 도 1에서 스프레이 헤드(spray head)로 표시된다. 금속은 타겟에 충돌하며, 분할되고(split up), 그리고, 탱크에서 냉각수 위로 반경방향으로 분배된다. 액적들은 탱크에서 응고하고, 탱크의 저부로부터 회수된다. 과립들의 크기는, 용융물 조성 및 충격 조건들과 같은 여러 인자(factor)들에 의존한다. 획득되는 주요 분획물(main fraction)은 5 내지 25mm의 크기 범위 내에 놓인다. 그러나, 8mm이하의 최대 치수를 가지는 과립들로서 규정된 미분(fine)들의 양은 20%만큼 높을 수 있다. 이러한 방법의 원리들은 EP 402 665 및 US 3 888 956에서 개시된다.
US 4 402 884는 회전 디스크를 사용하여 과립화하는 방법을 개시한다. 이러한 방법에 따라 획득되는 과립들의 주요 부분은 10mm 미만의 크기를 가진다.
전술된 방법에 의해 획득되는 결정 입도(grain size)들은 강 용융물에서 과립 금속의 빠른 용해를 허용하지만, 평균 결정 입도 및 결정 입도 분포를 조절하기 위한 기회들이 제한되는 단점이 존재한다.
EP 522 844는, 액체 냉각 배스(bath) 안으로 금속 스트림을 주입(pouring)함으로써 금속 과립들을 제조하는 방법을 개시한다. US 6287362는, 물의 스트림(stream) 안으로 용융 금속 스트림을 도입함으로써 20 내지 100mm의 특징적인 치수를 가지는 금속 덩어리(lump)들을 제조하는 방법을 개시한다. 이러한 방법들과 관련된 단점들은, 조대한 재료(coarse material)에 대한 긴 용해 시간들 및 넓은 결정 입도 분포이다.
본 발명의 일반적인 목적은 개선된 입도 분포를 가지는 과립화된 재료를 제공하는 것이다.
다른 목적은 이러한 개선된 과립화된 재료를 만들기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것이다. 특히, 재료가 용융물에 추가될 때, 빠른 용해를 허용하는 평균 크기를 획득하는 것이 가능해야 한다.
획득된 과립들의 더 좁은 입도 분포를 가지는 재료를 제공하기 위해 그랜샷® 프로세스를 추가적으로 개선하는 것이 또한 목적이다. 이러한 그리고 다른 목적들은, 독립항들에서 규정된 장치, 방법 및 제품에 의해 달성된다.
바늘형(acicular-shaped), 알루미늄 합금 과립들은 본 발명으로부터 배제된다.
본 발명의 추가적인 유리한 실시예들은 종속항들에 특정되어 있다.
본 발명에 따라, 과립화가 회전 분배기의 보조에 의해 수행되며, 이 회전 분배기는 상부 입구 개구, 측벽들, 저부 및 측벽들의 하부 단부에서의 개구들의 하나 이상의 열(row)을 포함하며, 여기서 측벽들에서의 개구들은 가장 작은 치수로 적어도 5mm의 크기를 가진다.
다음으로, 본 발명은 바람직한 실시예들 및 첨부 도면들을 참조로 하여 더 자세하게 설명될 것이다.
도 1은 그랜샷® 프로세스에서 사용되는 장치에 대한 개략도이다.
도 2는 회전 턴디시가 사용되는 본 발명의 일 실시예에 대한 개략도이다.
도 3은 예 1에서 획득되는 본 발명의 과립들의 입도 분포를 개시하며, 여기서 페로니켈(ferronickel)은 32% Ni 및 0.1% Si를 포함한다.
도 4는 비교적인 방법의 과립들의 입도 분포를 개시하며, 여기서 페로니켈은 32% Ni 및 0.1% Si를 포함한다.
도 5는 예 1의 과립들의 입도 분포를 개시하며, 여기서 페로니켈은 32% Ni 및 0.27% Si를 포함한다.
도 6은 비교적인 방법의 과립들의 입도 분포를 개시하며, 여기서 페로니켈은 32% Ni 및 0.27% Si를 포함한다.
본 발명은, 이제 첨부 도면들을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.
과립화된 재료를 제조하기 위한 장치는:
a) 냉각 유체를 포함하는 냉각 탱크,
b) 액체 재료를 회전 분배기에 이송하기 위한 수단, 및
c) 냉각 탱크 위에 위치설정되는 회전 분배기를 포함하며,
d) 회전 분배기는 상부 입구 개구, 측벽들, 저부 및 측벽들의 하부 단부에서의 하나 이상의 열의 개구들을 포함하며, 여기서 측벽들에서의 개구들은 가장 작은 크기로 적어도 5 mm의 치수를 가진다.
액체 재료를 회전 분배기로 이송하기 위한 수단은 탱크 위에 위치설정되며, 바람직하게는, 탱크에는 원통형 측벽들이 제공되며, 이송 수단은 상기 원통형 측벽들의 중심선에 위치설정된다. 분배기는, 알루미나, 마그네시아(magnesia) 또는 돌로마이트(dolomite)와 같은 비-금속 내화재 재료로 만들어질 수 있다. 특히, 페로금속들(ferrometals)을 과립화할 때, 분배기는 세라믹으로 만들어진다.
일 실시예에서, 회전 분배기는 도 2에서 도시되는 바와 같이 턴디시 및 턴디시에 부착되는 기다란 노즐(elongated nozzle)을 포함한다.
기다란 노즐은, 바람직하게는 그 안에 있는 단지 하나의 열의 개구들을 가진다. 노즐의 기초 설계는 강(steel)의 연속 주조(casting)를 위해 사용되는 침지 노즐(immersion nozzle)의 설계와 유사하다.
다른 실시예에서, 회전 분배기는, 탱크 내에 제공되는 회전 수단에 부착되는 포트(pot)를 포함하며, 회전하는 포트는 원통형 측벽들, 그리고, 바람직하게는, 측벽들에서의 단지 하나의 열의 개구 및 선택적으로 환형 상부 플랜지(annular top flange)를 가진다.
선택적으로, 장치에는 다음 특징부들 중 하나 이상이 제공된다:
- 바람직하게는 회전 수단에 대해 동일한 또는 반대 방향으로, 탱크에서 냉각수를 순환하기 위한 수단.
- 냉각 탱크에서의 냉각 유체의 상부 레벨과 관련하여 회전 분배기의 높이를 조절하기 위한 수단. 높이는 과립화 동안 고정될 수 있거나 변경될 수 있다.
- 냉각 탱크로부터 과립화된 재료를 제거하기 위한 수단. 바람직하게는, WO2009/157857에서 설명되는 유형의 이젝터(ejector)가 사용된다.
- 1 내지 50 rpm의 범위 내에서 분배기의 회전을 제어하기 위한 수단. 임의의 유형의 모터가 이러한 목적을 위하여 사용될 수 있다.
- 이송 수단으로부터 분배기로의 액체 재료의 유동을 조정하기 위한 수단. 이러한 수단은 스토퍼 로드(stopper rod)들 및 슬라이딩 게이트(sliding gate)들을 포함한다. 이 조정은 수동으로 또는 완전 자동으로 이루어질 수 있다.
- 10 내지 30 mm, 바람직하게는 12 내지 20 mm의 직경을 가지는, 측벽들의 하부 단부에 있는 원형 개구들. 개구들의 크기 및 수는 설계 용량, 즉 분당 톤들(tonnes per minute)에 의존한다.
- 1:1.2 내지 1:10의 범위의 비율(h/w)을 갖는 높이를 가지는 타원형 개구들. 개구의 형태를 조절함으로써, 분배기를 떠나는 용융 스트림(molten stream)의 형태를 조절하는 것이 가능하다. 더 넓은 개구는 보다 필름형(more film-like)인 스트림을 유발하며, 이에 의해 과립들의 크기 및 형상이 영향을 받을 수 있다.
- 하나의 열의 개구들 및, 바람직하게는, 상기 하나의 열에서의 4 개 이하의 개구들. 이러한 설계는 제조하기에 가장 간단하며, 본 방법은 제어하기에 용이하다. 따라서, 이는 바람직한 설계이다.
- 5˚ 내지 45˚의 상향으로 지향된 개구들. 이러한 조치에 의해, 스트림이 냉각 액체에 충돌하기 전에 공기의 경로 및 시간을 조절하는 것이 가능하다. 냉각 배스에 걸친 용융 스트림의 퍼짐(spread)이 포물선형 비행(parabolic flight)에 의해 또한 영향을 받는다.
- 0˚ 내지 45˚의 하향으로 지향되는 개구들. 하나 또는 그 초과의 스트림들을 하향으로 지향함으로써, 비행 거리를 단축하고, 스트림이 냉각 배스에 충돌하기 전에 스팀의 분해(disintegration)의 위험을 감소시키고, 냉각 배스에 걸친 퍼짐에 영향을 주는 것이 가능하다.
- 액체 재료를 이송 수단에 공급하기 위한 중간 수용기(receptor) 또는 슈트(chute). 이는 대안적인 설계이며, 예를 들어, 레이들(ladle)에서 출탕됨(tapped) 없이 로(furnace)로부터 용융 합금이 직접적으로 공급될 때, 이 설계가 사용될 수 있다.
- 긴 노즐 아래에 위치설정되는 내화재 안전 판(이 판은 노즐의 파손 시에 냉각수 표면에 걸쳐 액체 스트림을 펼침).
바람직한 실시예에 따라, 액체 재료를 회전 분배기에 이송하는 수단이 탱크 위에 위치설정되며, 이 탱크에는 원통형 측벽들이 제공된다. 이송 수단은 상기 원통형 측벽들의 중심선에 위치설정되며, 회전 분배기는 원형 턴디시 및 이 턴디시에 중심으로 부착되는 기다란 노즐을 포함하며, 이 기다란 노즐은 일 열의 10 내지 20 mm의 직경을 가지는 4 개 이하의 원형 개구들을 가지며, 선택적으로 턴디시에 액체 재료의 제어된 양을 공급하기 위한 중간 수용기 또는 슈트가 제공된다.
장치에는, 턴디시를 위한 계량 시스템이 제공될 수 있으며, 이 시스템은 일정한 액체 헤드를 유지하고, 이에 의해, 노즐을 통한 일정한 유량(flow rate)을 유지하기 위해 턴디시에서 레벨을 자동으로 제어한다. 대안적으로, 자동식 제어 시스템은 광학 센서들 또는 전자기 센서들을 포함할 수 있다.
액체 금속 또는 슬래그(slag)를 분해함으로써 과립화된 재료를 제조하는 방법은 다음 단계들을 포함한다:
a) 이전 내용에 따른 장치를 제공하는 단계,
b) 1 내지 50 rpm의 속도로 분배기를 회전시키는 단계,
c) 용융 재료를 회전 분배기에 이송하는 단계,
d) 용융 재료의 하나 이상의 스트림을 냉각 탱크에서 냉각 유체 위에 분배하는 단계,
e) 냉각 액체 위에 및/또는 냉각 액체 내에 있는 용융 재료를 분해하고, 적어도 부분적으로 응고된(solidified) 과립들을 형성하는 단계, 및
f) 냉각 탱크의 저부로부터 과립화된 재료를 회수하는 단계.
바람직한 실시예에서, 과립형 재료를 제조하기 위한 방법은 다음 특징들 중 하나 이상을 포함한다:
- 냉각 유체로서, 첨가제들을 갖는 또는 첨가제들이 없는 물을 사용하는 단계. 물은, 이의 가용성 때문에 통상적으로 사용된다. 그러나, 다른 냉각 액체들, 특히 강의 경화를 위해 사용되는 것과 동일한 유형의 냉각 액체들, 예컨대 글리콜(glycol)들과 같은 더 높은 알콜들이 사용될 수 있다. 당연히, 물의 밀도, 점도, 열 용량 및/또는 표면 장력에 영향을 주기 위해 상이한 첨가제들을 물과 혼합하는 것이 가능하다.
- 1 내지 10 rpm의 속도로 분배기를 회전시키는 단계. 낮은 회전 속도는 제어하기에 용이하며, 이는 용융 스트림의 제한(confinement)에 대해 긍정적인 영향을 가질 것이다.
- 용융 재료를 0.5 내지 10 t/min, 바람직하게는, 1 내지 5 t/min의 속도로 이송하는 단계. 이러한 이송 속도들은 높은 용량 플랜트(plant)들에서 적용될 수 있다. 그러나, 더 낮은 이송 속도들은 작은 유닛들을 위해 그리고 파일롯 플랜트(pilot plant) 적용들을 위해 가능하다.
- 바람직하게는, 회전 수단에 대해 동일한 또는 반대 방향으로 탱크에서 냉각수를 순환시키는 단계. 탱크에서 냉각수의 순환을 제어함으로써, 균일한 냉각을 보장하는 것이 가능하다. 회전 분배기로부터 스트림에 대해 반대 방향인 물 스트림은 더 높은 냉각 속도를 유발하지만, 또한 액체 계면(interface)에서 더 높은 항력들(drag force)도 유발한다. 그러므로, 냉각수의 방향 및 속도를 제어함으로써 과립들의 기하학적 형상의 형태에 부분적으로 영향을 주는 것이 가능할 수 있다.
- 탱크에서의 냉각수와 회전 분배기에서의 개구들 사이의 높이 간격을 0.1 내지 1.5m가 되도록 조절하는 단계. 이러한 설계 매개변수가 분배기로부터 환형 영역으로의 반경방향 거리를 조절하는데 사용될 수 있으며, 여기서 용융 스트림은, EP 402 665에서 논의되는 바와 같이 냉각 액체에 충돌한다.
- 액체 재료를 이송하기 위한 수단으로부터 회전 분배기로의 유동을 제어함으로써, 턴디시에서의 및/또는 회전 분배기에서의 용융물 레벨(level)을 제어하는 단계. 이는, 액체 헤드, 그리고 이에 의해 또한 노즐을 통한 액체 유동을 제어하기 위해 이루어진다.
- 턴디시에서의 및/또는 회전 분배기에서의 용융물의 레벨을 제어함으로써, 과립화의 속도를 제어하는 단계. 이는 증가된 액체 헤드가 노즐을 통한 보다 높은 유동을 유발하기 때문에 편리한 방법이다.
- 물과 에어 이젝터를 사용하여 탱크의 하부 단부로부터 방출함으로써, 응고된 과립들을 회수하는 단계. 이러한 방법은 WO2009/157857에서 개시되고 가장 적합한 방법으로 고려된다. 그러나, 과립화된 재료를 회수하기 위한 다른 방법들을 사용하는 것도 또한 가능하다.
과립화된 재료는, 바람직하게는 철, 선철, 강, 페로얼로이(ferroalloy), 재활용 강 분진(steel dust), 구리, 아연(zinc) 및 알루미늄의 그룹으로부터 선택된 금속 또는 합금이다.
바람직한 실시예에 따라, 분해될 재료는 1 내지 5 t/min의 속도로, 개구들의 하나의 열을 가지는 기다란 노즐이 제공되는 회전 턴디시로 이송되며, 여기서 개구들의 수는, 바람직하게는 1 내지 4이며, 과립화의 속도는 턴디시에서의 용융물의 레벨을 제어함으로써 제어된다.
본 발명의 방법에 의해 획득된 과립화된 재료는 좁은 입도 분포 및 통상적으로 12 내지 50 mm, 바람직하게는 15 내지 25mm의 범위의 평균 크기를 가지며, 그리고 여기서 6 mm 미만의 크기를 가지는 미분들의 양은 5%로 제한될 수 있다. 4mm 미만의 크기를 가지는 미분들의 양은 1% 미만으로 제한될 수 있다.
본 발명은, 당업자에 의해 이해될 것인 바와 같이, 전술된 실시예들에 의해 제한되는 것으로 이해되는 것이 아니라, 특허청구범위들의 범주 내에서 변경될 수 있다.
예들(EXAMPLES)
다음에서, 본 발명에 따라 획득되는 결과들은 평탄한 스프레이 헤드를 가지는 공지된 장치에 의해 획득된 결과들과 비교된다. 모든 예들에서, 페로니켈(ferronickel)이 유도로(induction furnace)에서 용융되었고, 출탕구(tapping spout)의 사용에 의해 턴디시로 공급되었다. 출탕 온도는 1650℃였다. 턴디시에서의 용융 레벨은 300 내지 400 mm로 수동으로 제어되었다. 턴디시에서의 노즐 직경은 27mm였다. 과립화가 완료된 후에, 과립들이 탱크로부터 제거되었고, 건조되었고, 중량측정되었으며, 그리고 스크리닝(screening)을 겪었다. 사용되는 크기 클래스(class)들은 4 mm 미만, 4 내지 8 mm, 8 내지 12 mm, 12 내지 16 mm, 16 내지 25 mm 및 25 mm 초과였다. 결과들은 총 중량의 %로 주어졌다.
예 1
이러한 예에서, 페로니켈은 32 %Ni 및 0.1 %Si이 포함되었다.
본 발명에 따른 회전 분배기는 하나의 단일 열에서 4 개의 홀(hole)들을 가졌다. 4 개의 개구들은 346mm2의 총 개방 면적을 가졌다.
3 rpm의 회전 속도가 균일한 열 소실(heat dissipation)을 보장하기 위해 사용되었다.
본 발명에 따라 획득된 과립들의 입도 분포는 도 3에서 개시된다(차지 번호(Charge Nr) 108).
종래의 평탄한 스프레이 헤드에 의해 획득되는 과립들의 입도 분포는 도 4에서 도시된다(Charge Nr 110).
발명의 장치가, 미분의 양이 감소되었으며, 평균 크기가 증가되었으며, 그리고 입도 분포가 개선되었다는 점에서 개선된 입도 분포를 유발하였던 것은 명백하다.
예 2
이러한 예에서, 입도 분포에 대한 Si의 증가된 함량의 효과가 검사되었다.
페로니켈은 32 %Ni 및 0.27 %Si이 포함되었다. 과립화 조건들은 예 1에서와 동일하다.
본 발명에 따라 획득된 과립들의 입도 분포는 도 5에서 개시된다(Charge Nr. 116).
종래의 평탄한 스프레이 헤드에 의해 획득되는 과립들의 입도 분포는 도 6에서 도시된다(차지 번호(Charge Nr) 115).
개선된 입도 분포는 양 경우들에서 달성되었다.
종래의 스프레이 헤드에 대한 결과는 예상된 바와 같았는데, 이는 Si가 입도 분포에 대해 긍정적인 영향을 가진다는 것이 공지되어 있기 때문이다. 차지 번호 115과 차지 번호 110 사이의 비교는 증가된 Si 함량이 더 적은 미분들 및 개선된 입도 분포를 유발하는 것을 드러낸다.
그러나, Si의 증가된 함량은 발명의 장치에 의해 획득되는 입도 분포에 대해 주목할 만한 효과를 가지는 것으로 판명되었다. 차지 번호 116과 차지 번호 115의 비교는 미분들의 양이 거의 제거되었으며, 과립의 평균 크기가 매우 크게 증가되었던 것을 드러낸다.
산업적인 이용가능성
본 발명은, 페로얼로이-, 철- 및 강- 산업들에서 적용에 대해 특히 적합하다.

Claims (15)

  1. 액체를 분해함으로써 5 mm 이상의 평균 크기를 가지는 과립화된(granulated) 재료를 제조하기 위한 장치로서,
    a) 냉각 유체를 포함하는 냉각 탱크,
    b) 액체 재료를 회전 분배기에 이송하기 위한 수단, 및
    c) 냉각 탱크 위에 위치설정되는 회전 분배기를 포함하며,
    d) 상기 회전 분배기는 상부 입구 개구, 측벽들, 저부 및 측벽들의 하부 단부에서의 하나 이상의 열의 개구들을 포함하며, 측벽들에서의 개구들은 가장 작은 치수로 적어도 5 mm의 크기를 가지는,
    과립화된 재료를 제조하기 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 액체 재료를 회전 분배기로 이송하기 위한 수단은 탱크 위에 위치설정되며, 바람직하게는, 상기 탱크에는 원통형 측벽들이 제공되며, 상기 이송 수단은 상기 원통형 측벽들의 중심선에 위치설정되는,
    과립화된 재료를 제조하기 위한 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 회전 분배기는 턴디시(tundish) 및 상기 턴디시에 부착되는 기다란 노즐(nozzle)을 포함하며, 상기 기다란 노즐은, 바람직하게는 노즐 안에 있는 단지 하나의 열의 개구들을 가지는,
    과립화된 재료를 제조하기 위한 장치.
  4. 제 1 항 및 제 2 항에 있어서,
    상기 회전 분배기는, 탱크 내에 제공되는 회전 수단에 부착되는 포트(pot)를 포함하며, 상기 회전하는 포트는 원통형 측벽들, 그리고, 바람직하게는, 측벽들에서의 단지 하나의 열의 개구 및 선택적으로 환형 상부 플랜지(annular top flange)를 가지는,
    과립화된 재료를 제조하기 위한 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 장치로서,
    상기 장치에는,
    - 바람직하게는 회전 수단에 대해 동일한 또는 반대 방향으로, 탱크에서 냉각수를 순환하기 위한 수단,
    - 냉각 탱크에서 냉각 유체의 상부 레벨과 관련하여 회전 분배기의 높이를 조절하기 위한 수단,
    - 냉각 탱크로부터 과립화된 재료를 제거하기 위한 수단,
    - 1 내지 50 rpm의 범위에서 분배기의 회전을 제어하기 위한 수단,
    - 이송 수단으로부터 분배기로의 액체 재료의 유동을 조정하기 위한 수단,
    - 10 내지 30 mm, 바람직하게는 12 내지 20 mm의 직경을 가지는 측벽들의 하부 단부에 있는 원형 개구들,
    - 1:1.2 내지 1:10의 범위의 비율(h/w)을 갖는 높이를 가지는 타원형 개구들,
    - 단지 하나의 열의 개구들, 바람직하게는 4 개 이하의 개구들,
    - 0˚ 내지 45˚의 상향으로 지향된 개구들,
    - 0˚ 내지 45˚의 하향으로 지향된 개구들,
    - 액체 재료를 이송 수단에 공급하기 위한 중간 수용기(receptor) 또는 슈트(chute),
    - 긴 노즐 아래에 위치설정되는 내화재 안전 판(상기 판은 노즐의 파손 시에 냉각수 표면에 걸쳐 액체 스트림을 펼침),
    - 회전 분배기가 비-금속 내화재 재료로 만들어지는 것,
    - 회전 분배기가 측벽에서의 최대 5개의 열들의 개구들, 바람직하게는 최대 3 개의 열들을 가지는 것, 및
    - 각각의 열의 회전 분배기는 1 내지 10 개의 개구들, 바람직하게는 2 내지 4 개의 개구들을 가지는 것 중 적어도 하나 이상의 특징이 제공되는,
    과립화된 재료를 제조하기 위한 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 액체 재료를 회전 분배기로 이송하기 위한 수단은 탱크 위에 위치설정되며, 상기 탱크에는 원통형 측벽들이 제공되며, 상기 이송 수단들은 상기 원통형 측벽들의 중심선에 위치설정되며, 상기 회전 분배기는 원형 턴디시 및 상기 턴디시에 중심으로 부착되는 기다란 노즐을 포함하며, 상기 기다란 노즐은 일 열의 10 내지 20 mm의 직경을 가지는 4 개 이하의 원형 개구들을 가지며, 선택적으로 턴디시로 액체 재료의 제어된 양을 공급하기 위한 중간 수용기 또는 슈트가 제공되는,
    과립화된 재료를 제조하기 위한 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 장치에는, 턴디시를 위한 중량 시스템이 제공되며, 상기 시스템은 일정한 액체 헤드를 유지하고, 이에 따라, 노즐을 통한 일정한 유량(flow rate)을 유지하기 위해 턴디시에서 레벨을 자동으로 제어하는,
    과립화된 재료를 제조하기 위한 장치.
  8. 액체 금속 또는 슬래그(slag)를 분해함으로써 과립화된 재료를 제조하는 방법으로서,
    상기 방법은,
    g) 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 장치를 제공하는 단계,
    h) 1 내지 50 rpm의 속도로 분배기를 회전시키는 단계,
    i) 용융 재료를 회전 분배기에 이송하는 단계,
    j) 용융 재료의 하나 이상의 스트림을 냉각 탱크에서 냉각 유체 위에 분배하는 단계,
    k) 냉각 액체 위에 및/또는 냉각 액체 내에 있는 용융 재료를 분해하고, 적어도 부분적으로 응고된(solidified) 과립들을 형성하는 단계, 및
    l) 냉각 탱크의 저부로부터 과립화된 재료를 회수하는 단계를 포함하는,
    과립화된 재료를 제조하는 방법.
  9. 제 7 항에 따른 과립화된 재료를 제조하는 방법으로서,
    상기 방법은,
    냉각 유체로서, 첨가제들을 갖는 또는 첨가제들이 없는 물을 사용하는 단계,
    1 내지 10 rpm의 속도로 분배기를 회전시키는 단계,
    용융 재료를 0.5 내지 10 t/min, 바람직하게는, 1 내지 5 t/min의 속도로 이송하는 단계,
    바람직하게는 회전 수단에 대해 동일한 또는 반대 방향으로 탱크에서 냉각수를 순환시키는 단계,
    탱크에서의 냉각수와 회전 분배기에서의 개구들 사이의 높이 간격을 0.1 내지 1.5m가 되도록 조절하는 단계,
    액체 재료를 이송하기 위한 수단으로부터 회전 분배기로의 유동을 제어함으로써, 턴디시에서의 및/또는 회전 분배기에서의 용융물 레벨(melt level)을 제어하는 단계,
    턴디시에서의 및/또는 회전 분배기에서의 용융물의 레벨을 제어함으로써, 과립화의 속도를 제어하는 단계,
    냉각 액체에서 과립들을 80% 이상으로, 바람직하게는 100%로 응고시키는 단계,
    물과 에어 이젝터(air ejector)를 사용하여 탱크의 하부 단부로부터 방출함으로써, 응고된 과립들을 회수하는 단계,
    턴디시에서의 및/또는 회전 분배기에서의 액체 슬래그 또는 금속의 레벨을 제어함으로써, 과립화의 속도를 제어하는 단계,
    액체 금속의 용융점은 700℃ 초과, 바람직하게는 900℃ 초과하는 것,
    액체 금속의 밀도는 4.5g/cm3 초과하는 것 중 하나의 특징을 포함하는,
    과립화된 재료를 제조하는 방법.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 과립화된 재료는, 철, 선철, 강, 페로얼로이(ferroalloy), 재활용 강 분진(steel dust), 구리, 아연 및 알루미늄의 그룹으로부터 선택된 금속 또는 합금인,
    과립화된 재료를 제조하는 방법.
  11. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용융 재료는 1 내지 5t/min의 속도로, 개구들의 하나의 열을 가지는 기다란 노즐이 제공되는 회전 턴디시로 이송되며, 여기서 개구들의 수는 1 내지 4이며, 과립화의 속도는 턴디시에서의 용융물 레벨을 제어함으로써 제어되는,
    과립화된 재료를 제조하는 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 과립화된 재료는 철, 선철, 강, 페로얼로이(ferroalloy) 및 재활용 강 분진의 그룹으로부터 선택되며, 그리고 상기 재료의 규소(silicon) 함량은 0.1 내지 0.5%, 바람직하게는 0.25 내지 0.35%로 제어되는,
    과립화된 재료를 제조하는 방법.
  13. 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항의 방법에 의해 획득가능한 과립화된 재료로서,
    상기 과립화된 재료는 12 내지 50 mm, 바람직하게는 15 내지 25 mm의 범위의 평균 크기를 가지며, 그리고 6 mm 미만의 크기를 가지는 미분(fine)들의 양은 5%로 제한되는,
    과립화된 재료.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 과립화된 재료는 철, 선철, 강 및 페로얼로이의 그룹으로부터 선택되는,
    과립화된 재료.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 과립화된 재료는 13 내지 18mm의 평균 크기를 가지며, 그리고, 6mm미만의 크기를 가지는 미분들의 양은 3%로 제한되며, 그리고, 4mm미만의 크기를 가지는 미분들의 양은 1%로 제한되는,
    과립화된 재료.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3056304A1 (en) 2015-02-16 2016-08-17 Uvån Holding AB A nozzle and a tundish arrangement for the granulation of molten material
CN111394529B (zh) * 2020-05-07 2022-02-22 南京华电节能环保股份有限公司 一种具有防护结构的高温熔渣余热回收装置
EP3988230A1 (de) * 2020-10-23 2022-04-27 Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG Granuliervorrichtung mit kontinuierlicher produktausschleusung
CN113477931B (zh) * 2021-07-16 2024-01-19 山东鲁铭新型材料股份有限公司 一种铬铁合金粒化系统用浇注水嘴
CN113549715B (zh) * 2021-08-02 2023-01-03 内蒙古纳顺装备工程(集团)有限公司 一种铁水粒化的系统
CN114769605B (zh) * 2022-05-06 2023-08-01 西安交通大学 一种可熔铸金属3d打印粉末定尺化制备方法及装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB981182A (en) * 1961-02-13 1965-01-20 Reynolds Metals Co A method of producing aluminous metal particles
US4402884A (en) * 1978-10-04 1983-09-06 Pacific Metals Co., Ltd. Method for producing ferro-nickel shots
JP2000073109A (ja) * 1998-08-30 2000-03-07 Shinkoo Flex:Kk Ｍｇ又はＭｇ合金の粒状体の製造方法
US20120157320A1 (en) * 2009-08-25 2012-06-21 Toshiba Materials Co., Ltd. Rare-earth regenerator material particles, and group of rare-earth regenerator material particles, refrigerator and measuring apparatus using the same, and method for manufacturing the same

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3442988A (en) * 1966-04-04 1969-05-06 Reynolds Metals Co Method for preparing metal particles
US3888956A (en) * 1968-02-05 1975-06-10 Uddeholms Ab Method of making granulate
GB1225596A (ko) * 1969-11-04 1971-03-17
US3719732A (en) 1970-12-17 1973-03-06 Grace W R & Co Method for producing aluminum alloy shaped particles and active raney catalysts therefrom
US4373883A (en) 1979-01-09 1983-02-15 Ishikawajima-Harima Jukogyo Kabushiki Kaisha Apparatus for producing granules from molten metallurgical slags
FR2482872A1 (fr) * 1980-05-20 1981-11-27 Gagneraud Francis Production de granules spheroidaux ou billes a partir de matieres minerales en fusion
SU1109265A1 (ru) * 1981-11-25 1984-08-23 Белорусский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Устройство дл получени металлических гранул из расплава
CN88204942U (zh) 1988-04-23 1988-12-07 深圳科力铁有限公司 喷雾制粉装置
US5017218A (en) 1989-06-12 1991-05-21 Uddholm Tooling Aktiebolag Method and apparatus for the production of metal granules
JP2672042B2 (ja) * 1991-05-13 1997-11-05 株式会社クボタ 金属粉末製造装置
NO172570C (no) * 1991-07-08 1993-08-11 Elkem As Fremgangsmaate ved fremstilling av granulater
US5259861A (en) * 1992-03-05 1993-11-09 National Science Council Method for producing rapidly-solidified flake-like metal powder
WO1997009145A1 (en) 1995-09-07 1997-03-13 Mintek The production of metal lumps
CN1090547C (zh) * 1998-12-23 2002-09-11 江苏江南铁合金厂 锡粒的制备方法
CN2361412Y (zh) * 1999-02-02 2000-02-02 袁富昌 离心法生产粉末的设备
CN1532012A (zh) * 2003-03-20 2004-09-29 云南昆阳磷肥厂 高温合金液体粒化方法
US7144441B2 (en) 2003-07-03 2006-12-05 General Electric Company Process for producing materials reinforced with nanoparticles and articles formed thereby
SE532897C2 (sv) * 2008-06-24 2010-05-04 Uvaan Hagfors Teknologi Ab Förfarande och anordning för utmatning av granulat från botten av en tank, som förutom granulat innehåller vatten
CN101412114B (zh) * 2008-11-28 2011-06-01 北京工业大学 无夹杂金属颗粒的生产设备和工艺
CN101612666B (zh) 2009-06-15 2011-07-20 连云港倍特超微粉有限公司 一种合金钢丸的制备方法和装置
EP3056304A1 (en) * 2015-02-16 2016-08-17 Uvån Holding AB A nozzle and a tundish arrangement for the granulation of molten material

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB981182A (en) * 1961-02-13 1965-01-20 Reynolds Metals Co A method of producing aluminous metal particles
US4402884A (en) * 1978-10-04 1983-09-06 Pacific Metals Co., Ltd. Method for producing ferro-nickel shots
JP2000073109A (ja) * 1998-08-30 2000-03-07 Shinkoo Flex:Kk Ｍｇ又はＭｇ合金の粒状体の製造方法
US20120157320A1 (en) * 2009-08-25 2012-06-21 Toshiba Materials Co., Ltd. Rare-earth regenerator material particles, and group of rare-earth regenerator material particles, refrigerator and measuring apparatus using the same, and method for manufacturing the same

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Publication number Publication date
CN105612016A (zh) 2016-05-25
ES2715671T3 (es) 2019-06-05
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JP2016536131A (ja) 2016-11-24
EA201690453A1 (ru) 2016-09-30
EA031421B1 (ru) 2018-12-28
TR201903516T4 (tr) 2019-03-21
BR112016004931A2 (pt) 2017-08-01
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US10618112B2 (en) 2020-04-14
BR112016004931B1 (pt) 2021-11-30
KR102246228B1 (ko) 2021-04-28
US20160199915A1 (en) 2016-07-14
EP3041629A4 (en) 2016-10-05
JP6388948B2 (ja) 2018-09-12

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