TWI403589B - Granular humectant liquid steel and its manufacturing method - Google Patents

Description

粒狀鋼液保溫劑及其製造方法

本發明是有關於一種鋼液保溫劑及其製造方法，特別是指一種粒狀鋼液保溫劑及其製造方法。

在熔製鋼液的過程中，為了保持鋼液溫度不會在作業過程中急速的下降，通常會在鋼液表面上舖設一層粒狀鋼液保溫劑，以使鋼液與空氣隔離。

目前使用的粒狀鋼液保溫劑是使用碳化後的稻殼，並混合廢紙漿，經過造粒後，於燒結爐中經過高溫燒結固化後製得的；而，由於以燒結爐進行高溫燒結的過程，極為耗費能源，因此會造成成本上的負擔，此外，以碳化後的稻穀與廢紙漿為主要成分所燒結得到的粒狀鋼液保溫劑，常因燒結效果不佳，而有未碳化之稻殼或廢紙漿殘留，在後續使用過程當中，發生燃燒現象，不僅產生煙塵，且燃燒火焰有燒及煉鋼設備之潛在危險。另，稻殼中含有氧化矽，其對鋼液清淨度有不利影響，會造成鋼液二次氧化，形成介在物，不利於清淨鋼之煉製，故僅能用於一般品級鋼液，對於較高級清淨鋼液並無法適用。

所以，目前用於隔離鋼液與空氣的粒狀鋼液保溫劑需要改進，以降低生產成本，並提高隔離空氣與保溫的效果。

因此，本發明之目的，即在提供一種可以低成本、簡 單生產且具有良好隔離與保溫性及提升鋼液清淨度的粒狀鋼液保溫劑。

此外，本發明之另一目的，在提供一種製程簡單、生產成本低廉的粒狀鋼液保溫劑的製造方法。

於是，本發明一種粒狀鋼液保溫劑，是用以蓋覆於鋼液上，該粒狀鋼液保溫劑包含60wt%~80wt%的主結合材、5wt%~35wt%的黏結材，及適量的水，其中，該主結合材由高溫燃燒成灰燼後的固化殘餘物所製成，並與該黏結材與水混合黏結後形成粒狀，該黏結材包括5wt%~15wt%且結晶相為高嶺土的第一膠結料，及5wt%~15wt%且組成成份包含矽酸鹽類的第二膠結料。

再者，本發明一種粒狀鋼液保溫劑的製造方法是生產蓋覆於鋼液上以保持鋼液溫度的粒狀鋼液保溫劑，該製造方法包含一主材製備步驟、一混合造粒步驟，及一烘乾步驟。

該主材製備步驟是聚集高溫燃燒成灰燼後的固化殘餘物成一主結合材。

該混合造粒步驟是將60wt%~80wt%的主結合材與5wt%~35wt%的黏結材及適量的水混合後造粒，製得多數顆保溫顆粒，該黏結材包括5wt%~15wt%且結晶相為高嶺土的第一膠結料，及5wt%~15wt%且組成成份包含矽酸鹽類的第二膠結料。

該烘乾步驟是將該等保溫顆粒烘乾，製得該粒狀鋼液保溫劑。

本發明之功效在於：利用由高溫燃燒成灰燼後的固化殘餘物所成的主結合材，配合黏結材及適量的水經適當比例混合，可以低成本製得具有良好隔離與保溫效果及提升鋼液清淨度的粒狀鋼液保溫劑。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

參閱圖1，本發明粒狀鋼液保溫劑的製造方法的一較佳實施例，是生產用以蓋覆於鋼液上以隔離空氣與保持鋼液溫度的粒狀鋼液保溫劑。

該粒狀鋼液保溫劑包含60wt%~80wt%的主結合材、5wt%~35wt%的黏結材，及適量的水，其中，該主結合材由高溫燃燒成灰燼後的固化殘餘物所製成，並與該黏結材與水混合黏結後形成粒狀。

較佳地，該主結合材的固化殘餘物是選自於煤灰、飛灰、環保煤，及此等之一組合，且其中，該固化殘餘物之組成成份包括小於10wt%的碳、30~50wt%的二氧化矽、5~25wt%的三氧化二鋁、0.5~15wt%的氧化鈣、小於0.3wt%的硫，及5~25wt%的氧化鐵，在此，是以該固化殘餘物為1，碳、二氧化矽、三氧化二鋁、氧化鈣、硫與氧化鐵的重量百分比和是100wt%。另外要說明的是，本案發明人經過實驗發現，當碳的含量小於10wt%時，該粒狀鋼液保溫劑具有較佳的保溫效果，而當氧化鈣的含量為10%時 ，該粒狀鋼液保溫劑能有較佳地提升鋼液清淨度的效果。

該黏結材用以配合適量的水與該主結合材混合黏結後造粒，包括5wt%~15wt%且結晶相為高嶺土的第一膠結料與5wt%~15wt%且組成成份包含矽酸鹽類的第二膠結料，其中，較佳地，該第一膠結料是黏土，該第二膠結料可以選自於水玻璃、矽凝膠，及此等之一組成，而且，該第一膠結料和第二膠結料可以是固態粉體，也可以是液體或膠體；另外，該黏結材還可以再摻雜有5wt%的水泥，而有更佳的黏結特性。

由該主結合材、黏結材與水混合所成的粒狀鋼液保溫劑，在鋪設於鋼液上時，可以迅速地滾動、鋪展開於鋼液表面，以覆蓋住炙熱的鋼液，藉以阻絕鋼液因熱輻射所導致之溫降，進而保持鋼液的溫度，並同時隔離空氣；更詳細地說，其物理特性呈現出軟化點為1200~1256℃、熔融點為1230~1270℃，且流動點為1275~1305℃的特性，如此，當該粒狀鋼液保溫劑與鋼液或爐渣接觸時，會呈現出局部熔化成液態的現象，藉以達到隔絕空氣、防止鋼液二次氧化、方便工作人員取樣的優點，再者，該粒狀鋼液保溫劑也較易吸收上浮的非金屬介在物，達到提高鋼液清淨度的功效，此外，構成該主結合材的固化殘餘物是來自於動力場或火力發電廠之鍋爐燃燒後的灰燼，屬於廢棄材，故經過回收再利用的方式，能達到資源再利用的功效。

上述的粒狀鋼液保溫劑經過以下本發明粒狀鋼液保溫劑的製造方法的較佳實施例的說明後，當可更加清楚的明 白。

參閱圖1，本發明粒狀鋼液保溫劑的製造方法的一較佳實施例，包含一主材製備步驟11、一混合造粒步驟12，及一烘乾步驟13。

該主材製備步驟11是聚集高溫燃燒成灰燼後的固化殘餘物成該主結合材，其中，所聚集的固化殘餘物是來自於動力場或火力發電廠之鍋爐燃燒後的灰燼，例如煤灰、飛灰，及/或環保煤，且其中，該固化殘餘物之組成成份包括小於10wt%的碳、30~50wt%的二氧化矽、5~25wt%的三氧化二鋁、0.5~15wt%的氧化鈣、小於0.3wt%的硫，及5~25wt%的氧化鐵；在此，是以該固化殘餘物為1，碳、二氧化矽、三氧化二鋁、氧化鈣、硫與氧化鐵的重量百分比和是100wt%。

該混合造粒步驟12是將60wt%~80wt%的主結合材與5wt%~35wt%的黏結材及適量的水混合後造粒，製得多數顆保溫顆粒，其中，造粒過程是利用圓筒式造粒機進行，並設定造粒機的轉速為20~30rpm，如此形成的保溫顆粒中，有90%的保溫顆粒之平均粒徑的大小為1mm~8mm。

該烘乾步驟13是將製得的多數保溫顆粒在110℃~350℃烘乾3~24小時，烘乾後即製得該粒狀鋼液保溫劑。

由上述說明可知，本發明粒狀鋼液保溫劑的製造方法，利用高溫燃燒成灰燼後的固化殘餘物作為主結合材的來源，可以有效降低原料來源的成本，且低溫(110℃~350℃)烘乾不需如高溫燒結般需要較多的能源與燃料成本，而 能有效地達到降低成本與節省能源的功效。

以下以兩不同組成成份的粒狀鋼液保溫劑作為實驗例進行說明。

<實驗例1>

本實驗例1是聚集飛灰作為主結合材，比例是80wt%，黏結材是印尼黏土與水玻璃構成，比例分別是5wt%、15wt%，與水混合後造粒，之後以250℃烘乾3小時，製得粒狀鋼液保溫劑。

本實驗例1製得之粒狀鋼液保溫劑的體密度為0.47g/cm³ ，且其鋪展面積達215%。而實際舖設於煉鋼廠之盛鋼桶的鋼液上並進行1小時的冶鍊製程時，鋼液的實際溫度僅下降33℃；而當舖設於煉鋼廠之鋼液分配器的鋼液上並進行2小時的連鑄作業時，鋼液的實際溫度僅下降9~11℃，表示本實驗例製得之粒狀鋼液保溫劑隔熱、保溫效果佳。

<實驗例2>

本實驗例2是聚集環保飛灰作為主結合材，比例是75wt%，黏結材是選自5wt%的印尼黏土、15wt%的水玻璃與5wt%的水泥構成，與適量的水混合後造粒，之後以250℃烘乾3小時，製得粒狀鋼液保溫劑。

本實驗例2所製得之粒狀鋼液保溫劑的體密度為0.48g/cm³ ，且其鋪展面積達220%。當實際舖設於煉鋼廠之盛鋼桶的鋼液上並進行1小時的冶鍊製程時，鋼液的實際溫度僅下降23~41℃；而當舖設於煉鋼廠之鋼液分配器的 鋼液上並進行2小時的連鑄作業時，鋼液的實際溫度僅下降6~7℃，表示本實驗例製得之粒狀鋼液保溫劑隔熱、保溫效果佳，確實具有保溫隔熱之功效。

綜上所述，本發明主要是利用由高溫燃燒成灰燼後的固化殘餘物所製成的主結合材，配合黏結材及適量的水混合造粒，並經過低溫烘乾後製作隔熱、保溫效果佳的粒狀鋼液保溫劑，不但兼具環保、低生產成本的優點，同時，製得的粒狀鋼液保溫劑還能提升鋼液清淨度，且呈現出良好的流動性與鋪展性，並能有效地將鋼液與空氣隔離，達到良好的保溫效果，確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

11‧‧‧主材製備步驟

12‧‧‧混合造粒步驟

13‧‧‧烘乾步驟

圖1是一流程圖，說明本發明粒狀鋼液保溫劑的製造方法。

11．．．主材製備步驟

12．．．混合造粒步驟

13．．．烘乾步驟

Claims (13)

1. 一種粒狀鋼液保溫劑，用以蓋覆於鋼液上，該粒狀鋼液保溫劑包含：60wt%~80wt%的主結合材、5wt%~35wt%的黏結材，及適量的水，其中，該主結合材由高溫燃燒成灰燼後的固化殘餘物所製成，並與該黏結材與水混合黏結後形成粒狀，該黏結材包括5wt%~15wt%且結晶相為高嶺土的第一膠結料，及5wt%~15wt%且組成成份包含矽酸鹽類的第二膠結料。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之粒狀鋼液保溫劑，其中，製成該主結合材的固化殘餘物選自於煤灰、飛灰、環保煤，及此等之一組合。
3. 依據申請專利範圍第2項所述之粒狀鋼液保溫劑，其中，該固化殘餘物包括小於10wt%的碳、30wt%~50wt%的二氧化矽、5wt%~25wt%的三氧化二鋁、0.5wt%~15wt%的氧化鈣、小於0.3wt%的硫，及5wt%~25wt%的氧化鐵。
4. 依據申請專利範圍第1或3項所述之粒狀鋼液保溫劑，其中，該第一膠結料是黏土。
5. 依據申請專利範圍第4項所述之粒狀鋼液保溫劑，其中，該第二膠結料選自於水玻璃、矽凝膠，及此等之一組成。
6. 依據申請專利範圍第1項所述之粒狀鋼液保溫劑，其中，該黏結材更包括5wt%的水泥。
7. 一種粒狀鋼液保溫劑的製造方法，該粒狀鋼液保溫劑蓋覆於鋼液上，該製造方法包含：一主材製備步驟，聚集高溫燃燒成灰燼後的固化殘餘物成一主結合材；一混合造粒步驟，將60wt%~80wt%的主結合材與5wt%~35wt%的黏結材及適量的水混合後造粒，製得多數顆保溫顆粒，該黏結材包括5wt%~15wt%且結晶相為高嶺土的第一膠結料，及5wt%~15wt%且組成成份包含矽酸鹽類的第二膠結料；及一烘乾步驟，將該等保溫顆粒烘乾，製得該粒狀鋼液保溫劑。
8. 依據申請專利範圍第7項所述粒狀鋼液保溫劑的製造方法，其中，該主材製備步驟聚集的固化殘餘物是選自於煤灰、飛灰、環保煤，及此等之一組合。
9. 依據申請專利範圍第8項所述粒狀鋼液保溫劑的製造方法，其中，該固化殘餘物的組成成份包括小於10wt%的碳、30~50wt%的二氧化矽、5~25wt%的三氧化二鋁、0.5~15wt%的氧化鈣、小於0.3wt%的硫，及5~25wt%的氧化鐵。
10. 依據申請專利範圍第7項所述粒狀鋼液保溫劑的製造方法，其中，該第一膠結料是黏土。
11. 依據申請專利範圍第10項所述粒狀鋼液保溫劑的製造方法，其中，該第二膠結料是選自於水玻璃、矽凝膠，及此等之一組成。
12. 依據申請專利範圍第7或11項所述粒狀鋼液保溫劑的製造方法，其中，該該混合造粒步驟中選擇的該黏結材還包括5wt%的水泥。
13. 依據申請專利範圍第7項所述粒狀鋼液保溫劑的製造方法，其中，該烘乾步驟是以110℃~350℃進行3~24小時。