JPH06172819A - 溶融金属の造粒方法 - Google Patents

溶融金属の造粒方法

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JPH06172819A
JPH06172819A JP4180796A JP18079692A JPH06172819A JP H06172819 A JPH06172819 A JP H06172819A JP 4180796 A JP4180796 A JP 4180796A JP 18079692 A JP18079692 A JP 18079692A JP H06172819 A JPH06172819 A JP H06172819A
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カール・フオルワルド
Rune Fossheim
ルネ・フオスハイム
Torbjorn Kjelland
トルビヨルン・ケランド
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 公知の方法の欠点及び不利を克服することを
可能とする溶融金属を造粒する改良方法を提供するこ
と。 【構成】 少なくとも１本の連続した溶融金属流をトイ
等から、タンクに収容された冷却液浴中に落下流入させ
て該タンク中で該溶融金属流を溶融金属粒に分割させ、
固化させることから成る溶融金属の造粒方法において、
実質的に均一な冷却液流を、前記冷却液浴中に落下流入
する前記溶融金属流に対して実質的に垂直に前記タンク
の側壁の１つの面から流すこと及び該冷却液流が0.1 m/
秒よりも小さい平均速度を有するものであることを特徴
とする溶融金属の造粒方法。連続溶融金属流をトイ等か
らタンクに収容された冷却液浴中に流下させて溶融金属
を造粒する方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属から粒体(gra
nules)すなわち金属粒を製造する方法であって、該溶融
金属から金属液滴(droplet) を形成させ、該液滴を冷却
液浴中で冷却し、固化させることからなる溶融金属から
金属粒を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】米国特許第3,888,956 号明細書により、
溶融体(a melt)、特に溶融鉄から粒体すなわち金属粒を
製造する方法が知られている。該方法は溶融鉄流を水平
の固定部材に対して落下流入させて、溶融体自体の運動
エネルギーによって溶融体を前記部材に対して圧潰して
すなわち前記部材に衝突させて砕き(crush) 、不規則な
形状の金属液滴を形成させ、該液滴を前記部材から上方
及び外側に移動させ、そして前記部材より下に位置する
冷却媒体の液浴中に落下させることからなる。この公知
方法によって金属粒を製造することが可能であるが、該
方法は多くの欠点及び不利(disadvantage)を有してい
る。すなわち、溶融金属が部材に衝突(hit)した際に形
成される溶融金属の液滴が非常に小さな液滴からかなり
大きな液滴まで様々であるので、得られる金属粒の粒径
及び粒径分布を有意に制御することができない。鉄合金
溶融体、例えばFeCr、FeSi、SiMnからの金属粒の製造に
関しては、５mm以下の粒径を有する粒体がかなりの量で
製造される。フェロシリコン粒体の製造に関しては、５
mm以下の粒径を有する粒体の量は代表的には造粒された
金属溶融体の22〜35重量％の範囲であり、平均粒径は約
７mmである。フェロシリコンに関しては、５mm以下の粒
径を有する粒子は望ましくなく、１mm以下の粒径を有す
る粒子は特に望ましくない。その理由は、かかる粒子が
液状冷媒中に懸濁し、冷媒を連続して清浄する必要があ
るからである。
【０００３】スウェーデン特許第439783号明細書によ
り、例えば、溶融FeCr流を水含有浴中に落下流入させ、
この流れを上記水浴の表面のすぐ下に配設された集中水
噴射装置(concentrated water jet)によって粒体に分裂
させることによってFeCrを造粒することが知られてい
る。この方法は小さな粒径をもつ粒子をかなり多量に生
成する。それに加えて、溶融金属の液滴の内部に水を取
り込む可能性があるので爆発の危険性が増大する。この
造粒方法によって生じる非常な乱流条件のために、生成
した金属粒同志の間の衝突の数が多くなり、このことも
爆発の危険性を増大させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
の公知方法の欠点及び不利を克服することを可能とする
溶融金属の改良されたを造粒方法を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】従って、本発明は、少な
くとも１本の連続した溶融金属流をトイ(launder) 等か
ら、タンクに収容された冷却液浴中に落下流入させて、
該タンク中で該溶融金属流を溶融金属粒(granules)に分
割させ、固化させることから成る溶融金属の造粒方法に
おいて、実質的に均一な冷却液流を前記冷却液浴中に落
下流入する(falling) 溶融金属流に対して実質的に垂直
に前記タンクの側壁の１つの面から流すこと及び該冷却
液流が0.1 m/秒よりも小さい平均速度を有するものであ
ることを特徴とする溶融金属の造粒方法に関する。
【０００６】好ましい態様によれば、前記の冷却液流
は、冷却液浴中に落下流入する溶融金属流に対して実質
的に垂直に0.05m/秒未満の平均速度でタンクの側壁の１
つの面から流される。
【０００７】この冷却液流は、冷却液浴の液面から、前
記溶融金属粒が少なくとも固化した金属の外殻(outer s
hell) を有する深さまでの下方向に及ぶ垂直方向の流れ
範囲(a vertical extension)を有するのが好ましい。冷
却液流は、該液流が前記金属流の１本又は複数本の両側
に及ぶように水平方向の流れ範囲(a horizontal extens
ion)を有するのが好ましい。
【０００８】別の好ましい態様によれば、トイの出口か
ら冷却液浴の液面までの鉛直線距離(a vertical distan
ce）が、溶融金属流がトイを離れる地点で測定した該溶
融金属流の直径の100 倍よりも小さいものである。この
溶融金属流の鉛直線距離は、前記の溶融金属流の直径の
５〜30倍に保持するのが更に好ましく、該溶融金属流の
鉛直線距離を前記の溶融金属流の直径の10〜20倍に保持
することによって特に良好な結果が得られた。
【０００９】上記の溶融金属流のトイの出口から冷却液
浴の液面までの鉛直線距離と該溶融金属流の直径との上
記の比を上記の範囲内に保持することによって、溶融金
属流が冷却液浴の液面に衝突した場合でも連続的である
ことが保証される。それによって、金属液滴の形成が冷
却液浴内で行われる。
【００１０】冷却液としては、水を使用するのが好まし
い。冷却液浴中での個々の金属粒の回りに形成される蒸
気膜を安定化するために、500 ppm までの界面活性剤(t
ensides)を前記冷却水に添加するのが好ましい。更に、
10％までの凝固防止剤(anti-freezing agent) 例えばグ
リコールを冷却水に添加するのが好ましい。pH値を調整
するために、０〜５％のNaOHを前記冷却水に添加するの
が好ましい。前記冷却水の表面張力及び粘度を調整する
ために、水溶性油剤を添加してもよい。
【００１１】水を冷却液として使用する場合には、冷却
液タンクに供給される水の温度は５〜95℃に保持され
る。フェロシリコンの造粒に関しては、10〜60℃の温度
をもつ冷却水を供給するのが特に好ましい。その理由
は、製造される粒体の機械的特性が向上すると思われる
からである。
【００１２】酸素を含まない金属粒を製造しようとする
場合には、液状炭化水素、好ましくはケロセンを冷却液
として使用するのが好ましい。
【００１３】溶融金属流が冷却液浴に落下流入すると、
該金属流の自己誘導(self-induced)振動によって溶融金
属の連続流にくびれ(constriction)が形成される。上記
振動によって、経時的に増大するくびれが形成され、つ
いには溶融金属液滴の形成が生起される。溶融金属の液
滴は固化し、タンクの底部に向かって更に落下し、そし
て、慣用の装置例えばコンベヤーまたはポンプによって
タンクから運び出される。
【００１４】溶融金属流が冷却液浴中を下方に落下し、
金属液滴に分割されている間に、落下する金属流に対し
て実質的に垂直に0.1 m/秒よりも小さい速度で冷却液を
連続的に流すことにより、冷却液流は溶融金属の液滴の
形成にほとんど又はまったく影響を及ぼさない。しかし
ながら、落下する金属流は「新鮮な」冷却液によって連
続的に包囲されるようになり、落下する溶融金属流の領
域中の冷却液浴の温度を定常状態に到達させる。従っ
て、溶融金属流の分割が、該溶融金属流の自己誘導した
くびれ(self-indused constriction) を介して生じるこ
とが本発明の重要な特徴である。従って、冷却液は溶融
金属流の溶融金属液滴への分割に寄与するのではなく、
溶融金属流の冷却のためにのみ低速度で流されるだけで
ある。
【００１５】本発明の方法は、従来技術の方法よりも爆
発の危険性が実質的に少ない。例えば、冷却液浴中の穏
やかな(smooth)条件が個々の溶融金属粒同志の間の衝突
の頻度を少なくし、それによって固化する間に各粒体の
回りに形成される蒸気層が破壊される危険性を低減させ
る。
【００１６】本発明の方法は、複数の金属及び金属合金
例えば種々のケイ素含有量のフェロシリコン、マンガ
ン、フェロマンガン、シリコマンガン、クロム、フェロ
クロム、ニッケル、鉄、ケイ素に使用することができ
る。
【００１７】本発明の方法によれば、平均粒径を大幅に
増大させ、かつ５mm未満の粒径をもつ金属粒の割合を大
幅に低減させることができる。本発明によれば、75％フ
ェロシリコンに関しては、約12mmの平均粒径が達成さ
れ、５mm未満の粒径をもつ金属粒の量は代表的には10％
以下であった。実験室試験において、17mmの平均粒径が
達成され、５mm未満の粒径をもつ金属粒の量は３〜４％
の範囲であった。
【００１８】次に、本発明の方法の態様を図面を参照し
て更に説明する。図１及び図２には、液状冷媒２、例え
ば水を満たした冷却液タンク１が示されている。タンク
１には、固化した金属粒をタンク１から取り出すための
装置がコンベヤー３の形で配設されている。溶融金属用
のタンディッシュ(tundish) ４がタンク１中の冷却液の
液面５の上に一定の距離をおいて配置されている。溶融
金属は、とりべ(ladle) ６等からタンディッシュ４に連
続的に注加される。連続金属流７はタンディッシュ４か
ら、形成された開口またはスリットを通って冷却液２の
液面５に落下流入し、まだ連続流の状態にある間に冷却
液浴中に落下する。タンク１の側壁８の１つの面には、
冷却液流の供給手段９が設けられている。この供給手段
９はタンク１に面して開口を有している。この開口の設
置範囲は、冷却液２の液面から、生成した溶融金属粒が
少なくとも固化した金属の外層を得る深さまでタンク１
中の下方向に及ぶ。供給手段９の開口は、冷却液流が、
溶融金属流が冷却液２と衝突する地点(spot)を越えて実
質的に及ぶような流れの水平方向の範囲を有して設けら
れている。冷却液流は供給パイプ10を介して供給手段９
の内部に設けられたマニーホルド11に連続的に供給され
る。マニーホルド11は複数の開口12を有している。供給
パイプ10内の圧力は、最高0.1 m/秒の平均速度の水流を
タンク中に形成するように調節される。水流の速度はタ
ンク１の側壁８中の供給手段９の開口の断面にわたって
実質的に一定である。供給手段９から流出する冷却液流
を図１及び図２に矢印で示す。
【００１９】それによって、冷却液２中の内部の金属流
は供給手段９からの「新鮮な」水の穏やかな流れによっ
て常に包囲されている。この水流は溶融金属流７を液滴
に分割するのには十分でない速度である。従って、溶融
金属流７は、該金属流７が冷却液浴中に落下流入する時
に開始する自己誘導振動によって、液滴13に分割され
る。それによって、規則正しい金属液滴の形成が成さ
れ、粒径が実質的に均一でかつ５mm未満の粒径をもつも
のがほんの僅かである液滴を形成させる。液滴13はそれ
らが冷却液２中を落下している間に固化し、コンベヤー
３または他の手段によって冷却液浴から取り出される。
【００２０】供給される冷却液流の量に相当する量の冷
却液がオーバーフローまたはポンプ装置（図示せず）に
よってタンク１から取り出される。
【００２１】
【実施例】実施例１ 実験室装置で、75％フェロシリコンを溶融合金 6.5kgの
バッチ(batch) から造粒した。使用した装置は図１及び
図２に関して前記したようなものであった。試験は全て
水を冷却液として使用した。水流の速度は試験の全てに
ついて0.05m/秒未満に保持した。
【００２２】試験条件及び得られた結果を表Ｉに示す。 表Ｉ 試験番号 L/D* 水温（℃） D50** 粒径が<5mmの粒子の割合(%) １ １５ ８ １７ ８ ２ ３０ ５０ １５ ９ ３ ７０ ９０ １５ １０ L/D* ＝トイの出口から冷却液浴の液面までの溶融金属
流の長さと該金属流がトイを離れる地点で測定した該金
属流の直径との比 D50**＝mm表示の平均粒径
【００２３】実施例２ 図１及び図２に関して前記したような装置を用いる工業
プラントにおいて、75％FeSiをバッチ式に造粒した。各
バッチは少なくとも２トンの溶融金属から成るものであ
った。試験の全てにおいて水を冷却液として使用した。
冷却水の流速は0.01〜0.03ｍ／秒に保持した。
【００２４】試験条件及び得られた結果を表IIに示す。 表 II 試験番号 Ｌ／Ｄ 水温（℃） D50 粒径が<5mmの粒子の割合(%) ４ ７ ２５ １２ ９ ５ １５ １５ １１ １０ ６ ７ ４０ １２ １０
【００２５】得られた結果によれば、本発明の方法によ
り、フェロシリコンの造粒に関しては平均粒径が大幅に
増大し、かつ５mm未満の粒径の金属粒の割合が22〜35％
から最高10％まで低減できることが明らかにされた。
【００２６】実施例３ 実験室装置で、溶融合金11kgのバッチからシリコマンガ
ンを造粒した。装置は図１及び図２に関して前記したよ
うな装置であった。
【００２７】試験の全てにおいて、グリコールを種々の
量で含有する水を冷却液として使用した。水流の速度は
全ての試験について0.05m/秒未満に保持し、供給水の温
度を60℃に保持した。
【００２８】試験条件及び得られた結果を表III に示
す。 表 III 試験番号 L/D グリコール(%) D50 粒径が5<mmの粒子の割合(%) １ １３ １０ １１ ４ ２ ８ ３．４ １０ ６ ３ １３ １ ９ １２
【００２９】得られた結果によれば、シリコマンガンに
関しては約80mmの粒径を主としてもつ金属粒が得られる
こと、５mm未満の粒径の粒子の量が冷却水中のグリコー
ルの量が増えるにつれて減少することが明らかにされ
た。
【図面の簡単な説明】
【図１】造粒装置の縦断面図である。
【図２】図１の線Ｉ−Ｉについての断面図である。
【符号の説明】
１ タンク ２ 冷却液 ３ コンベヤー ４ タンディッシュ ５ 液面 ６ とりべ ７ 金属流 ８ 側壁 ９ 冷却液供給手段 １０ 供給パイプ １１ マニーホルド １２ 開口 １３ 液滴
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年４月１２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項２】 前記冷却液流が、冷却液浴の液面から、
前記溶融金属粒が少なくとも固化した金属の外殻を有す
る深さまでの下方向に及ぶ垂直方向の流れ範囲を有する
ものであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】 前記冷却液流が、前記溶融金属流の１本
又は複数本の両側に及ぶように水平方向の流れ範囲を有
するものであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】 前記トイの出口から前記冷却液浴の液面
までの鉛直線距離が、前記溶溶融融金属流がトイを離れ
る地点で測定した該溶融金属流の直径の100 倍よりも小
さいものであることを特徴とする請求項１記載の方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トルビヨルン・ケランド ノルウエー国．4640・ソグネ．ケルランド スヴエイエン・７

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも１本の連続した溶融金属流を
    トイ等から、タンクに収容された冷却液浴中に落下流入
    させて該タンク中で該溶融金属流を溶融金属粒に分割さ
    せ、固化させることから成る溶融金属の造粒方法におい
    て、実質的に均一な冷却液流を、前記冷却液浴中に落下
    流入する前記溶融金属流に対して実質的に垂直に前記タ
    ンクの側壁の１つの面から流すこと及び該冷却液流が0.
    1 m/秒よりも小さい平均速度を有するものであることを
    特徴とする溶融金属の造粒方法。
  2. 【請求項２】 前記冷却液流の平均速度が0.05m/秒より
    も小さいことを特徴とする請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記冷却液流が、冷却液浴の液面から、
    前記溶融金属粒が少なくとも固化した金属の外殻を有す
    る深さまでの下方向に及ぶ垂直方向の流れ範囲を有する
    ものであることを特徴とする請求項１または請求項２記
    載の方法。
  4. 【請求項４】 前記冷却液流が、前記溶融金属流の１本
    又は複数本の両側に及ぶように水平方向の流れ範囲を有
    するものであることを特徴とする請求項１または請求項
    ２記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記トイの出口から前記冷却液浴の液面
    までの鉛直線距離が、前記溶溶融融金属流がトイを離れ
    る地点で測定した該溶融金属流の直径の100 倍よりも小
    さいものであることを特徴とする請求項１記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記の溶融金属流の鉛直線距離が、該溶
    融金属流の直径の５〜30倍であることを特徴とする請求
    項１記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記の溶融金属流の鉛直線距離が、該溶
    融金属流の直径の10〜20倍であることを特徴とする請求
    項６記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記冷却液が水であることを特徴とする
    請求項１または請求項２記載の方法。
  9. 【請求項９】 界面活性剤を500 ppm までの量で前記冷
    却水に添加することを特徴とする請求項１記載の方法。
  10. 【請求項１０】 凝固点降下剤を０〜10％の量で前記冷
    却水に添加することを特徴とする請求項８記載の方法。
  11. 【請求項１１】 ０〜５％のNaOHを前記冷却水に添加す
    ることを特徴とする請求項８記載の方法。
  12. 【請求項１２】 表面張力及び粘度を調整する薬剤を前
    記冷却水に添加することを特徴とする請求項８記載の方
    法。
  13. 【請求項１３】 前記冷却液浴に加えられる水が５〜95
    ℃の温度を有することを特徴とする請求項７〜12のいず
    れかに記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記冷却液浴の温度が10〜60℃である
    ことを特徴とする請求項13記載の方法。
  15. 【請求項１５】 液状炭化水素、好ましくはケロセンを
    冷却液として使用することを特徴とする請求項１または
    ２記載の方法。
JP4180796A 1991-07-08 1992-07-08 溶融金属の造粒方法 Pending JPH06172819A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO912653 1991-07-08
NO912653A NO172570C (no) 1991-07-08 1991-07-08 Fremgangsmaate ved fremstilling av granulater

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JPH06172819A true JPH06172819A (ja) 1994-06-21

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US (1) US5258053A (ja)
EP (1) EP0522844B1 (ja)
JP (1) JPH06172819A (ja)
CN (1) CN1028499C (ja)
BR (1) BR9202485A (ja)
CA (1) CA2071400C (ja)
CZ (1) CZ180892A3 (ja)
DE (1) DE69214362D1 (ja)
ES (1) ES2092642T3 (ja)
MX (1) MX9203870A (ja)
NO (1) NO172570C (ja)
RU (1) RU2036050C1 (ja)
ZA (1) ZA924285B (ja)

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