[发明专利]炼钢粉尘固化物及其制造方法

说明书

技术领域

本发明是关于将用熔炼炉等生产钢铁的过程中产生的粉尘重新利用作为炼钢原料的炼钢粉尘固化物及其制造方法。

背景技术

在生产钢铁的过程中，例如在熔炼炉中，被喷吹的微粒子状的铁和氧化铁形成粉尘，在集尘器中予以回收。该粉尘(以下称为“炼钢粉尘”)的主要成分是铁和氧化铁，因此，希望将其重新利用。但是，炼钢粉尘是微小的粉末，如果直接投入熔炼炉中，必然四处飞散向上飘扬，其中的大部分再次被集尘器回收，重新利用的效率十分低下。因此，以往大多是将其填埋处理，但国内每年产生的炼钢粉尘达到数十万吨之多，如果填埋处理，无论是从资源的有效利用还是从填埋地不足及环境恶化的角度考虑都是不可取的。

因此，对于炼钢粉尘的再利用人们尝试了各种各样的方法。举例来说，专利文献1中公开了一种制备直径2-15mm左右的粉尘颗粒、将其装入电炉中从而使氧化铁被回收到铁水中的方法。

在专利文献2中公开了一种添加热塑性塑料以便将炼钢粉尘成形为压块的方法；在专利文献3中公开了一种添加固化助剂以便将磨削金属碎屑和炼钢粉尘成形为压块的方法。

[专利文献1]日本特开平11-152511号公报

[专利文献2]日本特开平09-316512号公报

[专利文献3]日本特开2002-194449号公报

专利文献1的制备颗粒的方法，与回收粉末相比，虽然将颗粒化的成分装入电炉的操作比较容易，但由于颗粒的尺寸比较小，因而装入电炉的效率成问题。

专利文献2和专利文献3的加入添加物的方法，对于制造坚固的压块来说都十分有效，但由于加入了塑料和粘合剂的添加物，因而存在工序复杂，生产成本高的缺点。另外，添加物还造成了环境负担，因而不可取。

发明内容

本发明的目的是提供一种炼钢粉尘固化物，所述的炼钢粉尘固化物是将用熔炼炉等生产钢铁过程中产生的、主要成分为铁及其氧化物的粉尘加压成形、固化的炼钢粉尘固化物，该炼钢粉尘固化物可以在尽可能地不向提供的原料粉尘中加入添加物的情况下，具有足以满足实用要求的强度，并且可改善再次装入炉中时炉的热效率。

本发明的另一目的是提供一种炼钢粉尘固化物的制造方法，该方法可以低成本地制造具有上述各个优点的炼钢粉尘固化物。

本发明的炼钢粉尘固化物是将生产钢铁过程中产生的、主要成分为铁及其氧化物的粉尘装入成形模中加压成形的固化物，作为装入上述成形模内的原料，使用与将上述粉末和碳作为主成分的粉末混合并造粒的混合造粒体。

本发明的炼钢粉尘固化物的制造方法是制造本发明上述炼钢粉尘固化物的方法。该方法通过将生产钢铁过程中产生的、主要成分为铁及其氧化物的粉尘装入成形模中加压成形、固化，从而制造作为其固化物的炼钢粉尘固化物，作为装入上述成形模内的原料，使用将上述粉末和碳作为主成分的粉末混合并造粒的混合造粒体。

在炼钢粉尘固化物的成形过程中，即使提高成形压力，由于内摩擦的缘故，强度也未必能提高。使用粘合剂对于增强炼钢粉尘固化物的强度是十分有效的，但如果添加塑料等粘合剂，由于上面所述的生产成本和环境负担方面的原因是不适宜的。

另外，在电炉等的回收利用所使用的炼钢粉尘固化物中添加碳粉等碳材料对于提高电炉的热效率是极其重要的。这是因为，被添加的碳粉将炼钢粉尘不断进行还原的同时自燃发热，因而可以减少由外部输入的能量，大大改善炉子的热效率。因此，添加碳粉的炼钢粉尘固化物对于炼钢粉尘的回收利用是一个十分有效的措施。以碳为主要成分的粉末，与炼钢粉尘同样，可以在生产钢铁的过程中或在其周边容易获得，因此即使进行添加也可以抑制成本增加。但是，添加碳材料有可能损害固化物的强度。

为此，本发明人进行了各种调研和实验验证，结果发现，在相同的成形条件下，上述粉尘如果以造粒的状态装入成形模中加压成形，与将上述粉尘以粉末状态装入成形模中加压相比，可以得到更高的成形密度。使用经过造粒的粉尘加压成形，即使不特别使用粘合剂等强化剂，也可以得到足以满足实用要求的炼钢粉尘固化物的强度。

特别是，作为原料，本发明使用与将上述粉尘和碳作为主成分的粉末混合、进行造粒的混合造粒体，故可同时获得添加以碳为主成分的粉末产生的优点，以及在造粒状态装入成形模中加压成形的优点。为此，可尽可能地不加入添加物、降低成本，更有效地使其具有足够的实用强度，而且可改善再次装入炉中时炉的热效率。