[发明专利]铁系粉末材料及其制法以及制钢原料用团块

说明书

技术领域

本发明涉及铁系粉末材料及其制法以及制钢原料用团块(briquette)。更具体来说，涉及有效地利用铁系金属的研削时产生的研削切粉的技术。

背景技术

在研削(以下作为包括研磨、超精细加工研磨及搭接(lapping)等的概念使用)轴承钢或渗碳钢等铁系金属时产生的切粉作为包含含有水分及油分的研削液、研磨粒等的棉絮状(纤维状)凝聚体而被回收。该棉絮状凝聚体由于含有大量的纯铁，因此尝试过将其作为制钢原料再利用。但是，由于该棉絮状凝聚体含有大量的水分，因此当将其原封不动地投入高炉中时，就会引起因该水分而产生崩沸(水蒸气爆炸)的问题。所以，考虑将棉絮状凝聚体中的水分利用离心分离等除去，然而在该情况下，棉絮状凝聚体中所含的油分也被与水分一起除去，因棉絮状凝聚体的自然放热，作为研削切粉的成分的纯铁变质为氧化铁。因此，为了将其作为制钢原料再利用就必需要进行还原，因还原剂的使用等会导致成本升高。

另外，所述附着了油分的研削切粉由于难以相互密合，因此即使将棉絮状凝聚体原样地压缩成形，也很难以所需的强度固体化。另外，对于大量地含有碳的含量为0.2重量％以上的铁系金属的研削切粉的棉絮状凝聚体来说，由于压缩时的回弹很大，因此即使将其压缩成形，也很难以所需的强度固体化。所以，即使将压缩成形了的棉絮状凝聚体投入高炉，也会在飞散的同时飞起，从而产生大部分被集尘机回收的问题。

另外，所述棉絮状凝聚体中所含的纤维状的研削切粉由于很难用锤击式粉碎机等粉碎，因此无法将棉絮状凝聚体细细地剪切。由此，也很难将棉絮状凝聚体加工成团块等。

所以，以往，所述棉絮状凝聚体不被再次利用，而是委托给废品处理者填埋处置。

针对于此，本申请人对于由将所述棉絮状凝聚体压缩成形而将纤维状的研削切粉粗略剪切并且除去了剩余的水分及油分的脆性成形体制成的团块及其制法，提出了各种方案(例如参照日本特开2002-121625号公报(专利第3711045号公报)、日本特开2002-146445号公报(专利第3745657号公报)及日本特开2002-194449号公报(专利第3746978号公报))。

例如，在日本特开2002-121625号公报(专利第3711045号公报)中，记载有一种制钢原料用的团块，是含有粉状的纯铁和油分的干燥了的团块，通过使无机的固体化辅助剂含浸而固体化脆性成形体，所述脆性成形体是将包含铁系金属的研削切粉和含有油分及水分的研削液的棉絮状凝聚体压缩成形而得，除去了剩余的水分及油分，保持了1～5重量％的用于防止纯铁的氧化的油分。

根据该公报记载的团块，通过将棉絮状凝聚体压缩成形，就可以很容易地将以往难以剪切的纤维状的研削切粉粗略剪切，另外由于在脆性成形体中含有用于防氧化的规定量的油分，因此可以防止作为研削切粉的成分的纯铁氧化。所以，可以将棉絮状凝聚体作为高质量的制钢原料再利用，不仅有益于环境保护，而且可以削减研削切粉的废弃成本。

但是，所述棉絮状凝聚体的压缩成形例如是使用图4所示的压缩成形机进行的。图4是可以用于棉絮状凝聚体的压缩成形的压缩成形机的说明图，该压缩成形机21具备：圆筒状的压缩部22、在该压缩部22的一端侧可以开闭该压缩部22的一端侧开口地配设的门部23、配设于所述压缩部22的另一端侧而以使其顶推轴24a可以在所述压缩部22的腔室22a内滑动的方式构成的液压气缸24。这样，就可以通过使顶推轴24a前进驱动而将经由形成于所述压缩部22的周壁上的开口(未图示)向该压缩部22的腔室22a内供给的棉絮状凝聚体25压缩成形。此时，棉絮状凝聚体中所含的多余的水分及油分就会从形成于所述门部23上的液体排出路26(该液体排出路有时也形成于门部23附近的压缩部22周壁上)中向外部排出。这样，就可以得到除去了多余的水分及油分而含有规定比例的油分及水分的脆性成形体。

但是，由于在所述棉絮状凝聚体中，含油率高达13重量％以上，因此研削切粉与研削油就会因其粘度而难以分离，所以会有呈现泥状的物质(以下也称作“泥状体”)，该泥状体很难利用如前所述的压缩成形机来压缩成形。即，如果是所述泥状体，则研削液的油分与研削切粉的结合非常强，在压缩时无法仅将研削液挤出，如果将该泥状体压缩成形，则泥状的棉絮凝聚体本身就会从所述液体排出路中喷出，而无法压缩成形。因此，对于泥状的棉絮状凝聚体来说，不得不委托专门的人员进行循环利用处理。

针对于此，作为将泥状体中所含的油分及水分去掉，将该泥状体制成可以压缩成形的程度的粉状体的方法，可以考虑使通过清洗泥状体而去掉了油分的物质干燥的方法；或使泥状体充分地干燥的方法。