专利名称：炼钢原料用压块及其制造方法
技术领域：
本发明涉及炼钢原料用压块及其制造方法，特别是涉及有效地利用对铁类金属进行喷丸处理时产生的喷丸废渣的技术。
背景技术：
在对铁类金属进行喷丸处理时所产生的喷丸废渣中，一般含有75～95重量％左右的铁类金属粉末和使用过的喷丸珠(钢球)。因此，前述喷丸废渣可以作为炼钢原料成为有效的资源。但是，该喷丸废渣易发生起火或者飞溅。再有，由于含有大量的喷丸珠，所以很难通过压缩成形等进行固化。因此，不便于搬运、储存等操作，且无论是在技术上还是成本上都不利于对其进行再利用。所以，实际情况是喷丸废渣作为工业废弃物而被掩埋处理。
然而，这样的喷丸废渣掩埋处理从资源的有效利用的观点来看不是优选的。再有，存在引起环境恶化且废弃成本较高的问题。
发明内容
本发明是鉴于前述问题点而成的，其目的是提供可有效地再利用喷丸废渣的炼钢原料用压块及其制造方法。
为了达成前述目的，本发明的炼钢原料用压块是一种含有铁类金属且干燥了的压块，其是用固化辅助剂对含有铁类金属粉末和大量的喷丸珠的喷丸废渣进行固化而成的。
由于如此构成的炼钢原料用压块是采用固化辅助剂将喷丸废渣进行固化的，所以可以发挥出适当的机械强度，易于进行搬运、储存等操作。而且，由于其是干燥了的固态物质，所以即使是原封不动地投入到高炉，也不会产生爆沸或飞舞排出的危险。而且，由于含有大量的由大于等于90重量％的纯铁形成的喷丸废渣，所以可以减少炼钢时的还原剂的使用量。因此，将喷丸废渣可以作为高品质的炼钢原料进行再利用，不仅有益于环境保护，而且可以降低喷丸废渣的废弃成本。
前述喷丸废渣最好是通过浸渗了前述固化辅助剂的铁类金属粉末来相互结合。由此，以往难于结合的喷丸珠彼此可以容易且牢固地结合。
前述炼钢用的压块最好含有0.5～5重量％的前述固化辅助剂。由此，可以确保作为炼钢原料的品质的同时，可以通过前述压缩成形，容易且牢固地固化喷丸废渣。
前述炼钢原料用压块还可以含有铁类金属的磨削切屑以及油份。在该场合下，可以通过前述油份来防止压块中的纯铁的氧化。所以，可以将磨削切屑以及喷丸废渣作为高品质的炼钢原料进行再利用。
含有前述油份的炼钢原料用压块最好含有5～25重量％的喷丸废渣。由此，可以确保适度的容积密度和机械强度。即，如果喷丸废渣不足5重量％，则由于容积密度变小，所以根据高炉的形式的不同，有可能出现向该高炉投入时压块不能顺利落下的危险。再有，如果喷丸废渣超过25重量％，则当喷丸废渣发生集中时，压块易于从该集中的喷丸废渣部分开始破裂。
在含有前述油份的炼钢原料用压块中，作为前述喷丸废渣最好是钢制喷丸珠。由于在此情况下氧化铁的含量较少，所以作为炼钢用的原料更合适。即，喷丸废渣一般含有钢制的喷丸珠和粉状体，前述喷丸珠含有大于等于90重量％的纯铁，粉状体含有60～65重量％的氧化了的铁粉。所以，压块中的前述粉状体的含量越多，氧化铁的含量就越多。因此，在炼钢时需要增加还原剂的使用量，故不利于降低成本，但是，如果采用除去了前述粉状体的喷丸珠作为喷丸废渣，则压块中的氧化铁的含量减少，可以相应减少还原剂的使用量。
作为前述固化辅助剂最好是从硅酸钠、胶态二氧化硅、磷酸铝、沥青乳剂中选择的至少一种。由此，可以容易且牢固地固化喷丸废渣和磨削切屑等。
本发明涉及的第一炼钢原料用压块的制造方法包括在含有铁类金属粉末和喷丸珠的喷丸废渣中添加固化辅助剂的工序；对添加了前述固化辅助剂的喷丸废渣进行压缩成形的工序；对压缩成形了的喷丸废渣进行干燥的工序。
根据前述第一炼钢原料用压块的制造方法，通过对前述喷丸废渣进行压缩成形，可以使该喷丸废渣中添加的固化辅助剂浸透到几乎全部的喷丸废渣中。因此，无论是否含有大量的喷丸珠，都可以通过该压缩成形，将喷丸废渣固化到所需强度。所以，可以容易且廉价地制造炼钢原料用压块。
前述第一压块的制造方法，在对喷丸废渣进行压缩成形的工序和对压缩成形了的喷丸废渣进行干燥的工序之间，还可以包括在该喷丸废渣中浸渗固化辅助剂的工序。在该场合下，可以得到机械强度更强的压块。
本发明涉及的第二炼钢原料用压块的制造方法依次包括将喷丸废渣混合到含有铁类金属的磨削切屑、以及具有油份和水份的磨削液的磨削泥中，而得到绵状凝集体的工序；对前述绵状凝集体进行压缩成形，而得到纤维状的磨削切屑被剪断且剩余的水份以及油份被除去了的规定形状的脆性成形体的工序；在前述脆性成形体中浸渗固化辅助剂的工序；对浸渗了固化辅助剂的前述脆性成形体进行干燥的工序。
根据前述第二炼钢原料用压块的制造方法，通过对前述绵状凝集体进行压缩成形，对以往难于剪断的纤维状的磨削切屑进行初步剪断，并可以容易将其与喷丸废渣一起进行固化。再有，通过在脆性成形体中浸渗的固化辅助剂，仅对该脆性凝集体进行压缩成形就能够固化成所需强度，因此不必为了固化绵状凝集体而将其进行粉碎。从而，可以容易且廉价地制造炼钢原料用压块。
在前述第二压块的制造方法中，最好混合10～30重量％的前述喷丸废渣。如果绵状凝集体中的喷丸废渣不足10重量％，则难以得到容积密度大的压块。再有，如果绵状凝集体中的喷丸废渣超过30重量％，则难以将其固化，而且在喷丸废渣发生集中的场合下，压块容易从该集中的喷丸废渣部分开始破裂。
在前述第二压块的制造方法中，作为喷丸废渣最好采用钢制的喷丸珠。在该场合下，氧化铁的含量减小，所以可以得到更适合作为炼钢用原料的压块。
在前述第一以及第二压块的制造方法中，作为固化辅助剂，最好采用从硅酸钠、胶态二氧化硅、磷酸铝、沥青乳剂中选择的至少一种。由此，可以对喷丸废渣更容易且牢固地进行固化。特别是，在第二压块的制造方法中，可以容易且牢固地固化含有油份的脆性成形体。
图1是表示本发明第一实施方式涉及的炼钢原料用压块的制造方法的工序图。
图2是表示本发明第二实施方式涉及的炼钢原料用压块的制造方法的工序图。
图3是压块的局部切开的立体图。
图4是表示本发明第三实施方式涉及的炼钢原料用压块的制造方法的工序图。
具体实施例方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细叙述。
图1是表示本发明第一实施方式涉及的炼钢原料用压块的制造方法的工序图。在该压块A的制造中，首先，通过带式输送机1搬运对铁类金属实施喷丸处理时产生的喷丸废渣S(参照图1(a))的同时，对该喷丸废渣S滴下液状的固化辅助剂D(参照图1(b))。
前述喷丸废渣S是由通过喷丸处理而变成小于规定粒径的许多使用过的喷丸珠B、和铁类的金属粉末C等组成的废渣，在前述金属粉末中含有60～65重量％的氧化铁粉末。作为前述固化辅助剂D，采用硅酸钠的100％溶液。
接下来，使用成形模具3通过挤压将添加有前述固化辅助剂D的喷丸废渣S压缩成形(图1(c)、(d))。通过该压缩成形，添加到喷丸废渣S中的固化辅助剂D浸透到几乎全部的该喷丸废渣S中。由此，可以使固化辅助剂D均匀地浸渍到金属粉末C中，而且使其均匀地附着在喷丸珠B的表面上。
接下来，通过对浸渗有前述固化辅助剂D的喷丸废渣S进行例如两天左右的养护(干燥)(参照图1(e))，使该固化辅助剂D固化，而得到炼钢原料用压块A(参照图1(f))。另外，在前述养护时，也可以吹入常温或被冷却的空气来将其快速冷却。
由此，可以得到干燥了的多孔质的压块A。该压块A最好含有95～99.5重量％的喷丸废渣S、以及0.5～5.0重量％的固化辅助剂D，由此，可以确保作为炼钢原料的品质，且容易且牢固地固化喷丸废渣S。即，如果固化辅助剂D不足0.5重量％，则压块机械强度较弱，进行搬运以及其他操作时变得易于破损，如果超过5.0重量％，则相应地铁类金属的含量减少，作为炼钢原料的品质将有所降低。
由此得到的压块A是将喷丸废渣S固化了的多孔质的物质，所以通过养护可以容易且可靠地除去含有的水份。因此，即使是原封不动地投入到高炉也不会产生爆沸或飞舞排出的危险。再有，由于是采用固化辅助剂D将喷丸废渣S固化了的物质，所以可以发挥出适当的机械强度，在搬运、储存等中易于操作。特别是，通过前述压缩成形使固化辅助剂D浸透几乎全部的该喷丸废渣S中，所以可以通过含有前述固化辅助剂D的金属粉末C使喷丸废渣S中的大量喷丸珠B相互结合。因此，可以将喷丸废渣S牢固地固化。而且，由于具有大量含有大于等于90重量％的纯铁的喷丸珠B，所以可以减少炼钢时还原剂的使用量。从而，可以将喷丸废渣S作为高品质的炼钢原料进行再利用。
图2是表示本发明第二实施方式涉及的炼钢原料用压块的制造方法的工序图。该实施方式与图1所示的实施方式不同点是在对喷丸废渣S进行压缩成形的工序和对压缩成形的喷丸废渣S进行干燥的工序之间，追加了在该喷丸废渣S中再次浸渗固化辅助剂D的工序。
该固化辅助剂D的浸渗是通过例如一边由带式输送机7搬运被压缩成形的喷丸废渣S，一边使其浸渍在注入到槽8中的前述固化辅助剂D中来进行的(参照图2(d))。作为注入到前述槽8中的固化辅助剂D采用了由水稀释硅酸钠的物质，由此，可以较好地确保固化辅助剂D对于被压缩成形的喷丸废渣S的浸透性。根据该实施方式，可以进一步提高压块A的机械强度。
另外，即使在第一实施方式中，作为固化辅助剂D也可以采用由水稀释硅酸钠的物质。此时，在压缩成形中，可以使该固化辅助剂D更容易且有效地浸透到喷丸废渣S中。
再有，在前述任意实施方式中，作为固化辅助剂D可以采用从硅酸钠、胶态二氧化硅、磷酸铝中选择的至少一种，其中任意的一种都可以容易且牢固地固化喷丸废渣S。
作为前述压块A的形状，也可以是如图1所示的圆柱形状之外的蛋形、杏仁形、橄榄球形等，即在周围边缘部具有圆形，且厚度从周围边缘部向中央部逐渐变厚的大致枕头形状(参照图3)。通过形成这样的形状，可以得到对压缩载荷耐受力强不易压坏，且不易产生角部等的局部破损的压块A。
图4是表示本发明第三实施方式涉及的炼钢原料用压块的制造方法的工序图。在该压块A的制造中，首先，用带式输送机1搬运磨削加工铁类金属时产生的磨削泥E(参照图4(a))的同时，将喷丸废渣S下落到该磨削泥E上，而得到混合有该喷丸废渣S的绵状凝集体M(参照图4(b))。前述磨削泥E是含有磨削切屑和磨削液的绵状的物质。再有，喷丸废渣S是对铁类金属实施喷丸处理时产生的物质，且是由通过喷丸处理而变成小于规定粒径的使用过的喷丸珠B、和含有60～65重量％的氧化了的粉状体构成的物质。该喷丸废渣S的混合量是10～30重量％。如果绵状凝集体M中的喷丸废渣S不足10重量％，则难以得到容积密度大的压块A。再有，如果绵状凝集体M中的喷丸废渣S超过30重量％，则在后续工序中固化变得困难，而且在喷丸废渣S发生集中的场合，压块A容易从该喷丸废渣S集中的部分开始破裂。
接下来，加压压缩前述绵状凝集体M，预备性地调整磨削泥E所含有的作为磨削液成分的水份以及油份的含量。该绵状凝集体M的加压压缩是例如通过设置在前述带式输送机1的搬运端附近的一对辊子2之间夹持来进行的(参照图4(b))。此时，最好是将绵状凝集体M调整成含水率在不超过50重量％的范围，含油率在不超过10重量％的范围。由此，绵状凝集体M的搬运、储存等操作变得容易。
进一步，使用成形模具3通过挤压将调整了水份以及油份的含有量的前述绵状凝集体M压缩成形而得到脆性成形体F(参照图4(c))。通过该压缩成形，磨削泥E所含有的螺旋纤维状的磨削切屑被初步剪断。将剩余的水份以及油份除去，而使得前述脆性成形体F的含水率被调整在2～12重量％，含油率被调整在1～5重量％的范围。由此，可以通过最小限度的残留油份来有效地防止磨削切屑氧化。在前述工序中，预先将磨削泥E的含水率调整在不超过50重量％的范围，且将含油率调整在不超过10重量％的范围，因此可以仅通过压缩成形，容易且适当地调整前述脆性成形体F的水份以及油份的含有比例。
前述脆性成形体F形成为圆柱形、球形、角柱形等易于操作的形状，而且被固化在向下一工序搬运时等情况下不会被损坏的强度。
接下来，在前述脆性成形体F中浸渗液体状的固化辅助剂D。该固化辅助剂D的浸渗是通过例如一边用带式输送机7搬运脆性成形体F，一边使其浸渍在注入到槽8中的前述固化辅助剂D中(参照图4(d))。作为该固化辅助剂D，最好采用从硅酸钠、胶态二氧化硅、磷酸铝中选择的至少一种。在该实施方式中，主要采用硅酸钠。最好是使其浸渗2～30重量％的该固化辅助剂D。由此，可以容易且牢固地固化脆性成形体F。而且，作为前述固化辅助剂D，也可以采用醋酸乙烯等有机粘合剂。
接下来，通过对浸渗有前述固化辅助剂D的脆性成形体F(参照图4(e))进行养护(干燥)而除去其含有水份(参照图4(f))，得到炼钢原料用压块A(参照图4(g))。该养护最好是进行两天左右，从而可以确实地除去所含有的水份。在进行前述养护时，可以吹入常温或被冷却的空气来将其快速冷却。
由此，可以得到含有喷丸废渣S、铁类金属的磨削切屑E、铁份以及油份且干燥了的压块A。这样得到的压块A含有5～25重量％的喷丸废渣S。
前述压块A是将脆性成形体F固化了的多孔的物质，通过养护可以容易且确实地除去所含有的水份。因此，即使原封不动地投入高炉也不会发生爆沸或飞舞排出的危险。
压块A中的喷丸废渣S的含量是5～25重量％，因此成为具有适当的容积密度和机械强度的物质。即，对于炼钢原料用压块A，要求其在向高炉投入时不发生飞舞且顺利地落下。因此，有时根据高炉的种类，要求容积密度大于等于0.2，而如果压块A中的喷丸废渣不足5重量％，则有可能不能满足该要求。此外，如果压块A中的喷丸废渣超过25重量％，则在压块A中的喷丸废渣产生集中的情况下，该压块A容易从喷丸废渣部分开始破裂。
进一步，在前述压块A的制造方法中，常常是在保持部分磨削液的油份的状态下来进行加工的，所以可有效地防止纯铁的氧化。例如，采用含有轴承钢(SUJ-2)的磨削切屑的磨削泥E来制造的压块A含有60～90重量％的纯铁的情况已被证实。从而，熔解成品率大于等于80％，是非常高的，可以作为高品质的炼钢原料有偿提供给炼钢厂商。而且，由于其是固体，因此易于搬运及其他操作。
而且，前述制造方法不需要粉碎和微细化绵状凝集体M的工序，就可以固化该绵状凝集体M，所以可以高效率地制造压块A。
前述压块A的制造方法特别适合用于含有大于等于0.2重量％的碳的磨削切屑的再利用。这样的磨削切屑弹性变形回复很大，固化困难。通过适用本发明的制造方法，可以排除该弹性变形回复的影响，容易得到牢固地固化了的压块A。另外，作为含有大于等于0.2重量％的碳的磨削切屑的代表例子，可以举出轴承钢的磨削切屑。
在前述实施方式中，虽然作为喷丸废渣S采用了具有使用过的喷丸珠和含有氧化了的铁粉的粉状体，但是也可以使用筛选除去了前述粉状体而仅有喷丸珠的物质。在该场合下，压块A中的氧化铁的含量减少，所以可以相应地减少炼钢时还原剂的使用量。因此，更适合作为炼钢原料用的原料。
在前述第三实施方式中，作为压块A的形状，除前述圆柱形状之外，也可以是蛋形、杏仁形、橄榄球形等的在周缘部是圆形，厚度从周缘部向中央部逐渐变厚的大致枕头形状(参照图3)。
再有，前述压块A也可以是将在喷丸废渣S中混合有在由电炉和平炉等炼钢时或在精炼铜、铅、氧化锡、黄铜等金属等时产生的细小粉尘(所收集的粉尘)物质，通过固化辅助剂D固化了的物质。
权利要求
1.一种炼钢原料用压块，其是含有铁类金属且干燥了的压块，其特征在于，用固化辅助剂对含有铁类金属粉末和大量的喷丸珠的喷丸废渣进行固化而成。
2.根据权利要求1所述的炼钢原料用压块，其特征在于，前述喷丸珠通过浸渗了前述固化辅助剂的铁类金属粉末而相互结合。
3.根据权利要求1所述的炼钢原料用压块，其特征在于，含有0.5～5重量％的前述固化辅助剂。
4.根据权利要求1所述的炼钢原料用压块，其特征在于，还含有铁类金属的磨削切屑以及油份。
5.根据权利要求4所述的炼钢原料用压块，其特征在于，含有5～25重量％的前述喷丸废渣。
6.根据权利要求4所述的炼钢原料用压块，其特征在于，前述喷丸废渣是钢制的喷丸珠。
7.根据权利要求1或4所述的炼钢原料用压块，其特征在于，前述固化辅助剂是从硅酸钠、胶态二氧化硅、磷酸铝、沥青乳剂中选择的至少一种。
8.一种炼钢原料用压块的制造方法，其特征在于，包括在含有铁类金属粉末和喷丸珠的喷丸废渣中，添加固化辅助剂的工序；对添加了前述固化辅助剂的喷丸废渣进行压缩成形的工序；对压缩成形了的喷丸废渣进行干燥的工序。
9.根据权利要求8所述的炼钢原料用压块的制造方法，其特征在于，在对前述喷丸废渣进行压缩成形的工序和对压缩成形了的喷丸废渣进行干燥的工序之间，还包括在该喷丸废渣中浸渗固化辅助剂的工序。
10.一种炼钢原料用压块的制造方法，其特征在于，依次包括将喷丸废渣混合到含有铁类金属的磨削切屑、以及具有油份和水份的磨削液的磨削泥中，而得到绵状凝集体的工序；对前述绵状凝集体进行压缩成形，而得到纤维状的磨削切屑被剪断且剩余的水份以及油份被除去了的规定形状的脆性成形体的工序；在前述脆性成形体中浸渗固化辅助剂的工序；对浸渗了固化辅助剂的前述脆性成形体进行干燥的工序。
11.根据权利要求10所述的炼钢原料用压块的制造方法，其特征在于，混合10～30重量％的前述喷丸废渣。
12.根据权利要求10所述的炼钢原料用压块的制造方法，其特征在于，前述喷丸废渣是钢制的喷丸珠。
13.根据权利要求8或10所述的炼钢原料用压块的制造方法，其特征在于，作为前述固化辅助剂，采用从硅酸钠、胶态二氧化硅、磷酸铝、沥青乳剂中选择的至少一种。
全文摘要
本发明提供一种可以有效地再利用喷丸废渣的炼钢原料用压块及其制造方法。在由含有铁粉的金属粉末和喷丸珠构成的喷丸废渣中，滴下固化辅助剂，然后将该喷丸废渣压缩成形。对该压缩成形了的喷丸废渣进行干燥。将喷丸废渣混合到含有铁类金属的磨削切屑、以及具有油份和水份的磨削液的磨削泥中，而得到绵状凝集体。将该绵状凝集体压缩成形，而制作纤维状的磨削切屑被初步剪断且剩余的水份以及油份被除去了的脆性成形体。在该脆性成形体中浸渗固化辅助剂并固化，然后进行干燥。
文档编号B01J2/28GK1922335SQ20058000562
公开日2007年2月28日 申请日期2005年2月25日 优先权日2004年2月25日
发明者松田光马 申请人:株式会社捷太格特