CN100529122C - 用于还原性钢精炼的钢精炼材料及其造粒的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及还原性钢精炼用的钢精炼材料的造粒方法，包括的步骤有：至少混合炼钢粉尘、铝灰和调色剂粘合剂的树脂成分，以形成混合物；对所述混合物进行加压和造粒，以便获得一种颗粒状的钢精炼材料，其中树脂成分包括用于提高润滑性和流动性的添加剂，并且在所述混合步骤以及加压和造粒步骤中不进行外部加热。

Description

用于还原性钢精炼的钢精炼材料及其造粒的方法
技术领域
本发明涉及一种处理炼钢粉尘用的颗粒材料及其制造方法，所述材料用于收集有价值的金属，该金属来自由炼钢装置如电炉和转炉的和高温排出气体一起所产生的金属和金属氧化物组成的混合粉末型粉尘，以及从钢轧制或酸洗工艺前后的退火工艺中收集的废物如氧化铁皮(所谓的炼钢粉尘)，另外，上述材料是用粘合剂成型和固化的铝灰制成的，该粘合剂是一种树脂材料如电子照相显影剂，或者来自制造工艺过程的标准以下的调色剂，或者从市场回收而收集的，这样所述材料具有高颗粒强度和高还原效率。
背景技术
对于再次使用调色剂有各种方法。在日本专利申请待批(JP-A)2001-003063中，讨论了下列课题：a)根据调色剂的组成和性质判断，决定目的是能利用超细颗粒，且易于分散的调色剂并提供一种易于处理废调色剂的处理方法，b)发现市场上70-80％的调色剂含有40％重量-50％重量的铁粉，其调色剂的粒径为数微米，最高为20微米，c)可以得出的结论是，利用炼铁厂的废调色剂，更具体的说，通过混合装置混合废调色剂与烧结用的材料，然后通过烧结装置烧结该混合物，废调色剂中所含的铁粉可以作为铁源使用，并且含于废调色剂中的部分树脂燃烧以加热作为粉状焦碳的代用品，而废调色剂不分散，原因是通过与其它适于烧结的原料混合以易于处理，而进行烧结。
另外，在JP-A号2003-138320中，陈述了常规粘合剂具有一些缺点，如需要水以进行造粒，难于保持形状以及产生大量的黑烟以破坏环境，因此提出一种粘合剂以改进上述缺点，这种粘合剂包含一种具有合适软化温度的树脂如调色剂用的粘合树脂，优选100℃或以下，如多元醇型树脂、苯乙烯-丙烯酸的共聚物或聚酯树脂。另外，还描述了废调色剂能用于上述的粘合剂，其有利于制造一种熔剂，用于基于铝废物如铝熔渣以及铝灰的炼钢，因为不需要水并且这些是防水性的。
在JP-A 2003-251323中，提出了一种回收系统，用于提供一种对多种回收作业具有有效的同时处理能力的装置。该系统包括能接受有关循环对象的输入信息的传递单元，并且具有CPU、RAM和ROM以输送第一分类条件，通过粉碎条件以分类用于回收的对象材料，借助于原材料的第二分类条件和借助于以后的必要下列步骤的第三分类条件，以便把对象材料分类至各相应的步骤，以达到本发明的目的。
然而，上述JP-A 2001-003063中所说明的技术限定了回收工艺是通过反向的繁重对比而提供(调色剂供给者给予的)。基于上述方案，因为作为调色剂的主要成分的树脂(粘合剂树脂)无法提供足够的附加值。尽管含于调色剂中的树脂能被用于代替焦碳，然而这仅仅是一部分，大部分仍然作为废气被排放并在炼钢工艺过程中通过废气处理设备而进行处理。另外，在烧结工艺中所添加的调色剂的浓度限制在0.5％或以下，因为调色剂的组成随着调色剂的种类变化，而且变化可影响烧结矿物的还原状态。因此认为调色剂对于烧结材料有低功能效率(经济价值)。
尽管上述JP-A 2003-138320中所描述的技术实施了有价值材料的回收，但是限制在不含铁的调色剂(非磁性调色剂)作为回收的对象材料。因此，上述JP-A2001-003063中所示的工艺必须用于磁性调色剂。
另一方面，从历史上可知金属铝和碳质还原剂(有机碳质材料)可以用于还原炼钢粉尘以收集有价值的金属材料。
过去，曾以各种方式回收炼钢粉尘进行实验。例如，提出过一种干燥和粉碎炼钢粉尘，然后在电炉中用电弧处理的方法，还有一种将粉尘与还原剂如焦碳一起在炉内进行还原，并收集金属氧化物的方法(日本专利申请公开(JP-B)64-005233，JP-A 8-337827)。然而，这些常规的方法需要另外的还原剂，因此回收炼钢粉尘的成本超过回收的价值。制定另外一种方案(JP-B3146066，JP-A 11-302749)，以有效地收集炼钢粉尘中的有价值金属，该方案有一个问题，因为它需要立式熔融还原炉，一种相当独特的形式，用户必须有这种炉子。
尽管已经知道作为资源的炼钢粉尘与还原剂如焦碳一起在电炉中回收，但是还原的效率低，而且材料的粉末状态在收集、运输以及送入炉内时，不可避免地引起工作环境的恶化。为避免上述这些问题，提出了添加作为粘合剂的水、淀粉或PVA的方案以进行粒化。但是，这样的一种方法在模制后只能提供具有低颗粒强度的颗粒，并且在运输至炉内和倒入炉内时肯定要产生粉尘，造成收集效率低，工作环境不可避免的变坏。尽管还提出其它具有高颗粒强度的炼钢粉尘的一些造粒方法(JP-A 2001-214222，JP-A 2001-294947)，这些方法都必须有限地选择粘合剂，从而提高了成本，并在利用废塑料材料作粘合剂时，还产生了一些问题，即塑料含量可以更高，而它影响最终产品的变化，还限制造粒机械和颗粒的构型。另外，来自电子照相显影剂制造工厂的低标准的部分(如调色剂)，以及为了回收的目的，主要从市场收集复印机和印刷机的电子照相显影剂，作为碳源用于鼓风炉，但是这也有因逆向的麻烦对比而处理的问题。
本发明者早已提出了一种调色剂的回收系统，该系统由调色剂的收集方法和造粒方法组成，其中调色剂收集方法适用于工厂生产的用过的调色剂和低于标准的调色剂直至预定范围的调色剂，而在粒化方法中，如上收集的调色剂用作原料并与炼铝工艺产生的铝灰一起加入(JP-A 2002-196487)。
目的和优点
本发明旨在解决上面讨论的问题。
本发明的目的在于，改善有价值的金属的收集效率，以提高收集价值，通过使用包括从炼钢设备如电炉或转炉与高温废气一起收集的金属和金属氧化物的复合的粉尘，从铣削钢工艺前后的退火和酸洗工艺中收集的包括如氧化铁皮的含Fe的废物(下文，将这些粉尘和废物称作“炼钢粉尘”)和与铝灰一起。这种炼钢粉尘与铝灰混合以便调节碱性从而提高了使用铝灰中的金属铝的还原反应性。
本发明的另一目的在于，进一步提高还原能力并能回收磁性调色剂中的金属铁作为铁的资源，方法是把用于电子照相术的显影剂与炼钢粉尘和铝灰混合，其中混合物通过造粒时的加热而软化或液化，然后再把显影剂用作粘合剂以粘合混合物的粉末材料。
本发明还有一个目的在于，制成具有高模压强度而不破坏工作环境的颗粒状的精炼材料，以有效地从炼钢粉尘和电子照相术用的显影剂中回收有价值的金属，并提高废显影剂的资源回收效率。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的发明者们为了实现本发明通过发现而进行了严格的研究：a)炼钢粉尘中的金属成分能通过炼钢粉尘与铝灰的混合以调节碱度和组成而得到有效地收集，b)金属氧化物能通过铝灰中的具有高还原能力的金属铝而有效地还原，c)当添加包含添加剂或包含调色剂粘合剂树脂的电子照相显影剂时，粘合作用提高，因为这些材料的优良流动性甚至有助于分散作用和混合，此外，含于电子照相显影剂中的树脂，通过在模压时加热软化或熔化，因此可以看到在粉末成分上的粘合作用，d)树脂和炭能提供还原作用，和e)所有包括树脂型以及磁性型的电子照相显影剂都可以使用。此外，本发明的“添加剂”意指石蜡成分，具有高脂肪酸的金属盐，如硬脂酸锌，具有高脂肪酸的酰胺，如硬脂酸酰胺，以及细粒的金属氧化物，如加到电子照相调色剂和显影剂中的氧化铝、氧化钛和二氧化硅，以控制调色剂和照相显影剂颗粒的团聚性质，还有提高这些材料的润滑性能和流动性。这些添加物按类型进行分类，一种是混合有在调色剂制造工艺过程中用于调色剂的粘合剂树脂，然后(内置添加剂)在成象或定影时渗出到调色剂颗粒的表面上，而另外一种是添加到调色剂或后来的显影溶液中的外置添加剂(细粒的氧化铝和细粒的氧化钛经常被分到这种类型中)。石蜡类能在同一调色剂或显影溶液中作为内置添加剂和外置添加剂。这些添加剂相对于100份重量的粘合剂树脂的比例优选为0.01份重量-40份重量，而0.1份重量-30份重量更为理想。
本发明的第一方面是用于还原性钢精炼的钢精炼材料的造粒方法，包括的步骤有：至少混合炼钢粉尘、铝灰和调色剂粘合剂的树脂成分，以便形成一种混合物；对混合物进行压制和造粒，以便获得颗粒状的钢精炼材料，其中树脂成分包括用于提高润滑性和流动性的添加剂，并且在混合步骤和压制和造粒步骤中不从外部加热。
本发明的第二方面是按照第一方面的钢精炼材料的造粒方法，其中把钢精炼材料装入电炉或钢包炉，以便收集炼钢粉尘中的金属和金属氧化物。
本发明的第三方面是按第一和第二方面中的任一方面的钢精炼材料的造粒方法，其中混合步骤包括炼钢粉尘、铝灰和树脂成分的捏合步骤。
本发明的第四方面是按照第三方面的钢精炼材料的造粒方法，其中捏合步骤和压制和造粒步骤产生热量，在任一步骤产生的热量都使树脂成分粘合混合物。
本发明的第五方面是按照第一到第四方面中任一方面的钢精炼材料的造粒方法，其中树脂成分是从电子照相术的显影剂中获得的，并且混合步骤是混合炼钢粉尘、铝灰和含有树脂成分的显影剂的步骤。
本发明的第六方面是按照第五方面的钢精炼材料的造粒方法，其中显影剂是在显影剂制造工艺过程中获得的偏离规格的产物，或回收的显影剂。
本发明的第七方面是按照第一到第六方面中的任一方面的钢精炼材料的造粒方法，其中在压制和造粒的随后步骤中施加50℃-200℃的加热，以便对粒状的钢精炼材料具有高的抗碎强度和低的粉末含量。
本发明的第八方面是按照第一到第七方面中的任一方面的钢精炼材料的造粒方法，其中压制是通过在加压和造粒步骤中使用高压造型机完成的。
本发明的第九方面是用于钢的还原性精炼的精炼材料，该材料包括：炼钢粉尘、铝灰和调色剂粘合剂中的树脂成分，其中树脂成分包含用于提高润滑性和流动性的添加剂。
本发明的第十方面是按照第九方面的所述精炼材料，其中树脂成分是从电子照相术用的显影剂获得的，而精炼材料包含炼钢粉尘、铝灰和含树脂成分的显影剂。
本发明的第十一方面是按照第十方面的所述精炼材料，其中显影剂是在显影剂制造工艺中得到的不合规格的产物，或回收的显影剂。
本发明第十二方面是按照第九或第十方面中的任一方面的所述精炼材料，其中炼钢粉尘含量为30％重量-80％重量，铝灰的含量为10％重量-50％重量，而显影剂的含量为2％重量-20％重量。
本发明的第十三方面是按照第九到第十二方面中的任一方面的所述精炼材料，其中添加剂的含量相对于100份重量的树脂成分为0.01％份重量-40％份重量。
本发明的第十四方面是按照第九方面到第十三方面中的任一方面的所述精炼材料，其中添加剂至少是金属氧化物、高脂肪酸盐、高脂肪酸酰胺和石蜡中的一种。
本发明的第十五方面是按照第十四方面的所述精炼材料，其中添加剂包括硬脂酸锌。
本发明的第十六方面是按照第九到第十五方面的所述精炼材料，其中炼钢粉尘含有金属和金属氧化物，该金属和金属氧化物是通过使所述精炼材料装入电炉或钢包炉而收集的。
本发明的第十七方面是按照第九到第十六方面中的任一方面的所述精炼材料，其中所述精炼材料是从包含下列步骤的过程获得的：至少混合炼钢粉尘、铝灰和树脂成分，以便形成混合物；和对该混合物进行压制和造粒处理，以便获得粒状的钢精炼材料，其中在混合步骤和压制以及造粒步骤不从外部加热。
本发明的第十八方面是按照第十七方面的所述精炼材料，其中混合步骤包括炼钢粉尘、铝灰和树脂成分的捏合步骤。
本发明的第十九方面是按照第十八方面的所述精炼材料，其中捏合步骤和压制与造粒步骤产生热量，在任一步骤中产生的热量都可使树脂成分粘合混合物。
本发明的第二十方面是按照十七方面的所述精炼材料，其中在压制和造粒的随后步骤中在50℃～200℃下加热。
本发明是将由炼钢工艺和切削钢工艺中收集的炼钢粉尘，与铝灰和电子照相术用的显影剂混合，调节该混合物的碱度或组分，压制成型时施加热量或加热，再造粒。通过把颗粒装入电炉或钢包炉，由于粘合作用、炭含量以及电子照相术用的显影剂的树脂成分的结果，还原能力得以提高并可使其铁含量作为铁资源回收。
在本发明中，从粘合作用的观点考虑，优选使用含有大量粘合剂树脂的电子照相术用的显影剂，如含树脂的调色剂。从回收的炼钢粉尘中收集有价值的金属的观点考虑，还优选使用含磁性铁素体的电子照相术用的显影剂。在现时的情况下，从环境保护和回收的观点考虑，大部分含磁性铁素体的显影剂不用作资源，所以这种显影剂的利用是优选的。
有关本发明的显影剂是粉末状的，并且通常含有外置添加剂的石蜡，致使在常温下具有高的流动性，并且易于与其它的组分混合。另外，包含氧化铝以调节其碱度，并且抑制熔点的升高。CaO，一种典型的用于消除硫组分的试剂，具有高达2750℃的高熔点，虽然仅仅是用于有效脱硫而维持高碱度是没有必要的，但大量使用CaO，对于维持相当于SiO2含量多达CaO/SiO2＝2.5摩尔-3.0摩尔的泥渣流动性是必要的。因此，在大部分的硫和氧被去除的还原步骤，钢出渣步骤以及断炉精炼步骤(一个在脱除Si(包括熔融钢中用于脱氧的残余金属Si)、P和C的氧化步骤之后的步骤，其熔融钢中的大部分S和O已脱出)时，要防止脱硫。另外，反映近来调色剂树脂的低熔点和快速沉降的性质，符合节能以及对电子照相装置快速作用的要求，它能与铝灰和炼钢粉尘均匀混合，并且搅拌和混合或加压成型时通过机械力进行混合，使得造粒(团块制造)容易，还有，冷却和固化后具有高机械强度，从而可以提供适于精炼的高强度的颗粒。另外，炼钢粉尘的精炼工艺通常委托给付操作费报酬的锌收集承包者。由于本发明的锌含量高于炼钢粉尘，所以期待的操作费用按收集锌的数量比例被折扣。估计炼钢粉尘中的锌含量一般达15％-20％，但是本发明的锌含量可通过从显影剂中的硬脂酸锌可获得锌而提高。
由于使用流动性以外置添加剂作粘合剂得以提高的树脂，所以能提供具有高还原效率的高成型强度的颗粒，这意味着由炼钢粉尘制成颗粒，其特征在于以改进炼钢粉尘中的金属和金属氧化物的还原，有效回收有价值的金属。由于这种方法能使用制造工艺的低标准部分的材料和从市场上回收的材料，所以它对于环境和经济来说是非常有利的。
因为铝灰主要由金属铝和氧化铝组成，所以使用铝熔融步骤如铝精炼工艺和铝成型工艺的废铝，或使用因为构型或表面积不能作熔融铝而有效回收的废物，所以就环境和经济而言，它是非常有利的。
可以获得高还原能力和高造粒成型强度的颗粒，其特征在于使用炼钢粉尘与已调节含量的铝灰作为主要原料，以及出于粘合目的作为添加剂的电子照相显影剂的混合物，用于收集炼钢粉尘中所含的金属和金属氧化物。
具体实施方式
在本发明中用作炼钢粉尘的金属和金属氧化物的混合颗粒，可以在电炉工艺和其它炼钢工艺中产生和收集，而使用的氧化铁皮(Fe和少量的Fe低价氧化物)是从铣削工艺前后的酸清洗和退火步骤中收集的。在使用由湿式洗涤器回收的粉尘，或清洗工艺产生和收集的氧化铁皮，都可含有大量的水，因此优选去除水到某种程度。
用于本发明中的炼钢粉尘能从普通钢中回收有价值的金属，然而不锈钢的炼钢粉尘在经济上更有效，因为该工艺能够回收更高价值的金属如Ni和Cr。
本发明陈述的“电子照相术用显影剂”包括的材料有石松子颗粒、含有着色树脂粉末和玻璃珠的两组分显影剂、单组分非磁性绝缘雾化颗粒、单组分非磁性绝缘调色剂、含有验电粉末(调色剂)和磁性载体(直径：50微米-700微米)两组分显影剂、导电调色剂、部分导电磁性调色剂、含有调色剂和粘合剂载体的两组分显影剂、绝缘磁性调色剂、含有绝缘磁性调色剂和导电磁性粉末(磁性载体)的两组显影剂、由两种粒径和摩擦电阻不同的调色剂组成的磁性调色剂，并且为了提高润滑性和流动性与添加剂一起加入。添加剂包括金属氧化物，如氧化铝、氧化钛和二氧化硅，高脂肪酸的金属盐，如硬脂酸锌，高级脂肪酸酰胺，如硬脂酸酰胺，石蜡等。
如上所述，用于本发明中的显影剂是粉末状材料，它在常温下具有高流动性，并易于与其它的材料混合，并且其碱度可以调节，精炼材料的熔点要保持，以使其熔点不升高。此外，要防止在大部分的S和O被除去的还原步骤，钢输出步骤和卸炉精炼步骤(一种从熔融钢去除主要S和O的步骤)进行脱硫。另外，显影剂易于熔化且在熔融状态下粘度很低，这反映近代调色剂的特征如低温和快速定影，因此显影剂要均匀地与铝灰和炼钢粉尘混合，通过搅拌，加压成型等施加机械力而捏合熔融物，由此易于造粒(形成团块)。如此获得的颗粒状精炼材料具有高强度。希望炼钢粉尘显示较低的处理成本，因为其锌含量从硬脂酸锌得到提高。有可能通过观察粘合剂树脂的性能，外置添加剂的性能以及着色颗粒的尺寸，来判断精炼材料是否是基于本发明，还是不基于本发明。从作为在高质量纸上的调色剂成象记录介质的定影和热阻容量的观点考虑，用于调色剂粘合剂的树脂的正常MP(熔点)，是180℃或以下，优选为140℃或以下。如上所述，所使用的添加剂是金属氧化物，如氧化铝、氧化钛和二氧化硅，高级脂肪酸的金属盐，如硬脂酸锌，高级脂肪酸酰胺，如硬脂酸酰胺，以及石蜡。由于调色剂的平均粒径一般为4微米-10微米，调色剂中所含有的着色剂的粒径自然低于调色剂的，比普通着色剂的粒径小得多。
由于使用通过作为粘合剂的添加剂而提高流动性的树脂，所以可以获得具有高还原效率和高成型强度的颗粒状材料。由炼钢粉尘制成的颗粒状精炼材料，对于含于所述粉尘中的金属和金属氧化物的有效回收能起作用。作为显影剂，还可以利用显影剂制造工艺过程中所获得的偏离规格的产物，或者从市场上收集的回收显影剂，这对于环境和经济是有利的。
作为主要由金属铝和氧化铝组成的铝灰，它是由铝精炼和铸造工艺收集的废物，或者由于构型或表面积难以回收的熔融铝的废弃部分制成的，因此对于环境和经济非常有利。
由炼钢粉尘精炼成的颗粒状材料，其特征在于，回收有价值金属的金属和金属氧化物，是通过使用作为主成分的炼钢粉尘与铝灰与另外加入作为粘合剂的电子照相术用的显影剂一起的混合物获得的，具有高的还原效率，和高的成型强度。
在下文中，将更具体地描述本发明。
在原材料制备时，炼钢粉尘的水含量借助于风干，或者干燥器，如回转窑、隧道炉或电炉调节到10％重量或以下。
使用混合器或合适的装置，将30％重量-80％重量的炼钢粉尘，10％重量-50％重量的铝灰，和2％重量-20％重量的电子照相术用的显影剂彻底地混合。使用的炼钢粉尘和铝灰在需要调节其性能时，可以添加铝基添加剂，而其添加量要依据炼钢粉尘、铝灰和显影剂的组成或粒径适当地进行调节。显影剂可以单独使用，也可以将两种或多种组合起来使用。
之后，对上述的混合物进行加压造粒，以形成颗粒状的精炼材料。能产生足够热量的高压造型机对于该成型步骤是理想的，产生低热量的机械如低压造型机或造粒机可同样进行。在加压和造粒之后，于50℃-200℃下向材料施加热量时，颗粒状的精炼材料能达到较高的抗碎强度和较低的粉化速度，由此，颗粒状的精炼材料作为电炉的原料而能重复使用。
由于由炼钢粉尘制成的颗粒状精炼材料使用电子照相术用的显影剂作粘合剂，它是具有流动性高的细颗粒，即使加入量少时，也能均匀地分散在整个原料中。这样使得颗粒状的精炼材料具有高硬度和低粉化速度，还能使它成为安全的粘合剂，没有潜在的着火危险，这与使用因热而着火的HARTALL相反。
因为显影剂的大部分成分是有机物质，所以在电炉、钢包炉或转炉中会烧掉，因此对增加炼钢粉尘是没有问题的，而且它作为还原剂和热量发生剂是有效的添加剂。
如上所述，本发明使用炼钢粉尘、铝灰和电子照相术用的显影剂制造颗粒状精炼材料，以使粉尘中可回收的组分如Fe、Ni或Cr源的资源，这样可以降低炼钢的费用，在经济上是非常有利的。
尽管有许多的废塑料可以作粘合剂使用，但是必须把它们制成细粒，以便在用量很小时也能显示粘合作用。因此，普通塑料，必须复杂的工艺使其制成细粒，因为所产生的热量会影响粘度的提高，花费很大且从成本评价观点考虑，不适合炼钢粉尘造粒。
尽管参照下文的实施方案对本发进行更具体地说明，但不限于这些实施方案。
(实施方案1)
通过使用电子照相术用的显影剂，即两组份的含树脂调色剂和单组份的磁性调色剂以及也可用于燃料或还原剂的作为粘合剂使用的塑料材料，制成颗粒状精炼材料，而观察粘合剂的性能和粘合作用。
普通的废塑料物是，例如塑料瓶、袋、包装材料、膜、盘、杯、磁卡、磁带、flecon袋、板、涂敷的线、家用电器、办公用品和汽车零件。将其中的一些通过双螺杆低速切割机(由FUJI SEIKI有限公司制造，型号：FC-22/100)切碎和混合，制成材料的中间批料，然后通过高速切割机(SUPER ALLOYCUTTING，由Tai Chong Enterprise有限公司制造，型号：K.G/CY001)细碎加工处理，(然而，在微碎试验的情况下，使用用于微碎的捣磨机(由CMT有限公司制造，VIBRATING SAMPLE MILL，型号：Ti-100))，制成能在炼钢粉尘中混合的塑料物的破碎混合物，再通过圆形振动筛机(由KOWA KOGYO有限公司制造，型号：KGO-1000)分类，使得全部粒子的尺寸都能通过100目(150微米或以下)。
按表1所示含量混合炼钢粉尘、铝灰和两组份的含树脂调色剂、单组份磁性调色剂和塑料粉中的每一种进行混合。将100Kg的混合物通过V-型混合器(由SANEI KK有限公司制造，型号：OV-II-130)、灰浆搅拌器(由YOKAI机械有限公司制造，型号：Mini3)和一种混合器(由SHINKO FLEX KK有限公司制造，一种在其转鼓中装有叶片且其转鼓本身旋转的改进混合器/试验机)中混合15分钟，再将混合物通过SHITOKOGYO团块机(由SHITOKOGYO有限公司制造，型号：BCS-25)进行造粒，并且通过破碎试验机(由STRICTOBSERVANCE IMADA制造，型号：DPSHII-R)测量预定温度下颗粒状材料的成型强度(抗碎强度)。
抗碎强度试验的结果示于表2中。在显影剂的情况下，抗碎强度随着添加剂量和加热的温度而成比例地提高，塑料粉的抗碎强度低于显影剂的，且其抗碎强度与添加量不成比例。表2所列的数据是平均值，并且每份显影剂样品10个数据点的范围在20％，在塑料粉的情况下变化超过某些样品的50％，因此明显地其分散性差。这是因为对显影剂使用外置添加剂以改进流动性，它有助于颗粒状材料提高分散性，即使少量添加也能分布到整个的材料中，以显示粘合剂的必要性能，鉴于塑料粉的分散性差，大量的添加才能提供更好调整的粘合作用且总强度峰小，然而产品的组成不能另人满意。
表1
Figure C20041008975400141
表2
Figure C20041008975400151
根据表2所示结果判断，可以理解作为粘合剂的显影剂对于粉状原料无须预处理，但它必需具有粘合剂的性能。
另外，可以证实，通过利用加压和造粒时所产生的热量，或者在加压和造粒后施加200℃或以下的加热，这种材料的抗碎强度可以进一步提高，粘合作用也能提高。
(实施方案2)
用于说明在批量生产装置上的粘合作用的例子，将3600Kg的炼钢粉尘，2100Kg的铝灰(含25％重量-35％重量的金属铝)和300Kg两组份含树脂调色剂，在SHINKO FLEX KK有限公司制造的混合器型的设备(混合器装入混合/成型线中)中混合30分钟，然后通过由中国制造的干燥和高压型团块机进行造粒(模拟批量生产的造粒机，型号：LYQ3.0，合格证上的生产能力为3000Kg/小时)。从生产开始每30分钟取颗粒状材料样品10个，测量抗碎强度以观察其随时间的变化。另外，通过在100℃下加热样品来证实加热后的抗碎强度的重复率。测量的结果列于表3中。在表3中，“时间”表示从生产开始经过的取样时间，“体积”表示取样时已生产的体积，“抗碎强度”表示10个样品平均所得到的抗碎强度，以及“加热后的抗碎强度”表示在100℃下加热后由10个样品平均得到的抗碎强度。
表3
  样品号   时间(分)   体积(kg)   抗碎强度(kg/mm<sup>2</sup>)   加热后的抗碎强度(kg/mm<sup>2</sup>)
  1   0.0   50-100   71.6   115.6
  2   0.5   550-650   71.9   115.8
  3   1.0   1150-1250   71.3   115.2
  4   1.5   1750-1850   71.5   115.9
  5   2.0   2350-2450   71.9   116.0
  6   2.5   2950-3050   72.1   115.5
  7   3.0   3550-3650   71.8   115.7
  8   3.5   4150-4250   71.3   115.4
  9   4.0   4750-4850   71.8   115.1
  10   4.5   5350-5450   72.0   115.3
  11   5.0   4950-6000   71.5   115.9
从表3所列的结果可以证明，作为粘合剂的显影剂显示良好的分散性，因为即使显影剂只加5％重量，抗碎强度随时间也没有变化。
然后，通过200Kg的试验机进行同样材料的造粒，并测量其成型强度以观察成型温度对成型强度的影响。结果列于表4中。在表4中，“抗碎强度”表示刚好在造粒后由10个样品平均所获得的抗碎强度，而“加热后的抗碎强度”表示在100℃下加热后通过10个样品平均所获得的抗碎强度。
批量生产机的成型温度为70℃，而刚好在造粒后的颗粒温度为50℃，刚好造粒后的平均强度为71.7Kg/mm2。
试验机的成型温度为50℃而刚好在造粒后的颗粒温度为35℃，刚好在造粒后的平均强度为45.4Kg/mm2。
由两批量生产机和试验机的热试验后的样品的抗碎强度在100℃加热后是115kg/mm2或更高。
根据上述结果，可以得出这样的结论，即通过利用成型过程所产生的热量，可以制造较高抗碎强度的颗粒，而通过在加压和造粒后增加200℃或以下的加热步骤，可以制造更高的成型强度的颗粒。
表4
  抗碎强度   加热后的抗碎强度
  45.4kg/mm<sup>2</sup>   115.8kg/mm<sup>2</sup>
(实施方案3)
在这里，阐述由炼钢粉尘中收集有价值金属的实施方案。
根据实施方案的炼钢粉尘和铝灰中的大部分成分示于表5中。
收集率试验的状况结果如下所示。
[炉：(1)电炉，(2)钢包炉]
[试验操作]
(1)电炉：
[装料方法]
向电炉装废金属
[评价方法]
因为试验时Ni和Cr的装入率是固定的，所以收率根据熔融金属含量计算。
(2)钢包炉
[装料方法]
使材料振动装入钢包炉
[评价方法]
收率是根据从电炉中输出时和添加炼钢粉尘制成的精炼材料后的熔融钢量对比计算的。
试验的混合比是：60％重量的炼钢粉尘，35％重量的铝灰和5％重量的两组份含树脂调色剂。炼钢粉尘是从18-8不锈钢(Cr：17-19％，Ni：8-10％)的制造工艺中收集的，而该材料如实施方案2中所示的按批量生产装置造粒的。
混合材料的主要成分列于表6中。
表5
Figure C20041008975400181
表6
Figure C20041008975400182
当把混合的团块装入钢包炉时，熔融钢中的收集率结果示于表7中。
作为有价值的金属收集标准，也示出当添加只有炼钢粉尘的团块时的收集率结果。
这里所示出的试验结果中，当单独的炼钢粉尘样品与铝灰混合样品的有价值金属的收集率对比时，很明显，包括铝灰和起粘合剂和作为还原剂的电子照相的显影剂的样品显示更高的速率。在单一炼钢粉尘情况下，对于炉渣来说需要碱度调节剂，以有效地收集有价值的金属，还有还原性成分如M-al或C，因为炼钢粉尘含有大量的金属氧化物。通常，当还原剂分散在整个的材料中时，还原效果得到改善，收集率也得到提高，使用外置添加剂的电子照相的显影剂以提高流动性，可以提高还原效力。
也可以使用其它的粉末加以混合，如由使用作为抛物体的不锈钢切割金属线的机加工的工艺中收集的粉末，以便从炼钢粉尘中制成适合有价值的金属回收用的颗粒状精炼材料。另外，添加Ni泥渣是有效的。
表7
Figure C20041008975400183

Claims (20)

1.一种用于还原性钢精炼的钢精炼材料的造粒方法，包括的步骤有：
至少混合炼钢粉尘、铝灰和调色剂粘合剂的树脂成分以形成一种混合物；和
对该混合物进行加压和造粒以便获得一种颗粒状的钢精炼材料，
其中树脂成分包含用于提高润滑性和流动性的添加剂，并且在混合步骤以及加压和造粒步骤中不进行外部加热，
其中所述的添加剂选自石蜡、高级脂肪酸的金属盐、高级脂肪酸的酰胺、以及细粒的金属氧化物。
2.按权利要求1所述的钢精炼材料的造粒方法，其中把所述钢精炼材料装入电炉或钢包炉中以便收集炼钢粉尘中的金属和金属氧化物。
3.按权利要求1所述的钢精炼材料的造粒方法，其中混合步骤包括捏合炼钢粉尘、铝灰和树脂成分的步骤。
4.按权利要求3所述的钢精炼材料的造粒方法，其中捏合步骤和加压与造粒步骤产生热量，在任一步骤中产生的热量都可使树脂成分粘合所述混合物。
5.按权利要求1所述的钢精炼材料的造粒方法，其中树脂成分从电子照相术用的显影剂中获得，而混合步骤是混合炼钢粉尘、铝灰和含树脂成分的显影剂的步骤。
6.按权利要求5所述的钢精炼材料的造粒方法，其中显影剂是在显影剂制造工艺过程中的一种偏离规格的产物，或者是回收的显影剂。
7.按权利要求1所述的钢精炼材料的造粒方法，其中在加压和造粒的后续步骤中于50℃-200℃下进行加热，以便赋予所述颗粒状钢精炼材料以高抗碎强度和低粉末含量。
8.按权利要求1所述的钢精炼材料的造粒方法，其中加压是通过于加压和造粒步骤中使用高压成型机完成的。
9.用于还原性钢精炼的精炼材料，包含：
炼钢粉尘；
铝灰；和
调色剂粘合剂的树脂成分，其中树脂成分包括用于提高润滑性和流动性的添加剂，
其中所述的添加剂选自石蜡、高级脂肪酸的金属盐、高级脂肪酸的酰胺、以及细粒的金属氧化物。
10.按权利要求9所述的精炼材料，其中树脂成分是从用于电子照相术的显影剂获得的，而精炼材料包括炼钢粉尘、铝灰和含树脂成分的显影剂。
11.按权利要求10所述的精炼材料，其中所述显影剂是在显影剂制造的工艺过程中获得的偏离规格的产物，或是回收的显影剂。
12.按权利要求10所述的精炼材料，其中所述炼钢粉尘的含量为30％重量-80％重量，铝灰的含量为10％重量-50％重量，而显影剂的含量为2％重量-20％重量。
13.按权利要求9所述的精炼材料，其中所述添加剂的含量相对于100份重量的树脂成分为0.01份重量-40份重量。
14.按权利要求9所述的精炼材料，其中所述添加剂是细粒的金属氧化物、高级脂肪酸的金属盐、高级脂肪酸酰胺和石蜡中的至少一种。
15.按权利要求14所述的精炼材料，其中所述添加剂包括硬脂酸锌。
16.按权利要求9所述的精炼材料，其中所述炼钢粉尘含有金属和金属氧化物，该金属和金属氧化物是通过把所述精炼材料装入电炉或钢包炉中而收集的。
17.按权利要求9所述的精炼材料，其中所述精炼材料是从包含下列步骤的方法获得的，所述步骤有：
至少混合炼钢粉尘、铝灰和树脂成分以形成一种混合物；和
对所述混合物进行加压和造粒，以便获得颗粒状的所述钢精炼材料，
其中混合步骤以及加压和造粒步骤中不进行外部加热。
18.按权利要求17所述的精炼材料，其中所述混合步骤包括捏合炼钢粉尘、铝灰和树脂成分的步骤。
19.按权利要求18所述的精炼材料，其中捏合步骤以及加压和造粒步骤产生热量，任一步骤中产生的热量都可使树脂成分粘合所述混合物。
20.按权利要求17所述的精炼材料，其中在加压和造粒后的步骤中于50℃-200℃下进行加热。
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