CN1898400A - 炼钢炉尘固化物及其制造方法、制造装置 - Google Patents

Abstract

提供一种炼钢炉尘固化物，及其制造方法和制造装置，其能够低成本制造钢铁生成过程中产生的炉尘，该炉尘用于再利用的操纵性优异，另外不含多余的添加物。此炼钢炉尘固化物的制造方法，是将钢铁生成过程中产生的以钢铁为主要成分的炉尘(10)，放入汽缸状的成形模(8)加压，成为固化物(B)的方法。此炼钢炉尘固化物(B)为团块状，例如被作为横截面形状为圆形的柱状体。其大小被作为例如直径50～100mm，高度30～80mm。在炼钢炉尘(10)中，也可以将钢铁生成过程中产生的碳或铝等，作为粘合剂使之混入炉尘。制造装置具有上述成形模(8)；封闭其一体的盖构件(9)；进入成形模(8)内的柱塞(11)。

Description

炼钢炉尘固化物及其制造方法、制造装置

技术领域

本发明涉及一种炼钢炉尘固化物及其制造方法和制造装置，其用于将由熔炼炉等的钢铁生成过程中产生的炉尘作为炼钢原料而进行再利用。

背景技术

在钢铁生成过程，例如熔炼炉中，有发生蒸气凝集而产生干燥状的炉尘发生，由集尘器回收。因为此炉尘以铁为主要成分，所以优选进行再利用。但是，若钢铁炉尘直接投入熔炼炉，因为其一边飞散一边上扬，要由集尘器再回收，所以难以再利用。因此，目前大多被填埋处理，但国内的钢铁炉尘的发生量，仅电炉炉尘年间就达数十万吨，从填埋地的环境恶化和资源的有效利用的观点出发，填埋处理部分不为优选。

为此，再利用的各种的方法被尝试。若举例则提出有，球粒化至直径5～30mm左右的方法(例如特开平11-152511号公报)，和放入容器投入炉内的方法(例如特开2003-15526号公报)，添加有机质粘合剂团块化的方法(例如特开2003-247026号公报)等。

还有，在研削泥渣的再利用中，提出有浓缩化后在金属铸型内加压成形而团块化的方法(例如特开2003-181690号公报)。

上述的球粒化的方法，因为生成的球粒为直径5～30mm左右的颗粒体，所以将生成的球粒运送到炉内的过程，现在没有一点效率性。放入容器而投入炉内的方法，因为需要准备与炉尘一起投入的容器，所以成本高。上述的团块化的方法，没有团块的尺寸的明示，但若是一定程度的大，则比球粒的操纵性优异。但是，目前认为，不可能将钢铁炉尘直接团块化成为可以运送的强度，如上述专利文献3等，混入有机质粘合剂，以实现强度确保。为此，要包含在炼钢上不必要的有机质粘合剂，因为它的添加会成本高。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种炼钢炉尘固化物及其制造方法，和制造装置，其形成用于再利用的优异的操纵性，另外不含多余的添加物，能够以低成本制造钢铁生成过程中产生的炉尘。

本发明的炼钢炉尘固化物，是把钢铁生成过程中产生的以铁为主要成分的炉尘加压成形而成的固化物。加压成形采用例如成形模进行。这里所说的固化物，是团块状，与作为粒状体的球粒相比较大。此炼钢炉尘固化物，优选只对钢铁生成过程中产生的炉尘(以下称为“钢铁炉尘”)加压成形，但是，也可以把由能够成为钢材的成分的材质的粉体组成的粘合剂，例如钢铁生成过程中产生的碳或铝等的粉体，作为粘合剂使之混入炉尘。碳也有助于热效率的提高。

此结构的炼钢炉尘固化物，因为与被造粒成现有的球粒相比，为较大的固化物，所以固体化后，直到放入炉内的操纵性优异。另外，加压成形钢铁炉尘，因为不含多余的添加物，所以再利用中所制造的钢铁能够有高品质，也没有由添加物所致的气体等的发生。以前认为不可能将钢铁炉尘直接固化成形为比球粒大，但是若利用试验和炼钢炉尘固化物制造装置的样机，通过适度设定加压条件等，即使是比球粒大的团块状的炼钢炉尘固化物，也可以制造在操纵上、保持程度上具有充分的强度的固化物。若不含粘合剂，仅加压成形钢铁炉尘，则因为不需要粘合剂的准备和添加的过程，所以能够以低成本制造。还有，根据需要，也可以如上述，把由能够成为钢材的成分的材质的粉体组成的粘合剂，例如钢铁生成过程中产生的碳或铝等的粉体，作为用于强度提高的粘合剂使之混入炉尘。如果有少量的碳或铝等，不会有钢材的材质的降低的影响，另外如果有钢铁生成过程中产生的碳或铝等，能够在相同炼钢厂内得到，对成本增加的影响少。

本发明的炼钢炉尘固化物，优选横截面形状为圆形的柱状体。如果横截面形状是圆形的柱状体，则放入成形模经加压成形容易固体化，能够制造即使一定程度的大，也具有以操纵时使之落下的程度，仍无裂缝损坏的程度的充分的强度。

由此横截面形状为圆形的柱状体构成的炼钢炉尘固化物，优选直径50～100mm，高度30～80mm的范围。

直径比50mm小，和高度比30mm小的，因过小而操纵性差，另外因为一个个地制造而生产性差。直径比100mm大，和高度比80mm大的，仅炼钢炉尘难以固体化，不能固体化，另外即使能固体化，强度也不足，操纵性差。还有，上述固体化的难易，是采用了气缸(cylinder)室状的成形模的情况。

高度相对于直径的比(高度/直径)，从固体化的难易等的方面出发，优选0.7～0.8左右。

本发明的炼钢炉尘固化物的制造方法，是将钢铁生成过程中产生的以铁为主要成分的炉尘，放入成形模加压，成为固化物的方法。

若利用此方法，则因为是将钢铁炉尘放入成形模而进行加压，所以容易以高压力进行加压，即使仅是钢铁炉尘，也能够固体化为比球粒大。因此，能够容易地制造本发明的上述结构的炼钢炉尘固化物。

在本发明的制造方法中，作为所述成形模，优选采用汽缸室状。若为汽缸室状，则以高压力加压可更容易进行。另外，优选为立起方向的汽缸室状。若为立起方向的汽缸室状，则能够从上侧投入炼钢炉尘，从下侧排出炼钢炉尘固化物，易于炼钢炉尘的投入和炼钢炉尘固化物的排出。

在本发明的制造方法中，也可以将钢铁生成过程中产生的碳或铝等，作为粘合剂使之混入炉尘，放入所述成形模。碳或铝等，可以使之仅任意一方混入，也可以混入双方。

根据炼钢炉尘的成分和种类、比例、性状等，将碳或铝等的粉体作为粘合剂而使之混入的方法，能够使炼钢炉尘固化物的固体化容易，另外使强度提高。若粘合剂是碳或铝等，则作为再利用炼钢的钢材的材质，不会造成不良影响。得到炼钢炉尘的钢铁生成过程，和产生碳或铝等的钢铁生成过程，可以是同炉进行的过程，也可以是不同的炉进行的过程，但优选在同一炼钢厂内产生。例如，在固体化由电炉等的熔炼炉产生的炼钢炉尘中，也可以使用在高炉产生的碳或铝等。

本发明的装置，是将钢铁生成过程中产生的以铁为主要成分的炉尘加压成形，成为固化物的炼钢炉尘固化物的制造装置，具有：汽缸室状的成形模；封闭此成形模的一端的盖构件；从其他方面进入所述成形模内，加压成形模内的炉尘的柱塞(plunger)。所述成形模，也可以是立起方向和横向的任意一种，但作为立起方向时，优选将设置有所述盖构件的端部作为下侧。

若具有汽缸室状的成形模、盖构件、和柱塞，则即使仅是钢铁炉尘，也能够以高压力加压而容易地成形，另外易于此钢铁炉尘的投入和炼钢炉尘固化物的排出。当成形模为立起方向，将盖构件作为下侧时，炼钢炉尘的投入和炼钢炉尘固化物的排出进一步变得容易。

本发明的炼钢炉尘固化物、其制造方法及其制造装置，因为是将钢铁生成过程中产生的以铁为主成分的炉尘加压形成，而成为固化物，所以能够以低成本制造用于再利用的操纵优异，另外不含多余的添加物的钢铁生成过程中产生的炉尘。

附图说明

本发明，根据将附加的附图作为参考的以下的适当的实施例的说明，而被更明了地理解。然而，实施例和附图只用于图示和说明，不是为了限定本发明的范围而利用。本发明的范围由附加的权利的范围决定。在附加附图中，多张的图纸中的相同的零件编号，表示同一部分。

图1(A)是表示，显示本发明的第1的实施方式的炼钢炉尘固化物制造装置的概略图、(B)是表示同装置的固体化机构部的纵剖面图。

图2是图1(B)的固体化机构部的运作说明图。

图3(A)、(B)是表示以同装置制造的炼钢炉尘固化物的示例的立体图。

具体实施方式

以图1至图3共同说明本发明的第1的实施方式。在图1中，由熔炼炉1产生的炉尘，与废气一起从排气管道2被导入集尘器3，废气中的炉尘由集尘器3集尘成为粉体被排出。该炉尘10以铁为主要成分。从集尘器3排出的炉尘10，通过未图示的输送装置，被投入炼钢炉尘固化物制造装置4中的漏斗5。在利用上述输送装置的输送过程中，也可以实施炉尘的适宜的前处理，例如去除水分和成粒等的处理。漏斗5内的炉尘，通过供给机构6，被投入炼钢炉尘固化物制造装置4的固体化机构部7。

固体化机构部7，如同图中的下部放大所示，具有：立起方向的汽缸室状的成形模8；封闭此成形模8的下面出口8d的盖构件9；从上方进入成形模8内，加压成形模8内的炉尘10的可升降的柱塞11。柱塞11，通过加压装置12，进行进退和加压力的施加。加压装置12，由例如液压缸构成。加压装置12除液压缸之外，也可以是将马达和使其变换成直线运动的滚珠螺杆(ball screw)等的旋转·直线运动变换机构(均未图示)。

成形模8，下部形成为赋予制造炉尘固化物B的外周形状的内壁面形状的模面形成部8a，上部形成为圆筒面状内壁面的计量室8b。计量室8b，具有从此计量室8b越过模面形成部8a，使炉尘10成为满杯状态的炉尘量成为目标量的容积。模面形成部8a，使炼钢炉尘固化物B形成为以横截面形状可形成为圆形的柱状体的形状。模面形成部8a，内面是例如圆台状或圆筒面状。

成形模8，通过引导构件(未图示)可自由进退地被支撑于水平方向，上面入口8c，可在柱塞11的升降位置，和结合在供给机构6的供给管道6a的出口6aa的位置之间移动。成形模8的进退，通过由液压缸等构成的成形模进退装置14进行。封闭成形模8的下面出口8d的盖构件9，沿着成形模8的下面被可进退地设置，在封闭和开放成形模8的下面出口8d的位置之间，由盖开关装置15进行开闭。

说明采用了此结构的炼钢炉尘固化物制造装置的制造方法。在熔炼炉1产生从集尘机3成为粉体被排出的炉尘10，被投入漏斗5，从漏斗5被投入固体化机构部7。此粉体的炉尘10，以铁为主要成分，还少量含有其他的金属元素。由固体化机构部7固体化的炼钢炉尘固化物B，被收集到箱或笼状等的回收容器17，在熔炼炉1的原料投入时，和其他的原料一起投入熔炼炉，作为炼钢原料被再利用。被投入熔炼炉1的原料，例如主原料是由高炉得到的铁水，其他还有铁屑、生石灰等作为副原料被使用。

图2说明固体化机构部7的运作。如同一图(A)所示，在成形模8的上面入口8c结合于供给机构6的供给管道6a的出口6aa的位置有成形模8的时候，通过从供给管道6a自然落下或强制投入，炉尘进入到成形模8内。炉尘以越过成形模8内的模面形成部8a和计量质8b而成为满杯的状态，停止向成形模8的流入。如此以指定量的炉尘10进入的状态，成形模8滑动，直到其上面入口8c结合于柱塞11的升降位置(同图(B))。在此状态下，柱塞11进入成形模8内，挤压成形模8内的炉尘。柱塞11进入到成形模8内的模面形成部8a的上端，以此状态对模面形成部8a内的炉尘10施加规定的压力，模内的炉尘10，被加压成形为沿模面形成部8a的内面形状的外周形状的炼钢炉尘固化物B。

成形的炼钢炉尘固化物B，通过开放盖构件9，或打开盖构件9后由柱塞11做若干次冲压，而从成形模8脱出。脱出的炼钢炉尘固化物B，落下到回收容器17内被收集。若在回收容器17内有指定量的炼钢炉尘固化物B堆积，则回收容器17被更换为空的。有炼钢炉尘固化物B进入的回收容器17被运送至熔炼炉，等待原料投入时间。

若利用此炼钢炉尘固化物制造方法，则因为将钢铁炉尘放入成形模8加压，所以容易以高压力进行加压，即使仅是钢铁炉尘，也能够固体化成比现有的球粒大的团块状。另外，作为成形模8，因为采用汽缸室状，所以能够容易地进行更高的压力的加压。另外，因为成形模8是立起方向，所以能够从上侧投入炉尘10，从下侧排出炼钢炉尘固化物B，易于炉尘10的投入和炼钢炉尘固化物B的排出。

所制造的炼钢炉尘固化物B，因为是比现有的这种的球粒大的团块状的固化物，所以固体化之后，到进入炉内的操纵性优异。另外，因为是加压成形钢铁炉尘，不含多余的添加物，所以通过再利用制造的钢铁能够具有高品质，也不会产生由于添加物所致的气体等的发生。炼钢炉尘固化物B，因为不含粘合剂，只是加压成形钢铁炉尘，所以不需要粘合剂的准备和添加的过程，能够以低成本制造。

还有，根据需要，也可以将碳或铝等的粉体，作为用于强度提高的粘合剂，使之混入炉尘。这些碳或铝等，在钢铁生成过程中，例如在高炉的生铁的制造过程和其他的过程中，作为副产物和剩余沉淀物等产生等，优选同一炼钢厂内产生。也有如下优选情况，若是少量的碳或铝等，不会有钢材的材质的降低的影响，而作为钢材的材质。另外，如果是在钢铁生成过程中产生的碳或铝等的粉体，则能够在同一炼钢厂内得到，对成本增长的影响少。

此炼钢炉尘固化物B，因为横截面形状为圆形的柱状体，所以易于放入成形模8经加压成形而固体化。由该横截面形状为圆形的柱状体组成的炼钢炉尘固化物B，优选直径D(图3)为50～100mm，高度为30～80mm的范围。上述直径D，当炼钢炉尘固化物B不是圆柱状时，例如是同图(A)这样的圆台状等时，是成为最大直径部分的直径。

直径比50mm小，和高度比30mm小的，因过小而操纵性差，另外为了一个个地制造，而生产性差。直径比100mm大，和高度比80mm大的，即使能固体化，也难以得到以自重落下而不损坏的程度的强度，操纵性差。还有，这里所说的固体化的难易，是采用了汽缸室状的成形模的情况。

高度相对于直径的比，从固体化的难易的方面出发，优选为70％～80％左右。

说明试验例。在试验中采用的炼钢炉尘固化物制造装置具有：横向的汽缸室状的成形模；封闭其一端的盖构件；从另一端进入成形模内加压内部的钢铁炉尘的柱塞。炼钢炉尘固化物，直径为71mm左右，高度为32～60mm左右。

在炼钢炉尘中采用以下成分的炉尘a、b。作为粘合剂添加时，采用以下成分的碳系粉体D。各炉尘的成分，是由X射线光谱检测的值。

(1)炼钢炉尘a的检测元素(％)

Fe：53.19；Zn：25.33；C：1.27；Mg：2.12；Si：2.43；Cl：7.99；K：1.27；Ca：2.01；Mn：3.67。

(2)炼钢炉尘b的检测元素(％)

Fe：73.14；Mg：2.54；Al：1.49；Si：2.65；Ca：18.06；Mn：2.12。

(3)炼钢炉尘d的检测元素(％)

C：92.22；Na：0.35；Mg：0.94；Si：1.78；Cl：3.19；Ca：1.53。

试验例1：将炼钢炉尘a和碳系粉体d以4∶1的比例混合，由所述成形模加压成形。炼钢炉尘固化物的大小为，直径71mm，高58.5mm，重696克。在此例中，能够比较良好地固体化。

试验例2：作为前处理，使水分成为6～7％而进行脱水后，仅将炼钢炉尘b由所述成形模加压成形。炼钢炉尘固化物的大小为，直径71mm，高32mm，重602克。此例固体化也可以，但有些脆。

还有，在上述实施方式中，是通过由电炉构成的熔炼炉1，使用在废气中产生的炉尘，制造炼钢炉尘固化物B，但本发明的炼钢炉尘固化物B，及其制造方法和制造装置所采用的炉尘，只要是在钢铁生成过程中产生的以铁为主要成分的炉尘即可，转炉、高炉和其他在各种的炼钢过程中产生的都可以。另外，不限于包含在废气中的炉尘，也可以是其他的炉尘。

Claims (10)

1、一种炼钢炉尘固化物，其中，是将钢铁生成过程中产生的以铁为主要成分的炉尘加压成形的固化物。

2、根据权利要求1记载的炼钢炉尘固化物，其中，所述加压成形是利用成形模。

3、根据权利要求1记载的炼钢炉尘固化物，其中，横截面形状为圆形的柱状体。

4、根据权利要求2记载的炼钢炉尘固化物，其中，直径为50～100mm，高度为30～80mm。

5、根据权利要求4记载的炼钢炉尘固化物的制造方法，其中，所述高度相对于直径的比为0.7～0.8。

6、一种炼钢炉尘固化物的制造方法，其中，将钢铁生成过程中产生的以铁为主要成分的炉尘，放入成形模加压，成为固化物。

7、根据权利要求6记载的炼钢炉尘固化物的制造方法，其中，所述成形模为立起方向的汽缸室状。

8、根据权利要求6记载的炼钢炉尘固化物的制造方法，其中，将钢铁生成过程中产生的碳或铝等粉体，作为粘合剂而混入炉尘，从而放入所述成形模。

9、一种炼钢炉尘固化物的制造装置，其特征在于，是将钢铁生成过程中产生的以铁为主要成分的炉尘，加压成形而成为固化物的炼钢炉尘固化物化的制造装置，具有：汽缸室状的成形模；封闭该成形模一端的盖构件；从另一端进入所述成形模内，加压成形模内的炉尘的柱塞。

10、根据权利要求9记载的炼钢炉尘固化物的制造装置，其中，所述成形模为立起方向，设有该成形模的所述盖构件的端部为下侧。

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