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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Brikett zur Verwendung als Material
für die
Stahlherstellung und ein Verfahren zu dessen Herstellung und insbesondere
ein Verfahren zum wirksamen Ausnutzen von Schleifspänen aus
einem Metall auf Eisen-Basis.
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Allgemeiner Stand der Technik
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Schleifspäne, die
bei der maschinellen Bearbeitung ("maschinelle Bearbeitung" wird hier nachfolgend
für einen
Begriff verwendet, der auch das Schleifen, Feinziehschleifen, Läppen und
dgl. beinhaltet) eines Metalls auf Eisen-Basis, wie Lagerstahl, aufgekohlter
Stahl usw., anfallen, werden in Form von baumwollartigen (faserigen)
Aggregaten gewonnen, die ein Schleiffluid aufweisen, das Wasser
und Öl,
Schleifkorn und dgl. enthält.
Da die baumwollartigen Aggregate eine beträchtliche Menge an reinem Eisen
enthalten, sind Versuche unternommen worden, diese Aggregate als
Material für
die Stahlherstellung wiederzuverwenden.
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Die
baumwollartigen Aggregate enthalten jedoch leider eine derart große Wassermenge,
daß es durch
das Wasser zu einer pulsierenden Verbrennung (phreatische Explosion)
kommt, wenn die Aggregate direkt in einen Hochofen gegeben werden. Es
kann erwogen werden, das Wasser durch Zentrifugieren oder dgl. aus
den baumwollartigen Aggregaten zu entfernen.
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In
diesem Fall wird jedoch zusammen mit dem Wasser auch das in den
baumwollartigen Aggregaten enthaltene Öl entfernt, und folglich wird
das reine Eisen als eine Komponente der Schleifspäne aufgrund
der Selbsterhitzung der baumwollartigen Aggregate in Eisenoxid überführt. Deshalb
müssen die
entstandenen Aggregate reduziert werden, um sie als Material für die Stahlherstellung
wiederzuverwenden. Die Verwendung eines Reduktionsmittels führt zu steigenden
Kosten.
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Andererseits
neigen die Schleifspäne
mit dem daran haftenden Öl
zum Zusammenkleben. Folglich bringt das Kompressions-Formen der
baumwollartigen Aggregate ein Problem mit sich, und zwar beim Verfestigen
bis zum gewünschten
Ausmaß.
Im Falle von baumwollartigen Aggregaten, die eine große Menge
Schleifspäne
von einem Metall auf Eisen-Basis enthalten, das nicht weniger als
0,2 Gew.-% Kohlenstoff enthält,
zeigen die gepreßten Aggregate
ferner eine starke Rückfederung,
so daß es
problematisch ist, durch Kompressions-Formen der Aggregate eine
Verfestigung bis zum gewünschten
Ausmaß zu
erreichen. Wenn solche zusammengepreßten baumwollartigen Aggregate
in den Hochofen gegeben werden, werden die Aggregate folglich gestreut
nach oben mitgerissen, so daß der
größte Teil
davon von einem Staubabscheider aufgefangen wird.
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Außerdem lassen
sich die in den baumwollartigen Aggregaten enthaltenen faserigen
Schleifspäne
mit einer Hammermühle
oder dgl. schwer zerkleinern, und folglich können die baumwollartigen Aggregate
nicht fein zerteilt werden. Das führt zu einem Problem bei der
Verarbeitung der baumwollartigen Aggregate zu Briketts oder dgl.
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In
der Praxis werden die baumwollartigen Aggregate folglich nicht wiederverwendet,
sondern einem Unternehmen für
die Abfallbehandlung übergeben,
um sie in einer Mülldeponie
zu entsorgen.
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Bei
einem Stahlherstellungsverfahren, das einen Schmelzschritt und dgl.
beinhaltet, tritt Staub auf, der Eisen und Schwermetalle aufweist.
Es ist folglich in der Praxis allgemein üblich, diesen Staub als wiedergewonnenen
Staub (OG-Staub) aufzufangen (siehe z.B. die ungeprüfte
Japanische Patentveröffentlichung
Nr. 7 (1995)-97638) . Wenn ein solcher wiedergewonnener
Staub direkt in den Hochofen gegeben wird, so wird der Staub leider
gestreut nach oben mitgerissen, so daß er wiederum vom Staubabscheider
aufgefangen wird. Deshalb wird der Staub nicht wiederverwendet,
sondern für
die Entsorgung in einer Mülldeponie
abgegeben.
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Die
Entsorgung in einer Mülldeponie
ist jedoch angesichts der wirksamen Ausnutzung der Ressourcen nicht
erwünscht.
Die Entsorgung in einer Mülldeponie
beinhaltet ferner eine Beeinträchtigung der
Umwelt sowie steigenden Entsorgungskosten. Insbesondere wiedergewonnener
Staub erfordert noch höhere
Entsor gungskosten, da der Staub Schwermetalle enthält und als
Sonderabfall der Industrie zur Entsorgung in einer Mülldeponie
abgegeben werden muß.
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Das
Dokument
US-A-4 369
062 offenbart ein Brikett, das aus etwa 50 % metallischen
Feinstoffen, 41 % Walzzunder, 2 % Bentonit, 3 % Pechrückstände, 2 %
Feinstoffe in Form von Branntkalk und 2 % Melassen besteht. Die
metallischen Feinstoffe beinhalten Dreh- und Bohrspäne aus Stahl
und Eisen sowie auch Schleifstaub. Die Drehspäne aus Eisen sind lang und
fasrig und müssen
zu Feinstoffen geschreddert werden, die sich für das Mischen und Brikettpressen
eignen. Es muß im
wesentlichen das gesamte Wasser in den Drehspänen entfernt werden, so daß das Gemisch
getrocknet werden muß.
Koksfeinstoffe werden zugesetzt, wenn der Kohlenstoffgehalt des
Brikettgemischs unzureichend ist.
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Das
Dokument
DE-C-250 891 offenbart
ein Brikett zur Verwendung als Material für die Stahlherstellung, das
aus gesammelten Schleifspänen
besteht, die mit Koks, Ferrosilicium, Sand und einem Bindemittel
gemischt sind, das vorzugsweise Sodasilicat ist. Die gepreßten Briketts
werden einem Trocknungsschritt unterzogen, bevor sie in ein Stahlherstellungsverfahren
eingebracht werden.
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Das
Dokument
US-A-2 376
706 offenbart ein Verfahren zum Imprägnieren von gepreßten Metallgegenständen, wobei
zu Brikett gepreßtes
Metallpulver in einem geschlossenen Behälter in eine flüssige monomere
Vinylverbindung getaucht wird. Als ein Beispiel der Vinylverbindungen
wird in diesem Zusammenhang Vinylacetat aufgeführt.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen
eines Briketts zur Verwendung als Material für die Stahlherstellung anzugeben,
das eine wirksame Wiederverwendung von Schleifspänen oder von wiedergewonnenem
Staub zusammen mit den Schleifspänen
ermöglicht.
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Offenbarung der Erfindung
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Gemäß der Erfindung
wird diese Aufgabe mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Weiterentwicklungen
des erfindungsgemäßen Verfahrens werden
von den Unteransprüchen
abgedeckt.
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Ein
erfindungsgemäßes Brikett
zur Verwendung als Material für
die Stahlherstellung, das pulverförmiges reines Eisen und Öl enthält und das
getrocknet wird, wird hergestellt, indem der spröde Preßling zum Verfestigen mit einem
Verfestigungs-Hilfsmittel
imprägniert
wird, wobei der spröde Preßling durch
Kompressions-Formen
von baumwollartigen Aggregaten erzeugt worden ist, die Schleifspäne aus einem
Metall auf Eisen-Basis enthalten.
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Dieses
Brikett ist auch eine getrocknete feste Masse. Es ist folglich unwahrscheinlich,
daß das
Brikett zu einer pulsierenden Verbrennung führt oder gestreut nach oben
mitgerissen wird, wenn es direkt in den Hochofen gegeben wird. Die
Handhabung, wie Transport, Lagerung und dgl., des Briketts ist zudem einfach.
Da das Brikett Öl
enthält,
wird die Oxidation des pulverförmigen
reinen Eisens unterdrückt.
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Das
Brikett kann folglich als hochqualitatives Material für die Stahlherstellung
wiederverwendet werden, so daß zum
Erhalt der Umwelt sowie auch zu einer Verringerung der Entsorgungskosten
der Schleifspäne
beigetragen wird. Bei diesem Brikett zur Verwendung als Material
für die
Stahlherstellung ist es bevorzugt, daß das anorganische Verfestigungs-Hilfsmittel
zumindest eines ist, das aus der Gruppe von kolloidalem Siliciumoxid,
Sodasilicat und Aluminiumphosphat ausgewählt ist. Das Material sorgt
trotz des Vorhandenseins von Öl
für eine
starre Verfestigung. Die Handhabung, wie Transport, Lagerung und
dgl., des Briketts sind folglich noch einfacher.
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Es
ist bevorzugt, daß jedes
der vorstehend genannten Briketts zur Verwendung als Material für die Stahlherstellung
2 bis 30 Gew.-% Verfestigungs-Hilfsmittel enthält, so daß das Brikett noch starrer
verfestigt wird. Die Handhabung, wie Transport, Lagerung und dgl.,
des Briketts sind folglich noch einfacher.
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Es
ist bevorzugt, daß jedes
der vorstehend genannten Briketts im wesentlichen kissenartig geformt
ist. In diesem Fall kann die Druckfestigkeit des Briketts erhöht werden,
und es ist weniger wahrscheinlich, daß es zu einem teilweisen Reißen kommt.
Die Handhabung, wie etwa Transport, Lagerung und dgl., des Briketts
werden folglich noch einfacher.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zum Herstellen eines Briketts zur Verwendung als Material für die Stahlherstellung
weist in dieser Reihenfolge die folgenden Schritte auf: einen Kompressions-Formungsschritt
von baumwollartigen Aggregaten, die Schleifspäne aus Metall auf Eisen-Basis
und ein öl- und
wasserhaltiges Schleiffluid enthalten, um dadurch einen spröden Preßling zu
bilden, in dem die faserigen Schleifspäne grob zerkleinert sind und
aus dem überschüssiges Wasser
und Öl
entfernt sind; einen Imprägnierschritt,
bei dem der spröde
Preßling mit
einem Verfestigungs-Hilfsmittel imprägniert wird; und einen Trocknungsschritt,
bei dem der spröde Preßling mit
dem Verfestigungs-Hilfsmittel imprägniert wird.
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Gemäß dem so
gestalteten Verfahren zum Herstellen des Briketts zur Verwendung
als Material für
die Stahlherstellung kann das grobe Zerkleinern von faserigen Schleifspänen, das
sich im Stand der Technik schwer durchführen läßt, durch Kompressions-Formen
der baumwollartigen Aggregate leicht erfolgen. Aufgrund des in den
spröden
Preßling
imprägnierten
Verfestigungs-Hilfsmittels kann ferner das Verfestigen bis zum gewünschten
Ausmaß einfach
durch Kompressions-Formen des spröden Preßlings erreicht werden.
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Die
vorstehend genannten Schritte werden ferner so durchgeführt, daß das im
Schleiffluid enthaltene Öl
zurückgehalten
wird, und folglich kann die Oxidation des reinen Eisens als eine
Komponente der Schleifspäne
unterdrückt
werden. Die baumwollartigen Aggregate, die Schleifspäne enthalten,
können
folglich als hochqualitatives Material für die Stahlherstellung wiederverwendet
werden, womit folglich zum Erhalt der Umwelt sowie auch zu einer Verringerung
der Entsorgungskosten der Schleifspäne beigetragen wird. Das Brikett
kann ferner effizient hergestellt werden, da das Verfestigen erfolgen
kann, ohne die baumwollartigen Aggregate fein zu zerkleinern.
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Es
ist bevorzugt, bei dem vorstehend angegebenen Verfahren zum Herstellen
des Briketts zur Verwendung als Material für die Stahlherstellung als Verfestigungs-Hilfsmittel zumindest
eines aus der Gruppe von kolloidalem Siliciumoxid, Sodasilicat und Aluminiumphosphat
zu verwenden. Das Hilfsmittel sorgt für ein einfaches und starres
Verfestigen des ölhaltigen
spröden
Preßlings.
Somit wird ein Material für
die Stahlherstellung erhalten, das sich durch eine einfache Handhabung,
wie Transport, Lagerung und dgl., auszeichnet.
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Bei
diesem Verfahren ist es bevorzugt, daß das Verfestigungs-Hilfsmittel
in einer Menge von 2 bis 30 Gew.-% imprägniert wird. Das sorgt für ein noch
starreres Verfestigen des spröden
Preßlings, und
folglich kann ein Brikett zur Verwendung als Material für die Stahlherstellung
erhalten werden, das sich durch eine noch einfachere Handhabung,
wie Transport, Lagerung und dgl., auszeichnet.
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Bei
allen vorstehend genannten Verfahren zum Herstellen des Briketts
zur Verwendung als Material für
die Stahlherstellung ist es bevorzugt, daß der Wassergehalt der verwendeten
baumwollartigen Aggregate auf weniger als 50 Gew.-% und der Ölgehalt
auf weniger als 10 Gew.-% eingestellt wird. Das führt zu einer
einfachen Handhabung, wie Transport und dgl., der baumwollartigen
Aggregate und ermöglicht
auch, daß überschüssiges Wasser
und Öl
nur durch das Kompressions-Formen leicht und hinreichend aus dem
spröden
Preßling
entfernt werden.
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Bei
sämtlichen
vorstehend genannten Verfahren zum Herstellen des Briketts zur Verwendung als
Material für
die Stahlherstellung ist es bevorzugt, daß der Wassergehalt des spröden Preßlings auf
2 bis 12 Gew.-% und der Ölgehalt
auf 1 bis 5 Gew.-% eingestellt werden. In diesem Fall kann der spröde Preßling bis
zu einer geeigneten Härte
verfestigt werden, wobei die Oxidation der Schleifspäne durch
die Mindestmenge an restlichem Öl
wirksam unterdrückt werden
kann.
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Bei
allen vorstehend genannten Verfahren zum Herstellen des Briketts
zur Verwendung als Material für
die Stahlherstellung ist es bevorzugt, daß das Brikett unmittelbar nach
dem Kompressions-Formen schnell abgekühlt wird. Dies ermöglicht das
Verfestigen des Briketts in einer einfachen und konstanten Art und
Weise.
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Bei
allen vorstehend genannten Verfahren zum Herstellen des Briketts
zur Verwendung als Material für
die Stahlherstellung ist es bevorzugt, daß als Brikett ein Produkt erhalten
wird, das im wesentlichen kissenförmig ist. In diesem Fall kann
ein Brikett erhalten werden, das eine hohe Druckfestigkeit aufweist und
bei dem ein teilweises Reißen
weniger wahrscheinlich ist und das sich durch eine noch einfachere
Handhabung, wie Transport, Lagerung und dgl., auszeichnet.
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Bei
allen vorstehend genannten Verfahren zum Herstellen eines Briketts
zur Verwendung als Material für
die Stahlherstellung kann für
die Schleifspäne
ein Material verwendet werden, das nicht weniger als 0,2 Gew.-%
Kohlenstoff enthält.
Auch im Falle von baumwollartigen Aggregaten, die Schleifspäne mit einer
derartig starken Rückfederung
enthalten, können
die baumwollartigen Aggregate starr verfestigt werden, wobei der
Einfluß der
Rückfederung
aufgehoben wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungsfiguren
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Es
zeigen:
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1 eine
teilweise geschnittene Perspektivansicht, die ein Brikett zur Verwendung
als Material für
die Stahlherstellung zeigt;
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2 eine
Gruppe von graphischen Darstellungen, die Schritte eines Verfahrens
zum Herstellen des Briketts zur Verwendung als Material für die Stahlherstellung
zeigen;
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3 eine
Gruppe von graphischen Darstellungen, die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Herstellen des Briketts zur Verwendung als Material für die Stahlherstellung
zeigen;
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4 eine
Gruppe von graphischen Darstellungen, die Schritte eines Verfahrens
zum Herstellen des Briketts zur Verwendung als Material für die Stahlherstellung
zeigen.
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Beste Art und Weise der Durchführung der
Erfindung
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1 ist
eine teilweise geschnittene Perspektivansicht, die ein Brikett zur
Verwendung als Material für
die Stahlherstellung zeigt. Das Brikett A enthält pulverförmiges feines Eisen und Öl und wird
hergestellt, indem Pulver unter Verwendung eines Verfestigungs-Hilfsmittels
verfestigt wird, wobei das Pulver durch feines Zerkleinern von baumwollartigen Aggregaten
erhalten worden ist, die Schleifspäne aus einem Metall auf Eisen-Basis
und ein öl-
und wasserhaltiges Schleiffluid enthalten, und das verfestigte Produkt
getrocknet wird, um das Wasser zu entfernen,. Das Brikett A ist
im wesentlichen kissenförmig.
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2 ist
eine Gruppe von graphischen Darstellungen, die Schritte eines Verfahrens
zum Herstellen des Briketts A zeigen. Bei der Herstellung des Briketts
A werden baumwollartige Aggregate B (siehe 2(a))
aus Schleifspänen,
die durch maschinelle Bearbeitung eines Metalls auf Eisen-Basis
erzeugt worden sind, zuerst gepreßt, um den Gehalt an Wasser
und Öl
vorbereitend einzustellen, die Komponenten des in den baumwollartigen
Aggregaten B enthaltenen Schleiffluids sind.
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Die
baumwollartigen Aggregate B werden z.B. gepreßt, indem sie zwischen einem
Paar Walzen 2 zusammengedrückt werden, wenn sie auf einem Förderband 1 transportiert
werden (siehe 2(b)). Bei diesem Verfahren
ist es bevorzugt, daß der
Wassergehalt der baumwollartigen Aggregate auf weniger als 50 Gew.-%
und der Ölgehalt
auf weniger als 10 Gew.-% eingestellt werden. Das erleichtert die Handhabung,
wie Transport, Lagerung und dgl., der baumwollartigen Aggregate
B.
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Danach
werden die baumwollartigen Aggregate B, bei denen der Wasser- und Ölgehalt
derart eingestellt worden ist, in einer Form 3 einem Kompressions-Formen
unterzogen, wobei eine Presse verwendet wird, so daß ein spröder Preßling C
erzeugt wird (siehe 2(c)). Die in
den baumwollartigen Aggregaten B enthaltenen Schleifspäne, die
wie eine Spiralfaser geformt sind, werden durch das Kompressions-Formen
grob zerkleinert. Außerdem werden überschüssiges Wasser
und Öl
entfernt, so daß der
Wassergehalt des spröden
Preßlings
C auf 2 bis 12 Gew.-% und der Ölgehalt
auf 1 bis 5 Gew.-% eingestellt werden.
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Somit
wird die Oxidation der Schleifspäne durch
die mögliche
Mindestmenge an restlichem Öl wirksam
unterdrückt.
Ferner werden bei den baumwollartigen Aggregaten B im vorangegangenen Schritt
der Wassergehalt auf weniger als 50 Gew.-% und der Ölgehalt
auf weniger als 10 Gew.-% eingestellt, und folglich kann der Wasser-
und Ölgehalt
im spröden
Preßling
C allein durch das Kompressions-Formen geeignet eingestellt werden.
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Der
spröde
Preßling
C wird zu irgendeiner einfach zu handhabenden Form, wie z.B. einem kreisförmigen Zylinder,
einer Kugel, einem Prisma oder dgl., geformt und bis zu einer solchen
Festigkeit verdichtet, daß er
nicht zerbricht, wenn er zum nachfolgenden Schritt weitergeleitet
wird.
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Danach
wird der spröde
Preßling
C für das Zerkleinern
zusammen mit einem Verfestigungs-Hilfsmittel D in einen Mischer 5,
der mit einem Häcksler
mit rotierenden Klingen 4 ausgestattet ist (oder einen
Henschel-Mischer) gegeben (siehe 2(d)).
Somit werden die Schleifspäne
im spröden
Preßling
C weiter fein zerkleinert (abschließendes Zerkleinern), und folglich
wird ein Pulver E erhalten, das pulverförmiges reines Eisen und das
Verfestigungs-Hilfsmittel D enthält
(siehe 2(e)).
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Das
pulverförmige
reine Eisen hat einen größeren Durchmesser
in der Größenordnung
von 3 bis 1000 μm.
Beim Zerkleinern des spröden
Preßlings
C kann das abschließende
Zerkleinern gleichmäßig erfolgen,
da die faserigen Schleifspäne
im spröden Preßling C
vorher dem Grobzerkleinern unterzogen worden sind. Wenn die faserigen
Schleifspäne
im spröden
Preßling
C nicht grob zerkleinert worden sind, ist es äußerst problematisch, den Preßling C
mit Hilfe des Mischers 5 zu zerkleinern. Folglich ist es
unmöglich,
das feine Pulver E zu erhalten.
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Als
Verfestigungs-Hilfsmittel D kann vorzugsweise eines oder mehrere
verwendet werden, die aus der Gruppe von Reisschalen (gereinigte Reisschalen),
Restmelassen, wie etwa von Zuckerrohr, Stärken, wie Kartoffelstärke, Maisstärke und dgl.,
Branntkalk, kolloidalem Siliciumoxid, Sodasilicat, Aluminiumphosphat,
Vinylacetatschlamm, Asphaltemulsion und Bentonit ausgewählt sind.
Das Verfestigungs-Hilfsmittel D kann vorzugsweise in einer Konzentration
von 2 bis 30 Gew.-% vorhanden sein.
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Die
Reisschalen und die Restmelassen sind als Verfestigungs-Hilfsmittel
D besonders bevorzugt, da sie wirksam verhindern, daß sich die
Qualität
des pulverförmigen
reinen Eisens verändert,
und kostengünstiger
sind. Nach dem Kneten wird die Asphaltemulsion in eine Asphaltkomponente
und Wasser getrennt, wobei die Asphaltkomponente einen Kuchen darstellt,
der eine Festigkeit ausbildet. Bei der Asphaltemulsion wird vorzugsweise
anionischer Asphalt verwendet.
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Anschließend wird
eine vorbestimmte Menge des vorstehend genannten Pulvers E in einer Form
6 dem Kompressions-Formen unterzogen, wobei eine Presse verwendet
wird (siehe 2(f)), so daß ein wasserhaltiges
Brikett F erzeugt wird, das eine große Menge an reinem Eisen enthält und das im
wesentlichen kissenförmig
ist.
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Beim
Kompressions-Formen des Pulvers E werden die Partikel aus reinem
Eisen mit daran haftendem Öl
durch das im Verfestigungs-Hilfsmittel D enthaltene Wasser und das
Pulver E fest miteinander verbunden, so daß das Pulver E verfestigt werden kann.
Insbesondere wenn das Pulver E einen Anteil von 5 bis 6 Gew.-% Wasser,
4 Gew.-% Reisschalen und 2 Gew.-% Restmelassen enthält oder
wenn das Pulver E 7 bis 15 Gew.-% Wasser und 2 bis 10 Gew.-% Vinylacetatschlamm
enthält,
kann ein wasserhaltiges Brikett F erhalten werden, das noch starrer
verfestigt ist.
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Der
Begriff "im wesentlichen
kissenförmig" steht für eine Form
mit einem abgerundeten äußeren Rand
und allmählich
zunehmender Dicke vom äußeren Rand
zu seiner Mitte hin, wobei dabei eine Eiform, Mandelform, die Form
eines Rugbyballs und dgl. eingeschlossen ist. Das Formen den Pulvers
zu einer solchen Form ergibt ein Brikett A, das kaum zerbricht,
wobei es einer Druckbelastung widersteht und es weniger wahrscheinlich
ist, daß es
in dessen Eckbereich oder dgl. zum teilweisen Reißen kommt.
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Unmittelbar
nach dem Kompressions-Formen wird das wasserhaltige Brikett F schnell
abgekühlt,
indem es einem Luftstrom mit üblichen
Temperaturen oder einem Kaltluftstrom ausgesetzt wird (siehe 2(g)). Das sorgt für ein einfaches und konstantes
Verfestigen des wasserhaltigen Briketts F. Anschließend wird
das wasserhaltige Brikett F gehärtet
(getrocknet), um das darin enthaltene Wasser zu entfernen (siehe 2(h)). Somit wird ein Brikett A zur Verwendung
als Material für
die Stahlherstellung erhalten (siehe 2(i)).
Im Hinblick auf das gesicherte Entfernen des enthaltenen Wassers
ist es bevorzugt, das Härten
des Briketts für
etwa zwei Tage durchzuführen.
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Das
so hergestellte Brikett A hat eine poröse Beschaffenheit, die sich
durch das Verfestigen des Pulvers E ergibt, und folglich kann das
darin enthaltene Wasser durch Härten
leicht und sicher entfernt werden. Wenn das Brikett direkt in den
Hochofen gegeben wird, besteht folglich keine Gefahr, daß es zu einer
pulsierenden Verbrennung kommt oder daß es gestreut nach oben mitgerissen
wird, so daß es
abgegeben wird. Außerdem
wird die Oxidation des reinen Eisens wirksam unterdrückt, da
die Verarbeitung so erfolgt, daß jederzeit
ein Teil des Öls
des Schleiffluids zurückgehalten
wird.
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Bei
einem Brikett A, das aus baumwollartigen Aggregaten B hergestellt
wurde, die z.B. Schleifspäne
aus Lagerstahl (SUJ-2) enthalten, hat sich bestätigt, daß das reine Eisen in einer
Konzentration von 84 bis 95 Gew.-% enthalten ist. Das Brikett A zeigt
folglich mindestens 90 % der hohen Schmelzausbeute, so daß es als
ein hochqualitatives Material für
die Stahlherstellung von Wert ist, das an Stahlerzeuger verkauft
werde kann. Das Brikett liegt ferner in einer festen Form vor, womit
folglich dessen Transport und andere Behandlungen erleichtert werden.
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3 zeigt
eine Gruppe von graphischen Darstellungen, die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Herstellen des Briketts A zeigen. Dieses Verfahren unterscheidet
sich vom Verfahren gemäß 2 dadurch,
daß der
Schritt zum Zerkleinern des spröden
Preßlings
C weggelassen ist. Das heißt,
das Verfahren erzeugt den spröden
Preßling
C aus den baumwollartigen Aggregaten B genau in der gleichen Weise
wie bei dem Verfahren, das in 2 aufgeführt ist
(siehe 3(a) bis 3(c)).
Der Wasser- und Ölgehalt
dieses spröden
Preßlings
C sind genau die gleichen wie beim Preßling, der mit dem in 2 dargestellten
Verfahren erhalten wurde.
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Dann
wird der durch diese Schritte erhaltene spröde Preßling C mit einem Verfestigungs-Hilfsmittel
D in flüssiger
Form imprägniert.
Das Imprägnieren mit
dem Verfestigungs-Hilfsmittel D erfolgt z.B., indem der spröde Preßling C
in das in einen Behälter 8 gefüllte Verfestigungs-Hilfsmittel
D getaucht wird, wenn der Pressling auf einem Förderband 7 transportiert
wird (siehe 3(d)).
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Als
Verfestigungs-Hilfsmittel D kann vorzugsweise zumindest eines aus
der Gruppe ausgewählt
werden, die aus kolloidalem Siliciumxoid, Sodasilicat und Aluminiumphosphat
besteht. Das Verfestigungs-Hilfsmittel D kann vorzugsweise mit einer Konzentration
von 2 bis 30 Gew.-% imprägniert
werden. Dadurch wird es möglich,
den spröden
Preßling C
leicht und starr zu verfestigen.
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Anschließend wird
der mit dem Verfestigungs-Hilfsmittel D imprägnierte spröde Preßling C (siehe 3(e))
gehärtet
(getrocknet) (siehe 3(f)), und somit
wird das Brikett A zur Verwendung als Material für die Stahlherstellung erhalten (siehe 3(g)). Zum Harten kann der Preßling schnell
abgekühlt
werden, indem er einem Luftstrom mit üblichen Temperaturen oder einem
Kaltluftstrom ausgesetzt wird.
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Das
so hergestellte Brikett A kann die gleiche Wirkung wie das Brikett
A zeigen, das mit dem in 1 angegebenen Verfahren hergestellt
worden ist. Außerdem
ist das in 3 dargestellte Verfahren bei
der Erzeugung des Briketts A effizienter, da der Schritt zum Zerkleinern
des spröden
Preßlings
C wegfällt.
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Neben
der in der Zeichnungsfigur gezeigten Form eines kreisförmigen Zylinders
kann das Brikett A auch im wesentlichen die Form eines Kissens,
wie etwa eine Eiform, Mandelform, die Form eines Rugbyballs und
dgl., haben. Die Kissenform weist einen abgerundeten äußeren Rand
auf, und die Dicke nimmt vom äußeren Rand
zu deren Mittel allmählich zu.
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Die
Verfahren zum Herstellen des Briketts, die in den 2 und 3 dargestellt
sind, werden vorzugsweise bei der Wiederverwendung von Schleifspänen angewendet,
die nicht weniger als 0,2 Gew.-% Kohlenstoff enthalten. Solche Schleifspäne zeigen
eine starke Rückfederung
und lassen sich folglich schwer verfestigen. Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
ermöglicht
es jedoch, das starr verfestigte Brikett A leicht herzustellen,
wobei der Einfluß der
Rückfederung
der Schleifspäne aufgehoben
wird. Ein typisches Beispiel von Schleifspänen, die nicht weniger als
0,2 Gew.-% Kohlenstoff enthalten, beinhaltet Schleifspäne aus einem
Lagerstahl.
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Beim
vorstehend aufgeführten
Ausführungsbeispiel
erfolgt das Zerkleinern des spröden
Preßlings
C gleichzeitig mit dem Einmischen des Verfestigungs-Hilfsmittels
D. Das Zerkleinern des spröden Preßlings C
und das Einmischen des Verfestigungs-Hilfsmittels D können jedoch
in getrennten Schritten erfolgen.
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Das
erfindungsgemäße Brikett
A kann ferner Kokspulver enthalten. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel
kann das erfindungsgemäße Brikett A
ferner das Kokspulver und Pulver von wiedergewonnenem Staub enthalten,
der bei einem Stahlerzeugungsverfahren gesammelt worden ist.
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4 zeigt
eine Gruppe von graphischen Darstellungen, die ein Verfahren zum
Herstellen eines Briketts A zeigen, das ferner das Kokspulver und Pulver
von wiedergewonnenem Staub enthält.
Bei diesem Verfahren zum Herstellen des Briketts A wird genau in
der gleichen Weise wie bei dem in 2 dargestellten
Verfahren aus den baumwollartigen Aggregaten B ein spröder Preßling C
erzeugt (siehe 4(a) bis 4(c)). Der Wasser- und Ölgehalt des spröden Preßlings C
sind ebenfalls wie beim Preßling,
der nach dem in 2 dargestellten Verfahren erhalten
worden ist.
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Danach
werden der spröde
Preßling
C zusammen mit Koks K, wiedergewonnenem Staub S, der bei einem Stahlerzeugungsverfahren
erzeugt und aufgefangen worden ist, und das Verfestigungs-Hilfsmittel
D zum Zerkleinern in einen Mischer 5, der mit einem Zerhacker
mit rotierenden Klingen 4 ausgestattet ist (oder einen
Henschel-Mischer) gegeben (siehe 4(d)).
Bei diesem Schritt werden 50 bis 70 Gew.-% des spröden Preßlings C,
5 bis 50 Gew.-% Koks K, 10 bis 30 Gew.-% wiedergewonnener Staub
S und 1 Gew.-% Verfestigungs-Hilfsmittel D miteinander gemischt.
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Somit
werden die Schleifspäne
im spröden Preßling C
weiter fein zerkleinert (abschließendes Zerkleinern), und folglich
wird Pulver E erhalten, das reines Eisen, Koks K, wiedergewonnenen
Staub S und pulverförmiges
Verfestigungs-Hilfsmittel D enthält
(siehe 4(e)).
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Ähnlich wie
bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel
werden als Verfestigungs-Hilfsmittel D vorzugsweise eine oder mehrere
Substanzen aus der Gruppe verwendet, die aus Reisschalen, Restmelassen,
wie von Rohrzucker, Stärken,
Branntkalk, kolloidalem Siliciumoxid, Sodasilicat, Aluminiumphosphat,
Vinylacetatschlamm, Asphaltemulsion und Bentonit besteht. Als wiedergewonnener
Staub S kann z.B. jener verwendet werden, der 10 bis 55 Gew.-% Eisen
(gesamtes Fe) enthält,
der bei einem Stahlerzeugungsverfahren erzeugt und aufgefangen wurde.
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Die
nachfolgenden Schritte sind die gleichen wie in 2 dargestellt.
Insbesondere wird eine bestimmte Menge des vorstehend genannten
Pulvers E dem Kompressions-Formen, z.B. mit einer Formgebungsmaschine
vom Walzentyp oder einer Formgebungsmaschine 6 vom Zylindertyp
unterzogen (siehe 4(f)), so daß ein Brikett
F erzeugt wird, das im wesentlichen kissenförmig ist und eine große Menge reines
Eisen enthält.
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Beim
Kompressions-Formen des Pulvers E werden die Partikel des reinen
Eisens mit dem daran haftenden Öl
durch das im Koks K enthaltene Wasser fest mit dem Verfestigungs-Hilfsmittel
D und dem Pulver E verbunden, so daß das Pulver E verfestigt werden
kann.
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Unmittelbar
nach dem Kompressions-Formen wird das Brikett F schnell abgekühlt, indem
es einem Luftstrom mit üblichen
Temperaturen oder einem Kaltluftstrom ausgesetzt wird (siehe 4(g)). Dann wird das Brikett F gehärtet (getrocknet),
um das darin enthaltene Wasser zu entfernen (siehe 4(h)),
und somit wird das Brikett A zur Verwendung als Material bei der
Stahlherstellung erhalten (siehe 4(i)).
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Das
entstandene Brikett A wird ebenfalls durch Verfestigen des Pulvers
E erzeugt, und somit kann das darin enthaltene Wasser durch das
Harten leicht und zuverlässig
entfernt werden. Wenn das Brikett direkt in den Hochofen gegeben
wird, besteht folglich keine Gefahr, daß es zu einer pulsierenden Verbrennung
kommt oder daß es
gestreut nach oben mitgerissen und abgegeben wird.
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Außerdem wird
die Oxidation des reinen Eisens wirksam unterdrückt, da die Behandlung so erfolgt,
daß jederzeit
ein Teil des Öls
des Schleiffluids zurückgehalten
wird. Das Brikett zeichnet sich ferner durch einen erhöhten Wert
aus, da es außerdem Koks
K enthält,
der als Aufkohlungsmaterial und als Reduktionsmittel dient. Außerdem liegt
das Brikett in fester Form vor, so daß dessen Transport und andere Behandlungen
erleichtert werden.
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Das
vorstehend genannte Herstellungsverfahren liefert insbesondere ein
noch starrer verfestigtes Brikett A zur Verwendung als Material
für die Stahlherstellung,
da 5 bis 50 Gew.-% Koks und 1 bis 10 Gew.-% Verfestigungs-Hilfsmittel
eingemischt sind. Außerdem
wird es durch das Verfahren möglich,
das Brikett mit der gewünschten
Harte leicht herzustellen, da das Mischungsverhältnis des wiedergewonnenen
Staubs im Bereich von 10 bis 30 Gew.-% vorgegeben wird.
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Das
vorstehend genannte Verfahren zum Herstellen des Briketts A wird
auch besonders bevorzugt bei der Wiederverwendung von Schleifspänen angewendet,
die nicht weniger als 0,2 Gew.-% Kohlenstoff enthalten.
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Beim
vorstehend angegebenen Ausführungsbeispiel
erfolgt das Zerkleinern des spröden Preßlings C
gleichzeitig mit dem Einmischen von Koks K, wiedergewonnenem Staub
S und Verfestigungs-Hilfsmittel D. Das Zerkleinern des spröden Preßlings C
und das Vermischen mit Koks K und dgl. können jedoch auch in getrennten
Schritten durchgeführt
werden. Das vorstehend angegebene Ausführungsbeispiel kann durchgeführt werden,
ohne daß wiedergewonnener
Staub S eingemischt wird.