CN103328659A - 用于回收炼钢转炉排渣的系统和方法以及由此制成的产品 - Google Patents

Abstract

用于对来自一个烟雾净化系统的淤渣进行处理的系统和方法，该烟雾净化系统对来自一个炼钢转炉的烟雾进行净化，净化方式为分离/隔离出该淤渣中的金属铁颗粒的一大部分并且将这些颗粒准备好以进行方便的处置。在一个示例性系统中，该系统包括隔离出该淤渣中的金属铁颗粒的分离设备以及使这些被隔离颗粒形成为团块的成型设备，这些团块具有相对高的机械阻力，从而允许这些团块在处置和存储的过程中保持其完整性。这些高金属铁含量的团块可以在炼钢过程中被回收，例如，作为用于一个碱性氧气转炉或一个电弧炉的装载材料。该系统中使用的水可以被回收并且在该系统内再使用，从而使该系统成为环境友好的。制造用于制造生铁的球粒原料和烧结原料的系统和方法、以及由此制成的原料。将非金属颗粒物从炼钢转炉排出烟雾残渣中隔离出来并且加入到这些球粒原料和/或烧结原料中。在一个实施例中，使用一种声空化管将该残渣中的这些非金属颗粒物与金属颗粒解聚。在制造球粒原料的一个实例中，将这些非金属颗粒物与铁矿石、石灰石、煤炭和膨润土混合以形成一种混合物，该混合物被球粒化为生球粒，这些生球粒随后被蒸煮以形成该球粒原料。在制造烧结原料的一个实例中，首先将这些非金属颗粒物进行微球粒化，并且接着与铁矿石、石灰石和煤炭混合以形成一种混合物，该混合物随后被蒸煮并且破碎以形成该烧结原料。

Description

用于回收炼钢转炉排渣的系统和方法以及由此制成的产品

发明领域

本发明总体上涉及炼钢领域。具体而言，本发明是针对用于回收炼钢转炉排渣的系统和方法以及由此制成的产品。

背景

在炼钢过程中，会产生许多残渣。这些残渣中存在来自碱性氧气转炉的残渣。在基于转炉的炼钢中，高速氧气被注射到碱性氧气转炉中，该碱性氧气转炉典型地装载有熔融生铁、废金属、石灰以及铁矿石，以便从装载材料中移除碳和硅并且形成熔融钢。该过程产生大量的热烟雾，这些热烟雾中含有装载材料的细微颗粒以及一氧化碳气体。为了避免污染环境，这些热烟雾在被净化之后才排放到环境中。典型地，这些烟雾要么用水来骤冷并且被清除掉其中的悬浮金属颗粒和其他固体、要么穿过静电除尘器以移除此颗粒物。剩余的气体（一氧化碳）被抽去并且常用作炼钢过程中的燃料。这些固体和来自骤冷过程的骤冷水形成淤渣，该淤渣典型地被收集在沉降槽中。该残留淤渣包括金属铁颗粒和其他固体，它一般被分离成“稠”淤渣和“稀”淤渣。

稠淤渣含有来自烟雾的较大固体，并且通常被丢弃到填埋地中或被干燥并且用作生产生铁的高炉的烧结料。稀淤渣中含有来自烟雾的较小固体，并且通常被丢弃到填埋地中或直接“实质上”被用作高炉的烧结料，或甚至直接“实质上”被用作球粒料以替代膨润土作为生产球粒的粘合剂。这两种材料均被送往高炉以变为生铁。通过静电除尘器从烟雾中移除的颗粒物或粉尘是用类似方式被收集并且典型地被丢弃到填埋地中，而不会基于其含有的颗粒的尺寸而分离成“稀”和“稠”的成分。

附图简要说明

为了图示本发明的目的，这些附图示出了本发明的一个或多个实施例的多个方面。然而，应该理解的是本发明不限于附图中所示的这些精确的安排和工具，在附图中：

图1是图示由一个碱性氧气转炉的烟雾净化系统产生的淤渣的回收方法的流程图；

图2A为被设计成且被配置成用于执行图1中的方法的连续淤渣处理系统的示意图；

图2B为被设计成且被配置成用于对含有非常细微颗粒物的炼钢转炉烟雾残渣进行处理的连续淤渣处理系统的示意图；

图3是图示回收碱性氧气转炉淤渣的连续处理方法的具体实例的流程图；

图4为经过干燥的稠转炉淤渣的照片；

图5为清洁之后的稠转炉淤渣中经过干燥的颗粒残余物的照片，示出了剩余的金属铁颗粒和非金属铁颗粒；

图6为在对料浆清洁步骤的残余固体进行处理以通过将金属铁颗粒与非金属铁颗粒分离来浓缩金属铁颗粒之后的金属铁颗粒的照片；

图7为在对料浆清洁步骤的残余固体进行处理以通过将金属铁颗粒与非金属铁颗粒分离来浓缩金属铁颗粒之后的非金属铁颗粒的照片；

图8为基本上只由从碱性氧气转炉淤渣中回收的金属铁颗粒组成的一组团块的照片；

图9为图2中的转炉淤渣处理系统的声空化装置的侧面正视图；

图10为图9中的声空化管的一个片段的放大正视透视图；

图11为图10中的声空化管片段的一端的放大图；

图12是图示从炼钢转炉烟雾残渣中制造出球粒原料的方法的流程图；

图13为用于制造出球粒原料的系统的示意图；

图14A是图示含有常规转炉原料球粒的球粒车的图；

图14B为图14A中的球粒车被完全填满使用图12中的方法和图13中的系统制造的生球粒的图；

图15是图示从炼钢转炉烟雾残渣中制造出烧结原料的方法的流程图；以及

图16为用于制造出烧结原料的系统的示意图。

详细说明

如以上背景部分所描述，利用例如氧气顶吹（Linz-Donawitz）（LD）转炉等碱性氧气转炉的炼钢过程的副产物是含有金属铁颗粒以及其他固体的转炉淤渣，这些其他固体包括非金属铁颗粒，例如氧化钙、二氧化硅、三氧化铝、氧化镁、氧化亚铁、碱金属，以及锌。常规地，转炉淤渣中的较大固体被隔离成“稠转炉淤渣”，并且此稠淤渣在填埋地中被处理或用作制造生铁的烧结料。填埋处理是不希望有的，这是出于环境原因并且因为稠淤渣中的金属铁基本上被浪费。在一个实例中，稠转炉淤渣中的平均金属铁含量约为50%。当用作制造生铁的烧结料时，稠转炉淤渣与铁精粉混合并且通常经历常规的铁烧结过程。当用作团块以直接装载高炉时，稠转炉淤渣被干燥处理，一般用粘合剂补充并且形成为团块，这些团块随后典型地被添加到高炉中以制造生铁。当稠转炉淤渣中的金属铁在此过程中被回收时，不希望的结果是，烧结料中并非金属铁颗粒的大量材料，例如碱金属、锌以及用于制造团块的粘合剂等，使额外的炉渣在高炉中形成。

本发明的一些方面针对的是对转炉淤渣进行处理，使得淤渣中含有的金属铁颗粒可以被有效地回收，而不存在常规的基于转炉淤渣的烧结料的缺点。在一个实例中，使转炉淤渣中存在的金属铁颗粒的很大一部分与淤渣中的非金属铁的成分分离，并且随后形成为不含任何粘合剂添加剂或其他污染物的凝聚体。所得的这些物体具有高机械阻力和高金属铁含量（例如，大于80%），它们可以基本上替代废铁而用作碱性氧气转炉和/或电弧炉的供料。这些方面的示例性实施例在下文中在若干个具体实例的背景下进行描述。

现在参考附图，图1图示了用于将转炉淤渣中存在的金属铁颗粒聚集成基本上由淤渣中金属铁颗粒的金属铁组成的凝聚体的方法100。本领域的技术人员将容易理解，该残留淤渣是产生于对碱性氧气转换过程的烟雾进行净化的过程，该净化过程用于使烟雾中的气体脱离同样存在于烟雾中的固体，例如上文提到的金属铁颗粒和非金属铁固体。

如图1所见，方法100只包括几个高级步骤。然而，本领域的技术人员将容易了解，方法100使用当前技术的实际应用将典型地包括用于实施方法100的高级步骤的多个子步骤。考虑到这点，在步骤105处，从例如烟雾净化器、存储设施或其他地方接收碱性氧气转炉的残留淤渣。在步骤110处，使淤渣内的大部分金属铁颗粒与淤渣内的所有非磁性铁材料分离，使得基本上所有剩余物均为金属铁颗粒。接着，在步骤115中，使金属铁颗粒彼此聚集成离散的凝聚体，例如团块，这些凝聚体可以在基本上不失去它们的完整性的情况下进行处理。理想地，并不使用粘合剂或任何其他添加剂来产生这些凝聚体，从而使这些凝聚体尽可能不含非金属铁材料。如上所提到，基本上只由转炉淤渣中的金属铁颗粒的纯金属铁构成的这些凝聚体可以用于任何合适目的，例如，用于装载碱性氧气转炉或电弧炉。

现参考图2A和图3，这些图分别图示了转炉淤渣处理系统200以及使用图2A中的系统来处理转炉淤渣以形成基本上由淤渣中最初的金属铁颗粒的金属铁构成的凝聚体的相应方法300。为使图2A和图3以及偶尔还有其他图便于起作用，应注意，本披露中使用的每个元件符号/步骤符号的前一位或前二位对应于读者为了看到该元件/步骤而应查看的图号。例如，对于具有200系列符号的元件，读者应查看图2A；而对于具有300系列符号的步骤，读者应查看图3。

如图2A所见，在该实例中的转炉淤渣处理系统200位于净化烟雾的烟雾净化系统202的下游，这些烟雾是在使用高压氧气喷枪206对转炉内的装载材料（未图示）进行氧气转换的过程中从LD转炉204中排出的。本领域的技术人员将理解，净化系统202对转炉烟雾进行冷却并且对烟雾中的颗粒物质进行净化，典型地是通过用水（未图示）使烟雾骤冷来进行的。该净化的产物是烟雾中最初含有的气体208（主要为一氧化碳）以及转炉淤渣210，该转炉淤渣是来自烟雾的颗粒物质与骤冷水的混合物。在该实例中，淤渣210被捕获在沉降槽212中。

参考图3，以及还参考图2A中的转炉淤渣处理系统200，在方法300的步骤305处，对转炉淤渣210进行分类，其中该淤渣被分离成稠转炉淤渣214和稀转炉淤渣（未图示）。在一个实例中，稠转炉淤渣214基本上由淤渣中大得不能穿过325目的筛（即，尺寸大于44微米）的所有固体构成。当然，可以使用其他最小颗粒尺寸界限，只要所需的金属铁颗粒不会从稠转炉淤渣214中排除即可。在所示系统200的特定实施例中，该分类是由阿特金斯（Atkins）型螺旋输送机216来执行。然而，本领域的技术人员将理解，分类可以用各种方式中的任一种方式来完成，例如使用一个或多个旋风器、一个或多个夹具分离器等。也就是说，阿特金斯型螺旋输送机216促进了示例性系统200的连续流处理性质,下文将对此进行更详细的解释。图4示出了为了清楚而已被干燥的稠转炉淤渣214的样本400。图4图示了稠转炉淤渣214中的包括金属铁颗粒（典型地为固体和空心球）和非金属铁颗粒（例如，氧化钙和二氧化硅颗粒）的相对较大颗粒404如何被粘附到这些颗粒上的粘合剂细粒覆盖。

再次参考图2A和图3，在步骤310处，此处使用调节器/料浆泵220将水218添加到稠转炉淤渣214以产生料浆222并且将此料浆泵送到系统200的下一级。在一个实例中，将水218添加到稠转炉淤渣214中，使得料浆222约为30%固体。一般地，合适的料浆的固体百分比范围将为约20%到约50%。在该实施例中，调节器/料浆泵220被设计成且被配置成用于以0.1立方米/分钟的速率产生并且泵送固体含量为30%（70%的水）的料浆222。

在步骤315处，将粘附到料浆222中较大颗粒上的粘合剂细粒从这些颗粒中移除。该步骤可以称为“颗粒清洁步骤”并且可以使用例如声空化来实现。在所示转炉淤渣处理系统200的实施例中，颗粒清洁步骤315是由竖直定向的声空化装置224来实行，其中当料浆222在连续流中向上流经该装置时这些颗粒被清洁。在下文中结合图9到图11来描述示例性声空化装置224的其他细节。在其他实施例中，可以使用其他清洁装置。图5示出了在颗粒清洁步骤315之后料浆222中相对较大颗粒504的经过干燥的样本500。图5清楚地示出了颗粒清洁步骤315如何移除最初覆盖着稠转炉淤渣214中的颗粒的粘合剂细粒。同样如图5所见，颗粒504包括金属铁颗粒504A和非金属铁颗粒504B。

再来参考图2A和图3，在步骤320处，料浆222中现已被清洁的颗粒被分成两组：金属铁颗粒（例如，图5中的颗粒504A）与所有其他颗粒，即非金属铁颗粒（例如，图5中的颗粒504B），从而浓缩金属铁颗粒。在图2A中所示的转炉淤渣处理系统200的实施例中，该分离是使用两级分离器226来实现，该两级分离器具有彼此串联的第一螺旋级226A和第二螺旋级226B。金属铁颗粒典型地比非金属铁颗粒要重，且分离器226基于不同颗粒的重量而在重力分离过程中分离这些颗粒。在该实例中，第一级螺旋226A为高级（HG）串联螺旋，可得自澳大利亚卡拉拉的DownerEDi Mining公司。第一级螺旋226A将料浆222分离成初级浓缩物228和初级废物230。应注意，在该实例中选择了料浆222的30%固体成分，是由于使用了特定的HG螺旋226A。此处，使用HG11螺旋，且当固体百分比在约27%到约33%的范围内时该螺旋最有效。借助于其他螺旋以及其他类型的分离器，料浆222的固体含量可以根据需要而在此范围外。

初级浓缩物228含有来自料浆222的较重颗粒，这些较重颗粒主要是所希望的金属铁颗粒。初级浓缩物228被输送以进行进一步处理，如下文所描述。初级废物230含有较轻颗粒，这些较轻颗粒中的一些是金属铁颗粒。初级废物230被输送到第二螺旋级226B中，以便取出这些较小金属铁颗粒中的至少一些。在该实施例中，第二螺旋级226B是中级（MG）串联螺旋，可得自Downer EDi Mining公司，并且将初级废物230分离成二级浓缩物232和二级废物234。二级浓缩物232中的颗粒主要只是金属铁颗粒，而二级废物中的颗粒主要只是非金属铁颗粒。与初级浓缩物228一样，二级浓缩物232被输送以进行进一步处理，如下文所描述。二级废物234被输送到沉降槽236。在沉降之后，包括碳酸钙和二氧化硅颗粒的这些颗粒238被收集并干燥并且可以用于例如水泥中。

在分离器226处理结束时，初级浓缩物228和二级浓缩物232的组合含有相对较高浓度（典型地为至少80%）的金属铁颗粒。图6示出了初级浓缩物228和二级浓缩物232的组合中含有的颗粒604的经过干燥的样本600。如图6中所见，几乎所有颗粒604均为金属铁颗粒。相比之下，图7示出了在被分离器226处理之后丢弃到沉降槽236中的二级废物234中的颗粒238的经过干燥的样本700。图7清楚地示出了基本上所有颗粒238均为非金属铁颗粒。尽管在此处使用的是汉弗莱型螺旋分离器226，但是本领域的技术人员将容易理解，步骤320处的分离可以用各种其他方式中的任一种方式来实现，例如，通过使用旋风分离器、富集台、夹具分离器以及电磁铁分离器等。

再来参考图2A和图3，在步骤325处，使含有高浓度金属颗粒的初级浓缩物228和二级浓缩物232脱水。在所示实施例中，使用脱水螺旋输送机240来实现脱水，但是在其他实施例中，可以用其他方式来执行脱水，例如，使用脱水旋风器等。脱水螺旋输送机240的输出物是来自初级浓缩物228和二级浓缩物232的同样主要只是金属铁颗粒的颗粒242，以及来自这两种浓缩物的水与非常细微颗粒的混合物244。在所示实施例中，混合物244被输送到沉降槽236，并且水被再用于系统200的其他部分中，例如，在调节/料浆泵220中，其中水被用于产生如上所描述的30%固体的料浆222。从脱水螺旋输送机240输出的颗粒242的流具有约为20%的水分含量。在步骤330处，使颗粒242在一个合适的干燥器246中干燥。在一个实例中，干燥器246将颗粒加热到约200摄氏度以将水从颗粒中驱赶出去。

促进转炉淤渣210中最初的金属铁颗粒分离/隔离的所有设备件可以共同被认为是“分离设备”，因为它们参与分离/隔离过程。在示例性转炉淤渣处理系统200中，这样的分离设备不仅包括从料浆222中的颗粒中移除细粒的声空化装置224以及对料浆222中的金属铁颗粒进行浓缩的分离器226，而且包括分类螺旋输送机216、调节器/泵220、脱水螺旋输送机240以及干燥器246，它们都促进总体的分离/隔离过程。

在步骤335处，使现已被干燥的颗粒242形成为凝聚体，此处为凝聚团块248，这些凝聚体可以在不失去其凝聚性的情况下被处理和存储。在所图示的转炉淤渣处理系统200的实施例中，步骤335由于所使用的设备类型而具有两个初级子步骤335A、335B。在子步骤335A中，使用高压成型器252使颗粒242形成为松弛粘合的团块250。在该实施例中，成型器252是压块机。作为一个实例，成型器252可以是220公吨的压块机，型号B220B，可得自伊利诺伊州伍德戴尔市的K.R.Komarek公司。由于颗粒主要只是金属铁颗粒（典型地为微球体）并且不使用粘合剂，因此松弛粘合的团块250具有非常低的机械阻力并且因此一般无法在不失去其初始完整性的情况下被处理。

因此，在子步骤335B处，在热处理装置254中对松弛粘合的团块250进行热处理，从而将此松弛粘合的团块转化为凝聚团块248，此凝聚团块在正常处理和存储过程中（如果存在该过程的话）大体保持完整。在一个实例中，在子步骤335B处，将松弛粘合的团块250加热到足够高的温度，典型地大于约700摄氏度，保持该温度达足够长的时间以将它们转化为凝聚团块248，此凝聚团块的机械阻力和硬度使其能够在基本上不改变最初形状的情况下被处理和存储。在一个实施例中，热处理装置254是补足转炉淤渣处理系统200的剩余部分的连续加料炉，其中初级部件为连续加料部件。在一个实例中，热处理装置254是8米长的炉，该炉提供25分钟滞留时间并且在约850摄氏度到约900摄氏度的温度下对松弛粘合的团块250进行加热。在这些条件下，松弛粘合的团块250内颗粒242的界面处的原子之间的热迁移被促进达到这些颗粒变得凝聚性地粘合在一起并且形成凝聚团块248的程度。可以通过将松弛粘合的团块250只加热到足以实现此凝聚性粘合来使能量使用最少。当然，这些颗粒可以被加热到熔融发生为止，但是这需要更多能量。促进凝聚团块248成型的所有设备件可以共同地被认为是“成型设备”。在示例性转炉淤渣处理系统200中，这样的成型设备包括高压成型器252和热处理装置254。

凝聚团块248在达到它们的熔点之前一般不失去其凝聚性。图8示出了使用转炉淤渣处理系统200制成的实际凝聚团块248的集合800，该处理系统包括上文提到的K.R.Komarek B220B压块机，该压块机产生例如尺寸为3cm×2.5cm×1.5cm的团块。一旦凝聚团块248已产生，它们便可以根据需要来使用。例如，如上文所提到，凝聚团块可以用作碱性氧气转炉或电弧炉的装载材料。

如上文所提到，示例性转炉淤渣处理系统200被设计成且被配置成使得方法300的各步骤是用流经该系统的连续流来执行。也就是说，为该系统选择的所有初级设备件不是批量处理；相反，它们在连续流中进行处理。例如，用作热处理装置254的实例是这样的炉，在该炉中，松弛粘合的团块250在沿着该炉的长度行进时被加热。作为其他实例，阿特金斯型螺旋输送机216、汉弗莱型螺旋分离器226，以及脱水螺旋输送机240均在连续处理模式中操作。也就是说，本领域的技术人员将了解，在替代实施例中，所披露的任一连续处理模式设备件均可以由相应的批量处理设备来替代。

另外，本领域的技术人员将容易了解，根据所用设备的性质，图2A的转炉淤渣处理系统200中的两件或更多件设备可以由实现与这些被替代设备件相同的最终结果的单件设备来替代。例如，在系统200中，形成金属铁颗粒的凝聚体的步骤335是使用高压成型器252和热处理装置254来执行的。然而，被设计成且被配置成用于在压力成型过程中加热颗粒的单件设备可以替代两个单独的装置252、254。本领域的技术人员将理解可以进行该类替代的情况。

示例性转炉淤渣处理系统200的一个重要部件为声空化装置224，原因是它用于从较大颗粒料浆222中移除粘合剂细粒，从而允许产生此高纯度的金属铁团块248。如上文提到的系统200的其他部件一样，声空化装置224被设计成且被配置成用于当料浆222的连续流流经该装置时对该连续流进行处理。为了实现此目的，声空化装置224具有在图9到图11中更具体示出的独特设计。

现参考图9，所示的示例性声空化装置224被设计成且被配置成用于以10立方米/小时的速率将约15%固体的料浆处理成由稠转炉淤渣和水构成的约50%固体的料浆。在图2A的特定实例中，料浆222中固体的百分比约为30%。当阅读装置224的以下说明时应记住这点，从而理解其他实施例可以具有不同配置、尺寸等，尤其是当被设计用于其他处理速率时。

声空化装置224包括一个声空化管900、一个入口904，以及一个出口908，并且当被安装时，该管被竖直地定向，其中入口在下端，而出口在上端。应注意，优选但不绝对必要的是，管900竖直或倾斜定向而非水平定向，因为水平定向可能会在管内引起固体的沉淀。使入口904位于下端，还有助于对料浆222（图2A）被暴露于声空化清洁动作的时间进行控制。在该实例中，声空化管900在入口904与出口908之间的流动方向上为5米长，且由经由带凸缘的螺栓连接件912A-912D彼此固定的五个相同的1米长片段900A-900E组成。入口904和出口908经由带凸缘的螺栓连接件916A-916B而用类似方式固定在声空化管900上。从图10和图11中最好地看到，声空化管900界定了内部通道1000，该内部通道具有尺寸约70mm×32mm的矩形横截面形状。

如图10所见，每一个声空化管片段900A-900E包括沿着该片段均匀间隔的十一个超声换能器，其中六个换能器1004A-1004F在该片段的一侧上，而五个换能器1008A-1008E在另一侧上。换能器1004A-1004F、1008A-1008E提供压缩波和解压缩波的声发射，这些波促进了在料浆222（图2A）连续流经管900时该料浆内的空化。此动作不仅从料浆222中的颗粒中清洁掉粘合剂细粒和其他表面物质，而且还避免了不必要的常规静态滞留时间和常规搅拌器。

在该实例中，超声换能器1004A-1004F、1008A-1008E各自为压电换能器，其中换能器1004A-1004F为50W、25kHz的换能器，而换能器1008A-1008E为50W、40kHz的换能器。因此，由五个相同片段900A-900E组成的整个声空化管900总共具有55个超声换能器1004A-1004F、1008A-1008E，其中30个换能器为50W、25kHz的换能器，而25个换能器为50W、40kHz的换能器。换能器1004A-1004F、1008A-1008E以五个一组的形式由十一个250W电源920A-920K来供电。

参考图2A和图9，声空化装置224大体如下运作。当料浆222进入入口904时，细粒被粘合到主要形成稠转炉淤渣214的金属材料和非金属材料。随着料浆222被暴露于声空化管900，典型地为球形的金属铁颗粒（见图5中的颗粒504A）以某一频率开始振动，该频率由换能器1004A-1004F、1008A-1008E（图10）所产生的超声来决定。金属铁颗粒振动的频率不同于（高于）非金属材料振动的频率，并且这会促进细粒从金属铁颗粒中移除。在本实例中，使用两个不同的超声频率来在料浆222内产生强烈超声空化的均匀声场，这会使分配在声空化管900内的线性空间内的反应动力最大化。该声能量产生达到分子水平的急剧过程速率变化和质量提高。

本领域的技术人员将容易了解，所示的声空化装置224仅仅为一个实例，且可以使用许多其他配置。用于设计连续流声空化装置的设计考虑包括：讨论中的料浆的成分、料浆的流速、所施加的超声的功率、料浆在声空化管中的滞留时间，以及所需的处理速率等等。在大多数商业应用中，功率似乎应大于7W/s并且滞留时间应至少约为2.5秒。声空化装置的替代配置可以具有尺寸、横截面形状、长度、平直度等不同的多个通道。替代配置还可以具有不同数量的换能器以及不同的换能器位置和安排。本领域的技术人员将能够在不进行过度实验的情况下设计、制造并使用提供所希望/必要的清洁功能的声空化装置。

鉴于图2A和图3针对的是将稠淤渣214（图2A）输入调节器/料浆泵220中（也见图3中的方法300的步骤310），图2B则图示了特别被适配成用于对输入残渣262进行处理的系统258，该输入残渣含有比图2A中的稠淤渣214相对更细微的含氧化铁的颗粒。图2B中的输入残渣262的实例包括：稀淤渣，例如可以作为淤渣210的一部分从图2A中的螺旋输送机216中取出，这部分不能像稠淤渣一样到达输送机的顶部；以及来自静电除尘器（未图示）的粉尘，该静电除尘器可以替代图2A中的净化系统202。

如图2B所见，此处在调节器/料浆泵268中将成分为稀淤渣、静电除尘器粉尘等的残渣262与水混合，以产生料浆272，并且将该料浆泵送到系统258的下一级。在一个实例中，将水218添加到残渣262中，使得料浆272约为30%固体。一般地，合适的料浆的固体百分比范围将为约20%至到50%。在该实施例中，调节器/料浆泵268被设计成且被配置成用于以0.1立方米/分钟的速率产生并且泵送固体含量为30%（70%的水）的料浆272。

调节器/料浆泵268将料浆272泵送到分散设备276，该设备主要将含氧化铁的颗粒与不含氧化铁的颗粒中解聚。在该实例中，设备276为竖直定向的声空化装置，其中当料浆272以连续流的方式向上流经该装置时颗粒被解聚出来。可以用作分散设备276的示例性声空化装置224的其他细节在上文中结合图9到图11进行了描述。在其他实施例中，另一分散设备可以被用作设备276。

仍参考图2B，料浆272中现已解聚的颗粒被分离成两组：金属颗280和非金属颗粒物284，该非金属颗粒物含有相对较大量的氧化铁。在图2B中所示的系统258的实施例中，该分离是使用具有吸引金属颗粒280的磁体288A的磁力分离器288来实现的，但是该分离可以使用本领域中已知的其他装置来实现。如果有需要，可以使用上述技术用图2A中颗粒242的方式将现已分离的金属颗粒280处理成与图2A中的团块248类似的凝聚团块。图2B中现已分离的非金属颗粒物284可以用于制造球粒或烧结原料，或制造这两者，例如，用下文中结合图12到图16所描述的方式来制造。

图12图示了根据本发明各方面的用于制造球粒原料的方法1200。在步骤1205处，将颗粒物从炼钢转炉过程的排出烟雾中提取出来，以形成残渣。如上所提到，该残渣可以是例如源自烟雾骤冷过程的淤渣或来自静电除尘过程的粉尘等等。在步骤1210处，处理该残渣以将金属颗粒与非金属颗粒物彼此分离。在一个实例中，这是使用上文关于图2B描绘和描述的声管分散技术来完成的。

现不仅参考图12，还参考图13来看方法1200的剩余部分，如果在图13中用元件符号1300表示的现已分离的大体非金属颗粒物（这些颗粒物可以是图2B中的颗粒物284）在步骤1210处的分离之后是潮湿的，那么在任选的步骤1215处，可以对这些非金属颗粒物进行干燥处理，例如，直到它们达到约4%到约1%的水分含量为止。在一个实例中，任选步骤1215可以由非加热型干燥器1304来执行，例如压滤机或可得自芬兰埃斯波的Outotec Oyj公司的Outotec真空带过滤器（以前是Larox）。非加热型干燥趋向于保持颗粒物1300的吸湿性，该性质是将颗粒物用作用于生产制造生铁的球粒原料1312的球粒化系统（例如，图13中的系统1308）中的粘合剂所希望有的性质。

在步骤1220处，将现用进料斗1316表示的非金属颗粒物1300与将用于产生球粒原料1312的一种或多种其他材料混合在一起。在该实例中，这些其他材料包括铁矿石（用进料斗1320表示）、石灰石（用进料斗1324表示）、膨润土（用进料斗1328表示），并且如果有需要则还有煤炭（用进料斗1332表示）。根据由用于产生球粒原料1312的输入物决定的混合比重将进料斗1316、1320、1324、1328和1332中的所有材料彼此组合。除了从排出烟雾残渣中提取出来的颗粒物1300以外，本领域的技术人员将了解如何根据混合材料的类型和性质以及转炉装载材料和添加到用于制造生铁的高炉中的其他材料的化学性质来确定混合比例。例如，用进料斗1328表示的膨润土的添加范围常在每公吨产生的球粒原料1312约4kg到约25kg的范围内。颗粒物1300是以适当量添加，例如每公吨球粒原料约4千克到每公吨球粒原料约18千克。进料斗1316、1320、1324、1328和1332中的材料可以用任何合适的方式混合，例如，使用回转式混合器1336或其他混合装置，从而产生混合物1340，该混合物是球粒原料1312的前体。在图13中，所示的混合物1340被临时存储在存储斗1344中，但是在本披露的范围内的其他球粒成型系统中无需如此。

在步骤1225中，将混合物1340处理成尺寸合适的生球粒1348（即，尚未进行热处理的球粒）。在图13中的球粒成型系统1308中，该处理是由旋转鼓式制粒机1352和带式筛1356来实现，该筛用于选择由该制粒机输出的尺寸合适的球粒。当然，可以使用其他类型的设备来产生尺寸合适的生球粒1348。用于形成尺寸合适的生球粒1348的设备的其他描述是没有必要的，因为这样的设备在本领域中已知用于生产制造生铁的常规球粒原料。

在步骤1230处，对生球粒1348进行蒸煮并且冷却，以产生精加工的球粒原料1312。在图13中所示的实例中，生球粒1348是由常规球粒原料炉系统1360进行蒸煮，该系统使用多个球粒车1364来将初始的生球粒1348运到炉中，此处示出了三个球粒车1364A、1364B和1364C。每个球粒车1364由耐高温材料制成，该材料允许初始的生球粒1348达到约1250摄氏度从而允许进行蒸煮。该蒸煮过程使初始的生球粒1348变为相对极不容易受到机械破坏的凝聚球粒原料1312。在蒸煮之后，以任意的次序对球粒原料1312进行冷却，根据需要进行筛分以选择合适尺寸的球粒，并且存储。将从转炉排出烟雾残渣中回收的主要非金属颗粒物1300（图13）添加到球粒原料1312中与在常规球粒化过程中添加膨润土的类似之处在于这两种材料均为吸湿的。然而，一个重要的差异是非金属颗粒物1300含有氧化铁，与常规球粒原料相比，该氧化铁增加了球粒原料1312中的总铁含量。在一个实例中，球粒原料1312中的总铁含量约为0.8重量百分比，而常规球粒原料中的总铁含量约为0.3重量百分比。另外，与常规球粒原料相比，球粒原料1312由于膨润土减少而具有相对较小量的硅和氧化铝。本质上，球粒原料1312中硅和氧化铝的量是来自非金属颗粒物1300中的残渣。

当使用基于球粒车的蒸煮技术蒸煮生球粒1348时，与不含有来自转炉排出烟雾残渣的非金属颗粒物的常规生球粒相比，源自加入非金属颗粒物1300的生球粒的独特性质允许高得多的蒸煮效率和蒸煮产量。为了图示说明，图14A图示了一个球粒车1400，它对应于图13中的球粒车1364中的任一者，以常规方式装填有常规球粒原料1404。装填球粒车1400的常规方式是使球粒车的内部1408基本上与已蒸煮的常规球粒1404A对齐，并且随后用常规生球粒1404B来装填该内部的剩余部分。这样做是因为常规生球粒1404B不具有装填球粒车1400的整个内部1408所需的机械强度（抗压力）。尽管当生球粒1404B具有足够机械强度时可以用它们完全填满球粒车1400，但是它们有限的强度不允许这样做。因此，在每次装载中被蒸煮的生球粒1404B的量显著减少已被蒸煮的球粒1404的体积，这是为了防止生球粒破碎和粉碎。常规蒸煮过程典型地需要70%到85%的生球粒以及30%到15%的已被蒸煮的球粒。在本发明的一个过程中，已被蒸煮的球粒的量可以减少到0%。

相比之下，根据本发明的各方面制造的主要包括从转炉排出烟雾中回收的非金属颗粒物的生球粒，例如图13中的生球粒1348，具有的机械强度远高于不含此颗粒物的常规生球粒。例如，发明人已观察到，根据本发明制造的生球粒的机械强度比常规生球粒的强度高多达40%。实际上，此较高的机械强度允许球粒车1400的整个内部1408完全填满本披露的含有排出烟雾残渣颗粒物的生球粒1412，如图14B所示。由于球粒车1400的整个体积用于生球粒1412，因此蒸煮这些生球粒的产量和效率远高于蒸煮常规生球粒1404B，同样，常规生球粒只占用球粒车1400的内部1408的体积的一部分，如图14A所示。

图15图示了根据本发明各方面的用于制造烧结原料的方法1500。在步骤1505处，将颗粒物从炼钢转炉过程的排出烟雾中提取出来，以形成残渣。如上所提到，该残渣可以是例如源自烟雾骤冷过程的淤渣或来自静电除尘过程的粉尘等等。在步骤1510处，对该残渣进行处理以将金属颗粒物与非金属颗粒物彼此分离。在一个实例中，这是使用上文关于图2B描绘和描述的声管分散技术来完成的。

现不仅参考图15，还参考图16来看方法1500的剩余部分，如果在图16中用元件符号1600表示的现已分离的大体非金属颗粒物（这些颗粒物可以是图2B中的颗粒物284）在步骤1510处的分离之后是潮湿的，那么在任选的步骤1515处，可以对这些非金属颗粒物进行干燥处理，例如，直到它们达到约4%到约1%的水分含量为止。在一个实例中，任选步骤1515可以由非加热型干燥器1602来执行，例如压滤机或可得自芬兰埃斯波的Outotec Oyj公司的Outotec真空带过滤器（以前是Larox）。非加热型干燥趋向于保持颗粒物1600的吸湿性，该性质是将颗粒物用作用于生产制造生铁的烧结原料1606的烧结原料制造系统（例如，图16中的系统1604）中的粘合剂所希望有的性质。

非金属颗粒物1600具有烧结料的所有化学性质，但是由于它来自通过尺寸来分离氧化铁、石灰石和其他成分的过程，因此它典型地为非常细微的材料，如图16中的元件符号1600A所描绘。典型地，该材料的尺寸小于325目。当非金属颗粒物1600被认为太小而不能有效处理成烧结原料1606时，在步骤1520处，例如使用微球粒化设备1610将这些颗粒物处理成尺寸合适的微球粒1608。在一个实例中，“尺寸合适”意指大于60目的尺寸，即，大于约0.25mm。

在微球粒化设备1610的一个实施例中，将非金属颗粒物1600放入进料斗1612中。随后，使用混合器1618，以合适的量将非金属颗粒物1600与粘合剂（用进料斗1614表示）和水（用槽1616表示）混合。如本领域的技术人员将容易了解到，与非金属颗粒物1600混合的粘合剂1614和水1616的量将取决于所用的粘合剂类型以及这些颗粒物的特定性质和化学性质而变。粘合剂1614可以是任何合适的有机或无机粘合剂或其组合。在一个具体实例中，粘合剂1614是预凝胶化的玉米粉。当将这样的玉米粉用作粘合剂1614时，它可以某一比例与非金属颗粒物1600混合，该比例在混合物总重量的约2%到约12%的范围内。在该实例中，可以用混合物1620总重量的约28%到约42%的比例将水1616添加到颗粒物1600与玉米粉的混合物中。

随后将混合物1620输送到生成生微球粒1624的挤压机1622中，随后以约80摄氏度到约250摄氏度范围内的温度加热这些生微球粒以对它们进行蒸煮并且赋予它们相对高的机械强度。此加热可以使用例如一个热板（未图示）、热带1626或低旋转炉（未图示）等等来执行。随后例如使用一个带型筛1628对被蒸煮的微球粒1624A进行筛分，以分离出不满足所制定的尺寸标准的颗粒。在前面的实例中，被蒸煮的微球粒1624A中小于60目的颗粒被移除。在该实施例中，这些不可接受的小型颗粒被回收并且再次组合在混合物1620中，如回收线1630所示。在其他实施例中，这些不可接受的小型颗粒可以被丢弃或用于别处。尺寸可接受的被蒸煮的微球粒1624A是微球粒1608。通过将符号1608A所表示的微球粒的相对尺寸与符号1600A所表示的开始时的非金属颗粒物1600进行比较，可以看出微球粒1608的相对大得多的尺寸。微颗粒1608的此相对较大尺寸意味着可以在不影响烧结过程（下文将描述）的透气性的情况下使用颗粒物1600，而当在没有进行微球粒化的情况下使用非常小尺寸的颗粒物1600时会影响此透气性。因此，与使用常规材料来产生烧结料相比，烧结厂的生产率将不会下降。

在步骤1525处，使现用进料斗1632表示的微球粒1608与用于产生一种混合物1634的一种或多种其他材料混合在一起，该混合物将用于产生烧结原料1606。在该实例中，这些其他材料包括铁矿石（用进料斗1636表示）、石灰石（用进料斗1638表示）以及煤炭（用进料斗1640表示）。根据由用于生产烧结原料1606的输入物决定的混合比重使进料斗1632、1636、1638和1640中的所有材料彼此混合。除了用从排出烟雾残渣中提取出来的颗粒物1600制成的微球粒1608以外，本领域的技术人员将了解如何根据混合材料的类型和性质以及转炉装载材料和添加到用于制造生铁的高炉中的其他材料的化学性质来确定混合比例。材料1632、1636、1638和1640的混合是在这些材料在灌水站1644处被预先灌水之后使用一个混合器来执行的，该混合器此处为回转式混合器1642。在该实例中，混合物1634在灌水站1646处再次被灌水，并且被输送到存储斗/进料斗1648中。

在步骤1530处，将混合物1634处理成精加工的烧结原料1606。在图16中所示的实例中，通过常规烧结原料炉系统1650蒸煮混合材料1634，该系统使用烧结车将潮湿的混合材料1634运到炉1654中，此处示出为单个烧结车1652。每个烧结车1652由耐高温材料制成，该材料允许最初潮湿的混合材料1634达到约800摄氏度到约1200摄氏度，从而允许该材料被蒸煮。该蒸煮过程使最初潮湿的混合材料1634变为大体整块体1656。在蒸煮之后，用合适的破损机1658破碎整块体1656并且用合适的装置1660进行过滤，以移除在最终的烧结原料1606中不需要的任何细粒1662。通过过滤而移除的任何被移除细粒1662和/或收集在炉1654中的任何细粒可以被回收到微球粒化设备1610中。任选地，在过滤之后，可以例如用冷却扇1664冷却烧结原料1606，并且存储或直接输送到生铁制造过程。

以上已经披露并且在附图中图示了多个示例性实施例。本领域的技术人员将理解的是可以对在此明确披露的内容进行各种改变、省略和添加，而不背离本发明的精神和范围。

Claims (60)

1.一种用于对来自一个烟雾净化系统的淤渣进行处理的系统，该烟雾净化系统对来自一个炼钢转炉的烟雾进行净化，其中该淤渣包括金属铁颗粒和非金属铁材料，该系统包括：

分离设备，该分离设备被设计成且被配置成用于处理该淤渣，以便将实质上仅金属铁颗粒与该非金属铁材料隔离；以及

成型设备，该成型设备被设计成且被配置成用于接收由所述分离设备隔离的这些金属铁颗粒并且用这些金属铁颗粒形成凝聚体，这些凝聚体主要由通过所述分离设备隔离的这些金属铁颗粒组成。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述分离设备包括一个超声清洁器，该超声清洁器被设计成且被配置成用于对粘合到该淤渣中的这些金属铁颗粒上的表面细粒进行移除。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述超声清洁器包括一个声空化装置，该声空化装置被设计成且被配置成用于在一个连续流中对由该淤渣形成的一种料浆进行处理。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述声空化装置包括一个声空化管，该声空化管界定了具有一条流动轴线的一个长形的流体通道，所述声空化装置进一步包括多个超声换能器，这些超声换能器与所述长形的流体通道处于声连通并且沿着所述声空化管彼此间隔开。

5.根据权利要求2所述的系统，其中所述分离设备进一步包括一个淤渣调节器，该淤渣调节器被设计成且被配置成用于从该淤渣制成一种料浆，以用于该超声清洁器中。

6.根据权利要求2所述的系统，其中该非金属铁材料包括非金属铁颗粒，并且所述分离设备进一步包括位于所述超声清洁器下游的一个分离器，该分离器被设计成且被配置成用于将这些金属铁颗粒与这些非金属铁颗粒分离。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述分离器包括至少一个重力分离螺旋。

8.根据权利要求6所述的系统，其中所述成型设备包括一个压力成型器，该压力成型器被设计成且被配置成用于将这些金属铁颗粒成型为松散粘合体。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述压力成型器是一个高压团块成型器，该高压团块成型器将至少30公吨施加给由此形成的每个团块。

10.根据权利要求8所述的系统，其中所述成型设备进一步包括一个热处理装置，该热处理装置用于将这些松散粘合体转换成这些凝聚体。

11.根据权利要求6所述的系统，其中所述成型设备包括一个压力成型器，该压力成型器被设计成且被配置成用于将这些金属铁颗粒成型为松散粘合体。

12.根据权利要求8所述的系统，其中所述压力成型器是一个高压团块成型器，该高压团块成型器将至少30公吨施加给由此形成的每个团块。

13.根据权利要求8所述的系统，其中所述成型设备进一步包括一个热处理装置，该热处理装置用于将这些松散粘合体转换成这些凝聚体。

14.一种用于对来自一个烟雾净化系统的淤渣进行处理的系统，该烟雾净化系统对来自一个炼钢转炉的烟雾进行净化，其中该淤渣包括金属铁颗粒、非金属铁颗粒以及粘附到这些金属铁颗粒和这些非金属铁颗粒上的细粒，该系统包括：

一个调节器，该调节器被设计成且被配置成用于将水添加到该淤渣中以产生一种料浆；

一个声清洁器，该声清洁器被设计成且被配置成用于接收该料浆并且从该料浆中存在的这些金属铁颗粒和这些非金属铁颗粒上移除这些细粒；

一个分离器，该分离器被设计成且被配置成用于将在所述声清洁器中清洁过的这些金属铁颗粒与这些非金属铁颗粒分离；

一个团块成型器，该团块成型器被设计成且被配置成用于制成主要仅由在所述分离器中分离出来的这些金属铁颗粒组成的团块；以及

一个热处理装置，该热处理装置被设计成且被配置成用于稳定这些团块以进行处置。

15.一种物体，主要组成为：

从钢转炉淤渣中隔离出来的金属铁颗粒；

其中所述金属铁颗粒由于对该物体的热处理而被凝聚性地聚集成一个统一质量块。

16.根据权利要求15所述的物体，其中所述金属铁颗粒被凝聚性地聚集而非熔融在一起。

17.一种用于在一个连续流过程中对一种料浆中的颗粒进行清洁的设备，该清洁工具包括：

一个入口，该入口被设计成且被配置成用于接收一个连续流中的该料浆；

一个出口，该出口被设计成且被配置成用于输出该连续流中的该料浆；以及

一个声空化管，该声空化管在所述入口与所述出口之间延伸，以便运送该连续流中的该料浆，其中所述声空化管界定了具有一条流动轴线的一个流体通道并且被设计成且被配置成用于沿着所述流动轴线在该流体通道内在该料浆的该连续流中引起声空化。

18.根据权利要求17所述的设备，进一步包括多个超声换能器，这些超声换能器与所述长形的流体通道处于声连通并且沿着所述声空化管彼此间隔开。

19.一种制造用于钢转炉或电弧炉的金属铁装载材料的方法，该方法包括：

接收钢转炉烟雾淤渣；

对该钢转炉烟雾淤渣中存在的金属铁颗粒进行隔离；以及

形成一种凝聚体，该凝聚体主要仅由从该钢转炉烟雾淤渣隔离出来的这些金属铁颗粒组成。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述隔离这些金属铁颗粒包括使用超声来清洁该钢转炉烟雾淤渣中的颗粒。

21.根据权利要求20所述的方法，其中所述使用超声来清洁该钢转炉烟雾淤渣中的颗粒包括将声空化引入该碱性氧气转炉烟雾淤渣中。

22.根据权利要求19所述的方法，其中所述形成该凝聚体包括使这些金属铁颗粒压力成型为一种松散粘合体。

23.根据权利要求22所述的方法，其中所述形成该凝聚体进一步包括对该松散粘合体进行热处理以产生该凝聚体。

24.根据权利要求23所述的方法，其中所述对该松散粘合体进行热处理包括将该松散粘合体加热到一个点，在低于该点时这些金属颗粒彼此熔融在一起。

25.一种用于炼钢的方法，包括：

接收碱性氧气转炉烟雾淤渣；

对该碱性氧气转炉烟雾淤渣中存在的金属铁颗粒进行隔离；

收集这些隔离出来的金属铁颗粒；并且

将这些收集的铁颗粒作为装载材料而添加到一个碱性氧气转炉或一个电弧炉中。

26.根据权利要求25所述的方法，其中所述收集这些隔离出来的金属铁颗粒包括形成一种凝聚体，该凝聚体主要仅由从该碱性氧气转炉烟雾淤渣中隔离出来的这些金属铁颗粒组成，并且所述将这些收集的铁颗粒作为装载材料进行添加包括将该凝聚体添加到该碱性氧气转炉或该电弧炉中。

27.根据权利要求26所述的方法，其中所述形成该凝聚体包括使这些金属铁颗粒压力成型为一种松散粘合体。

28.根据权利要求27所述的方法，其中所述形成该凝聚体进一步包括对该松散粘合体进行热处理以产生该凝聚体。

29.根据权利要求28所述的方法，其中所述对该松散粘合体进行热处理包括将该松散粘合体加热到一个点，在低于该点时这些金属颗粒彼此熔融在一起。

30.根据权利要求25所述的方法，其中所述隔离这些金属铁颗粒包括使用超声来清洁该碱性氧气转炉烟雾淤渣中的颗粒。

31.根据权利要求30所述的方法，其中所述使用超声来对该碱性氧气转炉烟雾淤渣中的颗粒进行清洁包括将声空化引入该碱性氧气转炉烟雾淤渣中。

32.一种制造用于制造生铁的原料颗粒的方法，包括：

获得从钢转炉烟雾残渣中分离出来的非金属颗粒物；

将这些非金属颗粒物处理成一种原料混合物，包括添加一种粘合剂和添加一种或多种额外材料；

将该原料混合物处理成这些原料颗粒，包括蒸煮该原料混合物。

33.根据权利要求32所述的方法，其中所述获得非金属颗粒物包括从一个分离过程中获得这些非金属颗粒物，该分离过程使用一个声空化管来使该钢转炉烟雾残渣中的这些非金属颗粒物与金属颗粒物解聚。

34.根据权利要求32所述的方法，其中所述添加该粘合剂包括添加一种无机粘合剂。

35.根据权利要求34所述的方法，其中所述添加该无机粘合剂包括添加膨润土。

36.根据权利要求32所述的方法，其中所述添加该粘合剂包括添加一种有机粘合剂。

37.根据权利要求36所述的方法，其中所述添加该有机粘合剂包括添加预凝胶化的玉米粉。

38.根据权利要求32所述的方法，其中所述添加一种或多种额外材料包括添加铁矿石。

39.根据权利要求38所述的方法，其中所述添加一种或多种额外材料包括添加石灰石。

40.根据权利要求39所述的方法，其中所述添加一种或多种额外材料包括添加煤炭。

41.根据权利要求32所述的方法，其中所述将这些非金属颗粒物处理成该原料混合物包括在所述添加该一种或多种其他材料之前将这些非金属颗粒物球粒化成微球粒。

42.根据权利要求41所述的方法，其中所述球粒化包括将这些非金属颗粒物与该粘合剂混合以提供一种混合物。

43.根据权利要求42所述的方法，其中所述球粒化进一步包括将该混合物成型为微球粒。

44.根据权利要求43所述的方法，其中所述球粒化进一步包括对这些微球粒进行蒸煮。

45.根据权利要求32所述的方法，其中该原料是一种烧结原料，并且所述处理该原料混合物包括将该原料混合物处理成该烧结原料。

46.根据权利要求45所述的方法，其中所述处理该原料混合物包括：

对该原料混合物进行蒸煮以产生被蒸煮原料混合物的一个统一体；并且

使该统一体破碎以产生该烧结原料。

47.根据权利要求32所述的方法，其中该原料是一种球粒原料，并且所述处理该原料混合物包括将该原料混合物处理成该球粒原料。

48.根据权利要求47所述的方法，其中所述处理该原料混合物包括：

将该原料混合物球粒化为生球粒；并且

对这些生球粒进行蒸煮，以便产生该球粒原料。

49.根据权利要求48所述的方法，其中所述对这些生球粒进行蒸煮包括：

用这些生球粒的一次装载将一个空的球粒车完全填满；并且

对该装载物进行蒸煮以产生该球粒原料。

50.一种用于一个生铁制造过程的原料，包括：

各自含有以下材料的多个颗粒的一个质量块：

铁矿石；以及

从钢转炉烟雾残渣中分离出来的非金属颗粒物；

其中该颗粒质量块中的这些材料以预定比例存在于所述质量块中。

51.根据权利要求50所述的原料，其中这些非金属颗粒物是来自一个分离过程的非金属颗粒物，该分离过程使用一个声空化管来将该钢转炉烟雾残渣中的这些非金属颗粒物与金属颗粒物解聚。

52.根据权利要求50所述的原料，其中所述颗粒质量块包括一个球粒质量块，并且所述非金属颗粒物用作所述球粒质量块中的一种粘合剂。

53.根据权利要求50所述的原料，其中所述颗粒质量块包括从一个前体破碎得到的一个材料质量块。

54.根据权利要求50所述的原料，其中所述质量块的每个颗粒进一步含有石灰石。

55.根据权利要求54所述的原料，其中所述质量块的每个颗粒进一步含有煤炭。

56.根据权利要求50所述的原料，其中所述颗粒质量块包括含有所述非金属颗粒物的非金属微球粒。

57.一种用于对钢转炉烟雾残渣进行处理的系统，包括：

分离设备，该分离设备被设计成且被配置成用于：

接收该残渣；并且

对该残渣进行处理，以便将该钢转炉烟雾残渣分离成金属颗粒物和非金属颗粒物；

处理设备，该处理设备被设计成且被配置成用于：

接收这些非金属颗粒物；

将这些非金属颗粒物处理成以下各项中的至少一者：1）用于生产生铁的烧结原料，以及2）用于生产生铁的球粒原料；并且

输出该烧结原料和/或球粒原料。

58.根据权利要求57所述的系统，其中所述分离设备包括一个声管，该声管被设计成且被配置成用于使用声能量来分离这些金属颗粒物与非金属颗粒物。

59.根据权利要求57所述的系统，其中所述处理设备包括：

混合设备，该混合设备被设计成且被配置成用于将这些金属颗粒物与一种粘合剂和以下各项中的一者或多者进行混合：1）铁矿石，2）石灰石，和3）煤炭，并且输出这些金属颗粒物、该粘合剂与该铁矿石、该石灰石和该煤炭中的该一者或多者的一种混合物；

球粒化设备，该球粒化设备被设计成且被配置成用于将该混合物球粒化为生球粒；以及

一个蒸煮系统，该蒸煮系统被设计成且被配置成用于对这些生球粒进行蒸煮，以便产生该球粒原料。

60.根据权利要求57所述的系统，其中所述处理设备包括：

微球粒化设备，该微球粒化设备被设计成且被配置成用于将这些非金属颗粒物球粒化为微颗粒；

混合设备，该混合设备被设计成且被配置成用于将这些微颗粒与以下各项中的一者或多者进行混合：1）铁矿石，2）石灰石，和3）煤炭，并且输出这些微颗粒与该铁矿石、该石灰石和该煤炭中的该一者或多者的一种混合物；

一个蒸煮系统，该蒸煮系统被设计成且被配置成用于对该混合物进行蒸煮，以便产生一个统一体；以及

一个破碎机，该破碎机被设计成且被配置成用于将该统一体破碎为该烧结原料。

Images