利用感應加熱的燒結裝置和燒結方法
【專利摘要】公開的是能夠通過感應線圈的磁感引起包含在原礦中的高導電材料的加熱以加熱原礦的利用感應加熱的燒結裝置和方法。利用感應加熱的燒結裝置感應地加熱原礦來生產燒結礦，并且包括感應容器和安裝在感應容器中并通過磁感引起置于感應容器中或穿過感應容器的原礦的加熱的加熱電感器。
【專利說明】利用感應加熱的燒結裝置和燒結方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及一種利用感應加熱的燒結裝置和方法，并且更具體地涉及一種能夠通過磁感應來感應加熱包括在原礦中的高導電材料以燒結原礦的利用感應加熱的燒結裝置和方法。

【背景技術】
[0002]通常，在煉鋼廠中的燒結設備上執(zhí)行的燒結工藝是熔化作為礦粉的混合材料以生產具有在預定范圍內的粒徑的燒結礦的工藝。將所生產的燒結礦作為用于生產鋼制品的主要原料之一裝入高爐中。
[0003]例如，如在圖11中所示的典型燒結工藝中，將不同的材料即礦粉、焦炭粉以預定的比例從各自的貯料倉10排出，在混料機11中混合并儲存在加料斗12中。將加料斗12的混合料和墊底料斗16中儲存的墊底料以預定的比例裝入燒結機32中。然后，使用點火爐14在裝入燒結機32中的混合料和底料層的表層將其點火，并通過連接到燒結機32下方的風箱21的引風機30的向下吸力從表層向下燒結。將以這種方式燒結的燒結礦在粉碎機27處粉碎，并在冷卻器28處冷卻。之后，使冷卻的燒結礦依次穿過具有不同網孔的頭道篩24至三道篩26。將具有在合適范圍以內的粒徑的燒結礦儲存在貯料倉29，并且將在墊底料返料機17上重新收集的不具有該粒徑的其它燒結礦儲存在墊底料斗16中并將其用作墊底料。
[0004]關于此，參考“用于篩分燒結機的墊底料和原料的設備(韓國未經審查的第10-2003-0049455號專利申請公開)”。
[0005]就該現(xiàn)有技術來說，因為使用了相對不貴的鐵礦粉，所以這是在成本節(jié)約方面具有優(yōu)勢。然而，分別需要真空設備和混料機來抽吸空氣和保證孔隙率。此外，由于熱燃燒焦炭的使用，產生了大量的二氧化碳(CO2)而導致環(huán)境污染。在增加火焰的傳播速度方面，也存在局限性。
[0006][現(xiàn)有技術文件]
[0007](專利文件I)韓國未經審查的第10-2003-0049455號專利申請公開
[0008](專利文件2)日本未經審查的第2000-328104號專利申請公開


【發(fā)明內容】

[0009]技術問題
[0010]因此，本發(fā)明已經著眼于在現(xiàn)有技術中出現(xiàn)的上述問題，并且本發(fā)明的目的是提供一種能夠通過電磁感應引起包括在焦化礦中的高導電材料加熱來燒結原礦的利用感應加熱的燒結裝置和方法。
[0011]技術方案
[0012]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種利用感應加熱的燒結裝置，該燒結裝置感應地加熱原礦以生產燒結礦。該燒結裝置包括:感應容器；以及加熱感應器，安裝在感應容器中并且通過磁感引起包含在感應容器中或穿過感應容器的原礦的加熱。
[0013]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種利用感應加熱的燒結裝置，該燒結裝置感應地加熱原礦以生產燒結礦。該燒結裝置包括:環(huán)形軌道車，其上裝載原礦并且在環(huán)形軌道輪上沿著環(huán)形軌道移動；以及加熱感應器，靠近環(huán)形軌道車安裝并且通過磁感引起裝載在環(huán)形軌道車上的原礦的加熱。
[0014]燒結裝置還可以包括:點火爐，點燃原礦的表面層；以及風箱，安裝在環(huán)形軌道車下方并且通過向下吸力燒結被點燃的原礦。
[0015]感應容器可以具有安裝在其中的單獨的加熱器。
[0016]加熱器可以形成為圍繞感應容器的外圓周表面。
[0017]加熱器可以以桿狀形成以能夠被安裝在感應容器的中心處。
[0018]除鐵礦之外，原礦還可以包括碳基材料，碳基材料包含粉煤和焦炭中的至少一種。
[0019]原礦可以額外地包括鐵粒、磁體、半導體、石墨和電解液中的至少一種。
[0020]加熱器可以由從碳化硅、氧化鋯和石墨中選擇的至少一種形成。
[0021]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種利用感應加熱的燒結方法，該燒結方法包括:將包含高導電材料的原礦裝入感應容器中；通過磁感引起高導電材料的加熱以加熱原礦；以及從感應容器中排出利用原礦的加熱燒結的燒結礦。
[0022]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種利用感應加熱的燒結方法，該燒結方法包括:連續(xù)地輸送包含高導電材料的原礦；通過磁感引起包括在連續(xù)輸送的原礦中的高導電材料的加熱以加熱原礦；以及排出利用原礦的加熱燒結的燒結礦。
[0023]原礦可以在利用重力被垂直輸送的同時被加熱。
[0024]燒結方法還可以包括在原礦被加熱的同時使用熱風點燃和燒結原礦。
[0025]除鐵礦之外，原礦還可以包括鐵基材料、包含銅和鋁的碳基材料以及包含二氧化硅的半導體基材料。
[0026]加熱原礦的工序可以包括:通過磁感引起高導電材料的加熱，以及同時使用單獨的加熱器將熱施加給原礦。
[0027]原礦可以以顆粒形狀被裝載。
[0028]有益效果
[0029]根據(jù)本發(fā)明，能獲得以下的顯著效果:
[0030]第一，本發(fā)明能夠顯著地減少在燒結工藝中產生的二氧化碳(CO2),并能夠簡化或去除諸如真空設備和混料機的單獨構造。
[0031]第二，本發(fā)明能夠減少焦炭的量并增加低品位礦的應用，從而改善煉鐵工藝的成本競爭力并增加燒結速度以提高生產率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1和圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的第一個實施例的利用感應加熱的燒結裝置的構造圖。
[0033]圖3a是示出本發(fā)明的第一個實施例的修改的構造圖。
[0034]圖3b是示出本發(fā)明的第一個實施例的另一個改進的構造圖。
[0035]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的第二個實施例的利用感應加熱的燒結裝置的構造圖。
[0036]圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的第三個實施例的利用感應加熱的燒結裝置的構造圖。
[0037]圖6是示出具有顆粒形狀的原礦燒結時的狀態(tài)。
[0038]圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的第四個實施例的利用感應加熱的燒結裝置的構造圖。
[0039]圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的第一個實施例的利用感應加熱的燒結方法的框圖。
[0040]圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的第二個實施例的利用感應加熱的燒結方法的框圖。
[0041]圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的第三個實施例的利用感應加熱的燒結方法的框圖。
[0042]圖11是示出典型的燒結工藝的構造圖。

【具體實施方式】
[0043]首先，應當注意的是，在向每幅圖的組件添加標號時，雖然在其它圖上標示，但是盡量將相同的標號給予相同的組件。另外，在描述本發(fā)明時，會省略在此引入的已知功能和結構的具體描述以避免模糊本發(fā)明的主題。
[0044]在下文中，將參照附圖詳細描述本發(fā)明的示例性實施例。
[0045]圖1和圖2示出根據(jù)本發(fā)明的第一個實施例的利用感應加熱的燒結裝置。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的使用感應加熱的燒結裝置和方法利用磁場的變化通過磁感來引起包括在焦化礦中的高導電材料的加熱，以使焦化礦被燒結。
[0047]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的第一個實施例的利用感應加熱的燒結裝置大體上包括其中包含原礦301的感應容器100，以及通過磁感引起原礦301的加熱的加熱感應器200。
[0048]具體地，感應容器100是其中包含待燒結的原礦301的容器。原礦301通過感應容器100的開口上部裝載，并被包含在形成于感應容器100內部的空間中。
[0049]感應容器100安裝有加熱感應器200，以引起包括在原礦301中的高導電材料的加熱。加熱感應器200可以安裝為在感應容器100的外周表面上纏繞感應線圈210，以能夠通過磁感引起原礦301的加熱。
[0050]裝入感應容器100中以能夠被感應線圈210的磁感加熱的原礦301構造為包括磁感能夠發(fā)生的高導電材料。包括在原礦301中的高導電材料基本包括鐵粒，或鐵基材料。
[0051]在本實施例中，每種原礦301包括57.8%的鐵組分。鐵組分FeO和Fe3O4具有磁性，并對應于導電材料。
[0052]因此，在感應容器100中包含原礦301的情況下，當將電力施加到感應線圈210時，包括在原礦301中的高導電材料(即鐵組分)能通過感應線圈210的磁感而被加熱。
[0053]如圖2所示，為了增強用于感應加熱所需的導電性，除了鐵基材料之外，裝入感應容器100中的原礦301可以包括包含銅和鋁的碳基材料或者包含二氧化硅(S12)的半導體基材料。
[0054]具體地，可以額外地裝載各種材料，如鐵基材料，如鐵粒、磁鐵、半導體基材料、石墨基材料以及電解液，如鹽水。
[0055]特別的是，當將原礦301與鐵基材料以適當?shù)谋壤旌喜⒓訜釙r，則形成了由原礦301和碳構成的Fe-C塊，從而能夠替代焦炭。
[0056]加熱感應器200構造為通過磁感引起感應容器100中的原礦301的加熱。在本實施例中，使用的是卷繞在感應容器100的外周表面周圍的感應線圈210。通過外部控制器調整施加到感應線圈210的電力，并且當將電力施加到感應線圈210時，在原礦301中包含高導電材料的情況下，感應線圈210能夠通過磁感使原礦301被加熱。
[0057]感應線圈210可以以各種形狀圍繞感應容器100設置。例如，感應線圈210可以卷繞在感應容器100的外周表面上、嵌入在感應容器100的側壁中，或者卷繞在感應容器100的內周表面上。
[0058]如圖3a和圖3b所示，本發(fā)明的利用感應加熱的燒結裝置優(yōu)選地構造為單獨的加熱器安裝在感應容器中。
[0059]單獨的加熱器220由從碳化硅、氧化鋯和石墨中選擇的至少一種形成。加熱器220形成為將熱施加給在感應容器100中的原礦301。
[0060]如在圖3a所示，加熱器220可以形成為卷繞在感應容器100的外周表面。
[0061]此外，如圖3b所示，可以在其中包含原礦301的感應容器100的中心形成孔，并可以將加熱器220以桿狀形成以使其能夠被安裝在孔中。加熱器220不局限于這種結構。加熱器220可以安裝在感應容器100的各種位置，只要其能夠增強導電性。
[0062]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的第二個實施例的利用感應加熱的燒結裝置。
[0063]如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明的第二個實施例的利用感應加熱的燒結裝置包括水平設置的環(huán)形軌道輪317、在環(huán)形軌道輪317上移動的環(huán)形軌道車313以及靠近環(huán)形軌道車313安裝并引起裝載在環(huán)形軌道車313上的原礦301加熱的至少一個加熱感應器200。
[0064]更具體地，將感應容器100以能夠覆蓋原礦301的蓋子的形狀靠近其上裝載有原礦301的環(huán)形軌道車313安裝。環(huán)形軌道車313則根據(jù)環(huán)形軌道輪317的操作在水平方向上移動。
[0065]特別地，將感應容器100被設置為具有通過磁感引起原礦301的加熱的加熱感應器200以及原礦301。由此，通過加熱燒結裝載在通過環(huán)形軌道輪317移動的環(huán)形軌道車313上的原礦301。
[0066]加熱感應器200優(yōu)選地包括安裝在感應容器100中的感應電磁體230。如上所述，原礦301可以額外地包括諸如鐵基材料(諸如鐵粒)、磁體、半導體基材料、石墨基材料和電解液(諸如鹽水)的各種材料，從而能進一步增強由原礦301的磁感引起的加熱效應。
[0067]穿過加料斗312和墊底料斗316的原礦301被裝載在環(huán)形軌道車313上，并按照環(huán)形軌道輪317的操作在水平方向上移動。當原礦301穿過靠近環(huán)形軌道車313安裝的感應容器100時，原礦301根據(jù)安裝在感應容器100中的感應電磁體230的磁場的變化被感應地加熱。由此，原礦301被同時加熱和燒結。
[0068]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第三個實施例的利用感應加熱的燒結裝置。
[0069]如圖5所示，本發(fā)明的利用感應加熱的燒結裝置包括通過環(huán)形軌道輪317移動的環(huán)形軌道車313、靠近環(huán)形軌道車313安裝并通過磁感引起裝載在環(huán)形軌道車313上的原礦301加熱的至少一個加熱感應器200、點燃原礦301的表面層的點火爐320以及安裝在環(huán)形軌道車313下方并通過向下吸力抽吸且向原礦301提供空氣的風箱330。
[0070]加熱感應器200安裝在靠近環(huán)形軌道車313安裝的感應容器100中，并可構造為包括感應電磁體230。點火爐320設置在感應容器100的前面，從而點燃原礦301的表面層。
[0071]這樣，本發(fā)明的利用感應加熱的燒結裝置基于利用點火爐320和風箱330的向下吸力燒結原礦301，并基于利用加熱感應器200的磁感加熱原礦301本身，由此執(zhí)行燒結工藝。
[0072]如圖6所示，加熱感應器200可以是安裝在環(huán)形軌道車313的移動方向上的感應線圈210。成型機(未示出)在環(huán)形軌道車313穿過感應線圈210之前的步驟中安裝，并供應顆粒形狀的原礦301，以能夠進一步提高由磁感引起的燒結效率。
[0073]因此，由成型機塑造為顆粒形狀的成型礦302連續(xù)地穿過感應線圈210，并由此被同時加熱和燒結。
[0074]圖7示出根據(jù)本發(fā)明的第四個實施例的利用感應加熱的燒結裝置。
[0075]如圖7所示，根據(jù)本發(fā)明的第四個實施例的利用感應加熱的燒結裝置包括裝載原礦301的裝載設備340、以預定的間隔垂直地設置在裝載設備340下方的一對感應管110、卷繞在感應管110的外周表面上的感應線圈210以及碾壓從感應管110之間排出的燒結礦的壓碎機311。
[0076]具體地，當通過裝載設備340將原礦301裝在感應管110之間時，原礦301在連續(xù)地穿過感應管I1之間時由提供給感應管110的感應線圈210的磁感感應地加熱和燒結。燒結礦能夠在經過壓碎機時被碾碎。
[0077]同時，根據(jù)本發(fā)明的利用感應加熱的燒結方法通過下述步驟來執(zhí)行:將原礦裝入感應容器中；通過感應線圈的磁感加熱原礦；以及從感應容器中排出通過原礦的加熱燒結的燒結礦。
[0078]圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的第一個實施例的利用感應加熱的燒結方法的框圖。
[0079]如圖8所示，根據(jù)本發(fā)明的第一個實施例的燒結方法將包含高導電材料的原礦裝入感應容器中，通過感應線圈的磁感引起高導電材料的加熱并同時使用單獨的加熱器將熱施加給原礦，以及從感應容器排出由原礦的加熱燒結的燒結礦。
[0080]這里，除鐵基材料之外，裝入感應容器中的原礦還包括包含銅和鋁的碳基材料或包含二氧化硅(S12)的半導體基材料，以能夠增強感應加熱所需的導電性。
[0081]圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的第二個實施例的利用感應加熱的燒結方法的框圖。
[0082]如圖9所示，根據(jù)本發(fā)明的第二個實施例的燒結方法連續(xù)地移動包含高導電材料的原礦，通過感應線圈的磁感引起高導電材料的加熱并同時利用加熱器將熱施加給原礦，以及排出由原礦的加熱燒結的燒結礦。
[0083]原礦的連續(xù)移動可以沿垂直方向或水平方向。當原礦在水平方向上移動時，可以使用如上所述的環(huán)形軌道輪和環(huán)形軌道車。當原礦在垂直方向上移動時，可以使用在外周表面上卷繞有感應線圈的感應管。
[0084]同時，根據(jù)本發(fā)明的利用感應加熱的燒結方法的第三個實施例是第一個實施例和第二個實施例的結合，并可以被稱作混合法。
[0085]這種混合法在水平方向上連續(xù)地移動包含高導電材料的原礦，通過磁感加熱包括在連續(xù)地移動的原礦中的高導電材料并同時地加熱原礦，使用熱風點燃和燒結原礦，以及排出燒結礦。
[0086]簡而言之，同時地執(zhí)行由磁感引起的燒結和利用點火爐的燒結。
[0087]如圖10所示，根據(jù)本發(fā)明的利用感應加熱的燒結方法可以進一步包括在連續(xù)輸送原礦的工序中將輸送的原礦成型為顆粒形狀的步驟。
[0088]這樣，成型為顆粒形狀的原礦可以在連續(xù)移動的同時被由感應電磁體或感應線圈引起的磁感感應地加熱和燒結。因此，能夠進一步提高感應加熱的效率。
[0089]根據(jù)本發(fā)明的利用感應加熱的前述燒結方法的每個實施例可以進一步包括:將除了鐵基材料之外從包含鐵和鋁的碳基材料和包含二氧化硅的半導體基材料中選出的至少一種包括在原礦中的工序。另外，根據(jù)本發(fā)明的利用感應加熱的前述燒結方法的每個實施例優(yōu)選地通過磁感引起高導電材料的加熱并且同時地利用單獨的加熱器將熱施加給原礦。
[0090]因為這個工序，所以可進一步提聞感應加熱效率和生廣率。
[0091]如上所述，本發(fā)明能夠顯著地減少在燒結工藝中產生的二氧化碳(CO2),簡化或去除單獨的構造(例如真空設備和混料機)，并因焦炭的量的降低和低品位礦的應用的增加而提高煉鐵工藝的成本競爭力。
[0092]雖然已經參照附圖描述了本發(fā)明的示例性實施例，但是本發(fā)明不局限于這些實施例。因此，本發(fā)明僅由所附權利要求的范圍來限定。此外，本領域技術人員將了解的是，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可以進行各種修改、補充和替代。
[0093]附圖標記說明:
[0094]100:感應容器200:加熱感應器
[0095]210:感應線圈220:加熱器
[0096]301:原礦302:成型礦
[0097]311:壓碎機312:加料斗
[0098]313:環(huán)形軌道車316:墊底料斗
[0099]317:環(huán)形軌道輪320:點火爐
[0100]330:風箱340:裝載設備
【權利要求】
1.一種利用感應加熱的燒結裝置，所述燒結裝置感應地加熱原礦以生產燒結礦，所述燒結裝置包括: 感應容器；以及 加熱感應器，安裝在感應容器中并通過磁感引起包含在感應容器中或穿過感應容器的原礦的加熱。
2.一種利用感應加熱的燒結裝置，所述燒結裝置感應地加熱原礦以生產燒結礦，所述燒結裝置包括: 環(huán)形軌道車，其上裝載原礦并且在環(huán)形軌道輪上沿著環(huán)形軌道移動；以及 加熱電感器，靠近環(huán)形軌道車安裝并通過磁感引起裝載在環(huán)形軌道車上的原礦的加熱。
3.根據(jù)權利要求2所述的燒結裝置，所述燒結裝置還包括: 點火爐，點燃原礦的表面層；以及 風箱，安裝在環(huán)形軌道車下方并通過向下吸力燒結被點燃的原礦。
4.根據(jù)權利要求1所述的燒結裝置，其中，感應容器具有安裝在其中的單獨的加熱器。
5.根據(jù)權利要求4所述的燒結裝置，其中，加熱器形成為圍繞感應容器的外周表面。
6.根據(jù)權利要求4所述的燒結裝置，其中，加熱器以桿狀形成以能夠被安裝在感應容器的中心處。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的燒結裝置，其中，除鐵礦之外，原礦還包括碳基材料，碳基材料包含粉煤和焦炭中的至少一種。
8.根據(jù)權利要求1或2所述的燒結裝置，其中，原礦額外地包括鐵粒、磁體、半導體、石墨和電解液中的至少一種。
9.根據(jù)權利要求4所述的燒結裝置，其中，加熱器由從碳化硅、氧化鋯和石墨中選擇的至少一種構成。
10.一種利用感應加熱的燒結方法，所述燒結方法包括: 將包含高導電材料的原礦裝入感應容器中； 通過磁感引起高導電材料的加熱以加熱原礦；以及 從感應容器中排出利用原礦的加熱燒結的燒結礦。
11.一種利用感應加熱的燒結方法，所述燒結方法包括: 連續(xù)地輸送包含高導電材料的原礦； 通過磁感引起包括在連續(xù)輸送的原礦中的高導電材料的加熱以加熱原礦；以及 排出利用原礦的加熱燒結的燒結礦。
12.根據(jù)權利要求10所述的燒結方法，其中，原礦在利用重力被垂直輸送的同時被加熱。
13.根據(jù)權利要求11所述的燒結方法，所述燒結方法還包括:在原礦被加熱的同時使用熱風點燃和燒結原礦。
14.根據(jù)權利要求10或11所述的燒結方法，其中，除鐵礦之外，原礦還包括鐵基材料、包含銅和鋁的碳基材料以及包含二氧化硅的半導體基材料。
15.根據(jù)權利要求10或11所述的燒結方法，其中，原礦的加熱包括:通過磁感引起高導電材料的加熱，以及同時使用單獨的加熱器將熱施加給原礦。
16.根據(jù)權利要求10或11所述的燒結方法，其中，原礦以顆粒形狀裝載。
【文檔編號】C22B1/16GK104271779SQ201380022206
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2013年4月23日 優(yōu)先權日:2012年4月27日
【發(fā)明者】姜榮柱, 周東宣, 申東燁, 徐正道 申請人:Posco公司