利用感应加热的烧结装置和烧结方法
【专利摘要】公开的是能够通过感应线圈的磁感引起包含在原矿中的高导电材料的加热以加热原矿的利用感应加热的烧结装置和方法。利用感应加热的烧结装置感应地加热原矿来生产烧结矿，并且包括感应容器和安装在感应容器中并通过磁感引起置于感应容器中或穿过感应容器的原矿的加热的加热电感器。
【专利说明】利用感应加热的烧结装置和烧结方法
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及一种利用感应加热的烧结装置和方法，并且更具体地涉及一种能够通过磁感应来感应加热包括在原矿中的高导电材料以烧结原矿的利用感应加热的烧结装置和方法。
【背景技术】
[0002]通常，在炼钢厂中的烧结设备上执行的烧结工艺是熔化作为矿粉的混合材料以生产具有在预定范围内的粒径的烧结矿的工艺。将所生产的烧结矿作为用于生产钢制品的主要原料之一装入高炉中。
[0003]例如，如在图11中所示的典型烧结工艺中，将不同的材料即矿粉、焦炭粉以预定的比例从各自的贮料仓10排出，在混料机11中混合并储存在加料斗12中。将加料斗12的混合料和垫底料斗16中储存的垫底料以预定的比例装入烧结机32中。然后，使用点火炉14在装入烧结机32中的混合料和底料层的表层将其点火，并通过连接到烧结机32下方的风箱21的引风机30的向下吸力从表层向下烧结。将以这种方式烧结的烧结矿在粉碎机27处粉碎，并在冷却器28处冷却。之后，使冷却的烧结矿依次穿过具有不同网孔的头道筛24至三道筛26。将具有在合适范围以内的粒径的烧结矿储存在贮料仓29，并且将在垫底料返料机17上重新收集的不具有该粒径的其它烧结矿储存在垫底料斗16中并将其用作垫底料。
[0004]关于此，参考“用于筛分烧结机的垫底料和原料的设备(韩国未经审查的第10-2003-0049455号专利申请公开)”。
[0005]就该现有技术来说，因为使用了相对不贵的铁矿粉，所以这是在成本节约方面具有优势。然而，分别需要真空设备和混料机来抽吸空气和保证孔隙率。此外，由于热燃烧焦炭的使用，产生了大量的二氧化碳(CO2)而导致环境污染。在增加火焰的传播速度方面，也存在局限性。
[0006][现有技术文件]
[0007](专利文件I)韩国未经审查的第10-2003-0049455号专利申请公开
[0008](专利文件2)日本未经审查的第2000-328104号专利申请公开
【发明内容】
[0009]技术问题
[0010]因此，本发明已经着眼于在现有技术中出现的上述问题，并且本发明的目的是提供一种能够通过电磁感应引起包括在焦化矿中的高导电材料加热来烧结原矿的利用感应加热的烧结装置和方法。
[0011]技术方案
[0012]为了实现上述目的，本发明提供了一种利用感应加热的烧结装置，该烧结装置感应地加热原矿以生产烧结矿。该烧结装置包括:感应容器；以及加热感应器，安装在感应容器中并且通过磁感引起包含在感应容器中或穿过感应容器的原矿的加热。
[0013]为了实现上述目的，本发明提供了一种利用感应加热的烧结装置，该烧结装置感应地加热原矿以生产烧结矿。该烧结装置包括:环形轨道车，其上装载原矿并且在环形轨道轮上沿着环形轨道移动；以及加热感应器，靠近环形轨道车安装并且通过磁感引起装载在环形轨道车上的原矿的加热。
[0014]烧结装置还可以包括:点火炉，点燃原矿的表面层；以及风箱，安装在环形轨道车下方并且通过向下吸力烧结被点燃的原矿。
[0015]感应容器可以具有安装在其中的单独的加热器。
[0016]加热器可以形成为围绕感应容器的外圆周表面。
[0017]加热器可以以杆状形成以能够被安装在感应容器的中心处。
[0018]除铁矿之外，原矿还可以包括碳基材料，碳基材料包含粉煤和焦炭中的至少一种。
[0019]原矿可以额外地包括铁粒、磁体、半导体、石墨和电解液中的至少一种。
[0020]加热器可以由从碳化硅、氧化锆和石墨中选择的至少一种形成。
[0021]为了实现上述目的，本发明提供了一种利用感应加热的烧结方法，该烧结方法包括:将包含高导电材料的原矿装入感应容器中；通过磁感引起高导电材料的加热以加热原矿；以及从感应容器中排出利用原矿的加热烧结的烧结矿。
[0022]为了实现上述目的，本发明提供了一种利用感应加热的烧结方法，该烧结方法包括:连续地输送包含高导电材料的原矿；通过磁感引起包括在连续输送的原矿中的高导电材料的加热以加热原矿；以及排出利用原矿的加热烧结的烧结矿。
[0023]原矿可以在利用重力被垂直输送的同时被加热。
[0024]烧结方法还可以包括在原矿被加热的同时使用热风点燃和烧结原矿。
[0025]除铁矿之外，原矿还可以包括铁基材料、包含铜和铝的碳基材料以及包含二氧化硅的半导体基材料。
[0026]加热原矿的工序可以包括:通过磁感引起高导电材料的加热，以及同时使用单独的加热器将热施加给原矿。
[0027]原矿可以以颗粒形状被装载。
[0028]有益效果
[0029]根据本发明，能获得以下的显著效果:
[0030]第一，本发明能够显著地减少在烧结工艺中产生的二氧化碳(CO2),并能够简化或去除诸如真空设备和混料机的单独构造。
[0031]第二，本发明能够减少焦炭的量并增加低品位矿的应用，从而改善炼铁工艺的成本竞争力并增加烧结速度以提高生产率。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1和图2是示出根据本发明的第一个实施例的利用感应加热的烧结装置的构造图。
[0033]图3a是示出本发明的第一个实施例的修改的构造图。
[0034]图3b是示出本发明的第一个实施例的另一个改进的构造图。
[0035]图4是示出根据本发明的第二个实施例的利用感应加热的烧结装置的构造图。
[0036]图5是示出根据本发明的第三个实施例的利用感应加热的烧结装置的构造图。
[0037]图6是示出具有颗粒形状的原矿烧结时的状态。
[0038]图7是示出根据本发明的第四个实施例的利用感应加热的烧结装置的构造图。
[0039]图8是示出根据本发明的第一个实施例的利用感应加热的烧结方法的框图。
[0040]图9是示出根据本发明的第二个实施例的利用感应加热的烧结方法的框图。
[0041]图10是示出根据本发明的第三个实施例的利用感应加热的烧结方法的框图。
[0042]图11是示出典型的烧结工艺的构造图。
【具体实施方式】
[0043]首先，应当注意的是，在向每幅图的组件添加标号时，虽然在其它图上标示，但是尽量将相同的标号给予相同的组件。另外，在描述本发明时，会省略在此引入的已知功能和结构的具体描述以避免模糊本发明的主题。
[0044]在下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。
[0045]图1和图2示出根据本发明的第一个实施例的利用感应加热的烧结装置。
[0046]根据本发明的使用感应加热的烧结装置和方法利用磁场的变化通过磁感来引起包括在焦化矿中的高导电材料的加热，以使焦化矿被烧结。
[0047]如图1所示，根据本发明的第一个实施例的利用感应加热的烧结装置大体上包括其中包含原矿301的感应容器100，以及通过磁感引起原矿301的加热的加热感应器200。
[0048]具体地，感应容器100是其中包含待烧结的原矿301的容器。原矿301通过感应容器100的开口上部装载，并被包含在形成于感应容器100内部的空间中。
[0049]感应容器100安装有加热感应器200，以引起包括在原矿301中的高导电材料的加热。加热感应器200可以安装为在感应容器100的外周表面上缠绕感应线圈210，以能够通过磁感引起原矿301的加热。
[0050]装入感应容器100中以能够被感应线圈210的磁感加热的原矿301构造为包括磁感能够发生的高导电材料。包括在原矿301中的高导电材料基本包括铁粒，或铁基材料。
[0051]在本实施例中，每种原矿301包括57.8%的铁组分。铁组分FeO和Fe3O4具有磁性，并对应于导电材料。
[0052]因此，在感应容器100中包含原矿301的情况下，当将电力施加到感应线圈210时，包括在原矿301中的高导电材料(即铁组分)能通过感应线圈210的磁感而被加热。
[0053]如图2所示，为了增强用于感应加热所需的导电性，除了铁基材料之外，装入感应容器100中的原矿301可以包括包含铜和铝的碳基材料或者包含二氧化硅(S12)的半导体基材料。
[0054]具体地，可以额外地装载各种材料，如铁基材料，如铁粒、磁铁、半导体基材料、石墨基材料以及电解液，如盐水。
[0055]特别的是，当将原矿301与铁基材料以适当的比例混合并加热时，则形成了由原矿301和碳构成的Fe-C块，从而能够替代焦炭。
[0056]加热感应器200构造为通过磁感引起感应容器100中的原矿301的加热。在本实施例中，使用的是卷绕在感应容器100的外周表面周围的感应线圈210。通过外部控制器调整施加到感应线圈210的电力，并且当将电力施加到感应线圈210时，在原矿301中包含高导电材料的情况下，感应线圈210能够通过磁感使原矿301被加热。
[0057]感应线圈210可以以各种形状围绕感应容器100设置。例如，感应线圈210可以卷绕在感应容器100的外周表面上、嵌入在感应容器100的侧壁中，或者卷绕在感应容器100的内周表面上。
[0058]如图3a和图3b所示，本发明的利用感应加热的烧结装置优选地构造为单独的加热器安装在感应容器中。
[0059]单独的加热器220由从碳化硅、氧化锆和石墨中选择的至少一种形成。加热器220形成为将热施加给在感应容器100中的原矿301。
[0060]如在图3a所示，加热器220可以形成为卷绕在感应容器100的外周表面。
[0061]此外，如图3b所示，可以在其中包含原矿301的感应容器100的中心形成孔，并可以将加热器220以杆状形成以使其能够被安装在孔中。加热器220不局限于这种结构。加热器220可以安装在感应容器100的各种位置，只要其能够增强导电性。
[0062]图4示出根据本发明的第二个实施例的利用感应加热的烧结装置。
[0063]如图4所示，根据本发明的第二个实施例的利用感应加热的烧结装置包括水平设置的环形轨道轮317、在环形轨道轮317上移动的环形轨道车313以及靠近环形轨道车313安装并引起装载在环形轨道车313上的原矿301加热的至少一个加热感应器200。
[0064]更具体地，将感应容器100以能够覆盖原矿301的盖子的形状靠近其上装载有原矿301的环形轨道车313安装。环形轨道车313则根据环形轨道轮317的操作在水平方向上移动。
[0065]特别地，将感应容器100被设置为具有通过磁感引起原矿301的加热的加热感应器200以及原矿301。由此，通过加热烧结装载在通过环形轨道轮317移动的环形轨道车313上的原矿301。
[0066]加热感应器200优选地包括安装在感应容器100中的感应电磁体230。如上所述，原矿301可以额外地包括诸如铁基材料(诸如铁粒)、磁体、半导体基材料、石墨基材料和电解液(诸如盐水)的各种材料，从而能进一步增强由原矿301的磁感引起的加热效应。
[0067]穿过加料斗312和垫底料斗316的原矿301被装载在环形轨道车313上，并按照环形轨道轮317的操作在水平方向上移动。当原矿301穿过靠近环形轨道车313安装的感应容器100时，原矿301根据安装在感应容器100中的感应电磁体230的磁场的变化被感应地加热。由此，原矿301被同时加热和烧结。
[0068]图5示出了根据本发明的第三个实施例的利用感应加热的烧结装置。
[0069]如图5所示，本发明的利用感应加热的烧结装置包括通过环形轨道轮317移动的环形轨道车313、靠近环形轨道车313安装并通过磁感引起装载在环形轨道车313上的原矿301加热的至少一个加热感应器200、点燃原矿301的表面层的点火炉320以及安装在环形轨道车313下方并通过向下吸力抽吸且向原矿301提供空气的风箱330。
[0070]加热感应器200安装在靠近环形轨道车313安装的感应容器100中，并可构造为包括感应电磁体230。点火炉320设置在感应容器100的前面，从而点燃原矿301的表面层。
[0071]这样，本发明的利用感应加热的烧结装置基于利用点火炉320和风箱330的向下吸力烧结原矿301，并基于利用加热感应器200的磁感加热原矿301本身，由此执行烧结工艺。
[0072]如图6所示，加热感应器200可以是安装在环形轨道车313的移动方向上的感应线圈210。成型机(未示出)在环形轨道车313穿过感应线圈210之前的步骤中安装，并供应颗粒形状的原矿301，以能够进一步提高由磁感引起的烧结效率。
[0073]因此，由成型机塑造为颗粒形状的成型矿302连续地穿过感应线圈210，并由此被同时加热和烧结。
[0074]图7示出根据本发明的第四个实施例的利用感应加热的烧结装置。
[0075]如图7所示，根据本发明的第四个实施例的利用感应加热的烧结装置包括装载原矿301的装载设备340、以预定的间隔垂直地设置在装载设备340下方的一对感应管110、卷绕在感应管110的外周表面上的感应线圈210以及碾压从感应管110之间排出的烧结矿的压碎机311。
[0076]具体地，当通过装载设备340将原矿301装在感应管110之间时，原矿301在连续地穿过感应管I1之间时由提供给感应管110的感应线圈210的磁感感应地加热和烧结。烧结矿能够在经过压碎机时被碾碎。
[0077]同时，根据本发明的利用感应加热的烧结方法通过下述步骤来执行:将原矿装入感应容器中；通过感应线圈的磁感加热原矿；以及从感应容器中排出通过原矿的加热烧结的烧结矿。
[0078]图8是示出根据本发明的第一个实施例的利用感应加热的烧结方法的框图。
[0079]如图8所示，根据本发明的第一个实施例的烧结方法将包含高导电材料的原矿装入感应容器中，通过感应线圈的磁感引起高导电材料的加热并同时使用单独的加热器将热施加给原矿，以及从感应容器排出由原矿的加热烧结的烧结矿。
[0080]这里，除铁基材料之外，装入感应容器中的原矿还包括包含铜和铝的碳基材料或包含二氧化硅(S12)的半导体基材料，以能够增强感应加热所需的导电性。
[0081]图9是示出根据本发明的第二个实施例的利用感应加热的烧结方法的框图。
[0082]如图9所示，根据本发明的第二个实施例的烧结方法连续地移动包含高导电材料的原矿，通过感应线圈的磁感引起高导电材料的加热并同时利用加热器将热施加给原矿，以及排出由原矿的加热烧结的烧结矿。
[0083]原矿的连续移动可以沿垂直方向或水平方向。当原矿在水平方向上移动时，可以使用如上所述的环形轨道轮和环形轨道车。当原矿在垂直方向上移动时，可以使用在外周表面上卷绕有感应线圈的感应管。
[0084]同时，根据本发明的利用感应加热的烧结方法的第三个实施例是第一个实施例和第二个实施例的结合，并可以被称作混合法。
[0085]这种混合法在水平方向上连续地移动包含高导电材料的原矿，通过磁感加热包括在连续地移动的原矿中的高导电材料并同时地加热原矿，使用热风点燃和烧结原矿，以及排出烧结矿。
[0086]简而言之，同时地执行由磁感引起的烧结和利用点火炉的烧结。
[0087]如图10所示，根据本发明的利用感应加热的烧结方法可以进一步包括在连续输送原矿的工序中将输送的原矿成型为颗粒形状的步骤。
[0088]这样，成型为颗粒形状的原矿可以在连续移动的同时被由感应电磁体或感应线圈引起的磁感感应地加热和烧结。因此，能够进一步提高感应加热的效率。
[0089]根据本发明的利用感应加热的前述烧结方法的每个实施例可以进一步包括:将除了铁基材料之外从包含铁和铝的碳基材料和包含二氧化硅的半导体基材料中选出的至少一种包括在原矿中的工序。另外，根据本发明的利用感应加热的前述烧结方法的每个实施例优选地通过磁感引起高导电材料的加热并且同时地利用单独的加热器将热施加给原矿。
[0090]因为这个工序，所以可进一步提闻感应加热效率和生广率。
[0091]如上所述，本发明能够显著地减少在烧结工艺中产生的二氧化碳(CO2),简化或去除单独的构造(例如真空设备和混料机)，并因焦炭的量的降低和低品位矿的应用的增加而提高炼铁工艺的成本竞争力。
[0092]虽然已经参照附图描述了本发明的示例性实施例，但是本发明不局限于这些实施例。因此，本发明仅由所附权利要求的范围来限定。此外，本领域技术人员将了解的是，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、补充和替代。
[0093]附图标记说明:
[0094]100:感应容器200:加热感应器
[0095]210:感应线圈220:加热器
[0096]301:原矿302:成型矿
[0097]311:压碎机312:加料斗
[0098]313:环形轨道车316:垫底料斗
[0099]317:环形轨道轮320:点火炉
[0100]330:风箱340:装载设备
【权利要求】
1.一种利用感应加热的烧结装置，所述烧结装置感应地加热原矿以生产烧结矿，所述烧结装置包括: 感应容器；以及 加热感应器，安装在感应容器中并通过磁感引起包含在感应容器中或穿过感应容器的原矿的加热。
2.一种利用感应加热的烧结装置，所述烧结装置感应地加热原矿以生产烧结矿，所述烧结装置包括: 环形轨道车，其上装载原矿并且在环形轨道轮上沿着环形轨道移动；以及 加热电感器，靠近环形轨道车安装并通过磁感引起装载在环形轨道车上的原矿的加热。
3.根据权利要求2所述的烧结装置，所述烧结装置还包括: 点火炉，点燃原矿的表面层；以及 风箱，安装在环形轨道车下方并通过向下吸力烧结被点燃的原矿。
4.根据权利要求1所述的烧结装置，其中，感应容器具有安装在其中的单独的加热器。
5.根据权利要求4所述的烧结装置，其中，加热器形成为围绕感应容器的外周表面。
6.根据权利要求4所述的烧结装置，其中，加热器以杆状形成以能够被安装在感应容器的中心处。
7.根据权利要求1或2所述的烧结装置，其中，除铁矿之外，原矿还包括碳基材料，碳基材料包含粉煤和焦炭中的至少一种。
8.根据权利要求1或2所述的烧结装置，其中，原矿额外地包括铁粒、磁体、半导体、石墨和电解液中的至少一种。
9.根据权利要求4所述的烧结装置，其中，加热器由从碳化硅、氧化锆和石墨中选择的至少一种构成。
10.一种利用感应加热的烧结方法，所述烧结方法包括: 将包含高导电材料的原矿装入感应容器中； 通过磁感引起高导电材料的加热以加热原矿；以及 从感应容器中排出利用原矿的加热烧结的烧结矿。
11.一种利用感应加热的烧结方法，所述烧结方法包括: 连续地输送包含高导电材料的原矿； 通过磁感引起包括在连续输送的原矿中的高导电材料的加热以加热原矿；以及 排出利用原矿的加热烧结的烧结矿。
12.根据权利要求10所述的烧结方法，其中，原矿在利用重力被垂直输送的同时被加热。
13.根据权利要求11所述的烧结方法，所述烧结方法还包括:在原矿被加热的同时使用热风点燃和烧结原矿。
14.根据权利要求10或11所述的烧结方法，其中，除铁矿之外，原矿还包括铁基材料、包含铜和铝的碳基材料以及包含二氧化硅的半导体基材料。
15.根据权利要求10或11所述的烧结方法，其中，原矿的加热包括:通过磁感引起高导电材料的加热，以及同时使用单独的加热器将热施加给原矿。
16.根据权利要求10或11所述的烧结方法，其中，原矿以颗粒形状装载。
【文档编号】C22B1/16GK104271779SQ201380022206
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2013年4月23日 优先权日:2012年4月27日
【发明者】姜荣柱, 周东宣, 申东烨, 徐正道 申请人:Posco公司