烧成装置及还原铁的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种烧成装置及还原铁的制造方法(Burning apparatus andmanufacturing method of reduced iron)，尤其涉及一种能够提高还原铁的金属化率(metallizat1n)的烧成装置、及利用该烧成装置的还原铁的制造方法。
【背景技术】
[0002]部分还原铁通过如下方式制造:在烧成炉中对由铁矿粉和煤炭作为原料来制造的含碳球团(carbon composite briquette)进行烧成及还原处理。目前将上述含碳球团制造成部分还原铁的工艺以多种方式实施。例如，在韩国公开专利公报第10-2013-0053089号中公开了用于高炉的部分还原铁、及其制造方法。如上述公开专利公报所公开那样，通常，含碳球团在烧成炉内依次进行干燥、预热、还原、及冷却的处理，从而制造成部分还原铁。
[0003]另一方面，在现有技术中，对含碳球团进行处理时所产生的气体，仅作为用于控制各处理区域温度的供热源而使用。尤其，现有技术中完全没有考虑以下方案:将上述气体在烧成炉内进行循环，或者将上述气体所含有的气体成分如挥发物(volatile matter)等用于特定处理区域如冷却区域等，从而提高还原铁的金属化率及工艺的效率。因此，需要开发一种通过控制气体流动来使对含碳球团进行处理时所产生的气体在烧成炉内进行循环，并且控制气体流动而使得气体的特定成分在特定处理区域中被有效利用，从而能够提高还原铁的金属化率及工艺的效率的新型工艺、及实施该工艺的装置。
[0004]现有技术文献:
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:KR10-2013-0053089A
【发明内容】
[0007]发明要解决的课题
[0008]本发明提供一种能够提高还原铁的金属化率的烧成装置、及还原铁的制造方法。
[0009]本发明提供一种在制造还原铁的过程中能够提高能效率的烧成装置、及还原铁的制造方法。
[0010]解决课题的方法
[0011]根据本发明实施方案的烧成装置，其为对原料进行烧成而制造还原铁的烧成装置，所述烧成装置包括:烧成炉，其具有原料处理空间，所述原料处理空间沿着所述原料的移动方向依次划分为干燥区域、升温区域、还原区域、及冷却区域；及气体供应单元，其用于连接所述原料处理空间中的互相不同的区域。另外，所述气体供应单元可包括多个供应线:所述多个供应线用于将所述升温区域与所述冷却区域连接，以使所述升温区域的废气供应至所述冷却区域，并且用于将所述冷却区域与所述还原区域连接，以使所述冷却区域的废气供应至所述还原区域；将所述还原区域分别连接于所述干燥区域和所述升温区域，以使所述还原区域的废气分别供应至所述干燥区域和所述升温区域。
[0012]所述还原区域沿着所述原料移动的方向划分为第一还原区域、第二还原区域、及第三还原区域，所述冷却区域沿着所述原料移动的方向划分为第一冷却区域及第二冷却区域，在所述还原区域的一侧形成有点火区域，所述点火区域可与所述第一还原区域、所述第二还原区域、及所述第三还原区域连接。
[0013]所述气体供应单元可包括:进气线，其连接于所述第二冷却区域；第一供应线，其用于将所述第一冷却区域及所述第二冷却区域连接于所述点火区域；第二供应线，其用于将所述第二还原区域及所述第三还原区域连接于所述升温区域；第三供应线，其用于将所述升温区域连接于所述第一冷却区域；第四供应线，其用于将所述第一还原区域连接于所述干燥区域；及排气线，其连接于所述干燥区域。
[0014]所述气体供应单元可包括:第一鼓风机，其安装在所述进气线，并用于形成从室外气体朝向所述第二冷却区域的气体流动；第二鼓风机，其安装在所述排气线，并用于形成从所述干燥区域朝向室外气体的气体流动；第三鼓风机，其安装在所述第一供应线，并用于形成从所述第一冷却区域及所述第二冷却区域朝向所述点火区域的气体流动；及第四鼓风机，其安装在所述第三供应线，并用于形成从所述升温区域朝向所述第一冷却区域的气体流动。另外，所述气体供应单元可包括:集尘器，所述集尘器以所述排气线的气体流动方向为基准，在所述排气线上安装于所述第二鼓风机的上游；第一换热器，所述第一换热器以所述排气线的气体流动方向为基准，在所述排气线上安装于所述集尘器的上游；及第二换热器，所述第二换热器以所述第三供应线的气体流动方向为基准，在所述第三供应线上安装于所述第四鼓风机的上游。
[0015]根据本发明实施方案的还原铁的制造方法，其为对原料进行烧成而制造还原铁的方法，所述还原铁的制造方法包括:准备所述原料的步骤；在划分为干燥区域、升温区域、还原区域、及冷却区域的原料处理空间中的各区域内形成内部气氛的步骤；以及使所述原料以所述干燥区域、升温区域、还原区域、及冷却区域的顺序依次移动的同时对其进行热处理的步骤，在所述原料处理空间内形成内部气氛的步骤包括:向所述原料处理空间中的互相不同的区域供应工艺气体(process gas)的步骤。所述供应工艺气体的步骤包括如下步骤中的至少一种:将所述升温区域的废气向所述冷却区域供应的步骤；将所述冷却区域的废气向所述还原区域供应的步骤；及将所述还原区域的废气分别向所述干燥区域和所述升温区域供应的步骤。此时，所述还原区域沿着所述原料移动的方向划分为第一还原区域、第二还原区域、及第三还原区域，所述冷却区域沿着所述原料移动的方向划分为第一冷却区域及第二冷却区域，在所述还原区域的一侧形成有点火区域，所述点火区域可连接于所述第一还原区域、所述第二还原区域、及所述第三还原区域。
[0016]所述供应工艺气体的步骤包括:使室外气体流入至所述第二冷却区域的步骤；将所述升温区域的废气向所述第一冷却区域供应的步骤；将所述第一冷却区域及所述第二冷却区域的废气经由所述点火区域向所述第一还原区域、第二还原区域、及第三还原区域供应的步骤；将所述第二还原区域及所述第三还原区域的废气向所述升温区域供应的步骤；将所述第一还原区域的废气向所述干燥区域供应的步骤；及将所述干燥区域的废气排出至室外气体的步骤。此时，在所述供应工艺气体的步骤中，向所述第一冷却区域供应的所述升温区域的废气，可以在供应至所述第一冷却区域之前，经过换热器而其温度降低。另外，在所述供应工艺气体的步骤中，可以将穿过所述干燥区域的气体的流动方向、和穿过所述升温区域的气体的流动方向控制成互相不同的方向，并且将穿过所述还原区域的气体的流动方向、和穿过所述冷却区域的气体的流动方向控制成互相不同的方向。
[0017]在所述原料处理空间内形成内部气氛的步骤中，注入到所述还原区域的气体的温度可控制在1000°C至1450°C的范围，并且穿过所述干燥区域和所述升温区域的气体的流速可控制在lm/s至3m/s的范围，注入到所述还原区域的气体的氧气浓度可控制在15%以下的范围。
[0018]在对所述原料进行热处理的步骤中，穿过所述升温区域的所述原料的温度可控制在300°C至1200°C的范围。
[0019]所述原料在与所述原料移动的方向交叉的方向上可形成为20cm至50cm的厚度，所述原料可含有10重量％至30重量％的碳材料，基于所述原料的总重量计。
[0020]发明的效果
[0021 ] 在本发明实施方案的制造还原铁的步骤中，可使供应至烧成炉的原料处理空间的气体的一部分，向原料处理空间中的互相不同的区域进行循环，并且可通过控制原料处理空间的气氛温度及氧气浓度，提高在烧成炉所制造的还原铁的金属化率，并减小所制造的还原铁的质量偏差。
[0022]另外，根据本发明的实施方案，利用上述气体循环来将在升温区域所产生的挥发物向冷却区域供应，从而使其用于原料的冷却，接着，供应至点火区域而使其用于气体的燃烧，由此能够提高还原铁制造工艺的能效率，从而减少生产成本。
【附图说明】
[0023]图1是示出本发明实施例的烧成装置的框图。
[0024]图2是示出利用本发明实施例的烧成装置及还原铁的制造方法来制造还原铁的步骤中的、工艺条件的一例的框图。
[0025]图3是示出利用本发明实施例的烧成装置及还原铁的制造方法来制造还原铁的步骤中的、原料的温度变化的图表。
[0026]图4是示出利用本发明实施例的烧成装置及还原铁的制造方法来制造还原铁的步骤中的、原料所含有的碳的还原使用量及燃烧使用量的图表。
[0027]图5是示出利用本发明实施例的烧成装置及还原铁的制造方法来制造还原铁的步骤中的、金属化率的图表。
[0028]附图标记说明
[0029]100:干燥区域200:升温区域
[0030]310:第一还原区域 320:第二还原区域
[0031]330:第三还原区域 340:点火区域
[0032]410:第一冷却区域 420:第二冷却区域
[0033]530:第一供应线 540:第二供应线
[0034]550:第三供应线 560:第四供应线
【具体实施方式】
[0035]下面，参照附图，对本发明的实施例进行详细说明。但是，本发明不限定于下述的实施例，能够以各种不同的方案实施。其中，提供本发明的实施例的目的在于，完整地公开本发明，并对本领域普通技术人员完整地说明发明的范畴。为说明实施例，可放大附图中的尺寸，并且附图中的相同附图标记表示相同的要素。
[0036]本发明实施例的烧成装置，是对原料进行烧成而制造还原铁的烧成装置。在