CN110422495A - 一种工业炉窑磁加料装置及加料方法 - Google Patents

Abstract

本发明创造提供了一种工业窑炉磁加料装置，包括料斗，该料斗下端设有出料嘴；以及料斗上设有的至少一种给料器；以及设置在所述料斗附近的磁加料控制单元。本发明创造所述的加料装置结构设计合理，可快速灵活的控制加料速度，同时能有效避免因给料把大量的冷载气带入冶炼空间，同时，通过对给料控制方式的优化设计，提高了原矿入炉的品位，降低了能耗，提高了冶炼的效率。

Description

一种工业炉窑磁加料装置及加料方法

技术领域

本发明创造属于工业炉窑配套设备技术领域，尤其是涉及一种工业炉窑磁加料装置及加料方法。

背景技术

在现有的工业生产中，喷嘴喷吹给料是一种常用的给料方式，应用于多种工业窑炉上，例如闪速炉、側吹炉、Hismelt等炉型，该给料方式通常使用压缩的惰性载气携带矿物粉料喷入炉内，给料速度快、矿粉的分散效果好，但仍存在以下缺陷或不足之处:

1)进料带入的惰性气体不参加反应，挤占了冶炼空间，降低矿粉的处理量；

2)冷载气进入冶炼空间，降低了炉温，增加了冶炼能耗；

3)带入的惰性气体降低了冶炼空间中有效反应气体的分压，减慢了矿粉的与气体反应的速度，从而降低了冶炼效率；

4)无法快速灵活的调整加料速度。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在克服上述现有技术中存在的缺陷，提出一种工业炉窑磁加料装置及加料方法。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种工业炉窑磁加料装置，包括：

料斗，该料斗下端设有出料嘴；

以及料斗上设有的至少一种给料器；

以及设置在所述料斗附近的磁加料控制单元。

进一步，所述给料器包括气动给料方式、螺旋给料方式、振动给料方式给料器中的至少一种。

进一步，所述料斗上设有料位计以及用于检测料斗内空间压力的压力传感器。

进一步，所述料斗上设有用于维持料斗内压力的气压调整单元。

进一步，所述气压调整单元包括气管以及在气管上安装的压力调节阀。

进一步，所述出料嘴上设有补气管。

进一步，所述磁加料控制单元包括从料斗侧壁延伸至料斗出料嘴上方的吸料管。

进一步，所述磁加料控制单元包括磁力元件。

进一步，所述磁力元件包括环绕于出料嘴外壁的电磁线圈。

一种应用上述的工业窑炉磁加料装置的加料方法，该方法包括通过控制磁加料控制单元中磁力元件的磁性，来控制加料流速；通过从料斗侧壁延伸至料斗出料嘴上方的吸料管，吸走出料嘴上部非磁性粉料，从而提高原矿入炉的品味。

相对于现有技术，本发明创造具有以下优势：

本发明创造所述的加料装置结构设计合理，可快速灵活的控制加料速度，同时能有效避免因给料而把大量的冷载气带入到冶炼空间中，同时，通过对给料控制方式的优化设计，提高了原矿入炉的品位，提高了整个工艺系统的效率。

附图说明

构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：

图1为本发明创造实施例中设置磁力元件时加料装置的结构示意图；

图2为本发明创造实施例中给料器采用磁给料器时的结构示意图；

图3为本发明创造中通过磁力元件控制给料的结构示意图；

图4为图3的俯视图；

图5为本发明创造实施例中加料装置组合式出料口的结构示意图；

图6为本发明创造实施例中环形料斗出料口的平面示意图；

图7为本发明创造实施例中磁力垂直于粉料运动方向时磁力元件控制给料的结构示意图；

图8为图7的俯视图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下面结合实施例来详细说明本发明创造。

一种工业炉窑磁加料装置，如图1至6所示，包括：

料斗1，该料斗下端设有出料嘴2；

以及料斗上设有的至少一种给料器；

以及设置在所述料斗上用于维持料斗内压力的气压调整单元3；

以及设置在所述料斗附近的加料控制单元。需要说明的是，磁加料控制单元一般是缠绕在出料嘴外，当然，根据实际的设计需要，本领域技术人员也可将其埋设在出料斗容器的器壁或内侧。

上述给料器包括气动给料方式给料器4、螺旋给料方式给料器5、磁给料器中的至少一种。三种给料方式，可以只用其中一种，也可以两种或三种联合使用。

在一个可选的实施例中，如图2所示，包括给料器15和料仓16。给料器可以是水平放置的管状容器，右上端与料仓相接，合理制作给料器外侧的线圈17，使之可以在管道内产生一个水平的磁场，使磁性物料受到向左的磁力，向左移动形成给料。

在一个可选的实施例中，在料斗上设有压力传感器7，通过压力传感器检测料斗内空间压力的，控制料斗空间相对于冶炼空间保持适当大小的正压，有利于下料的顺畅。

在一个可选的实施例中，在料斗上设有料位计6，通过料位计测量物料在料斗的高度，使料斗内维持一定厚度的矿层(从料位的上沿到喷嘴的下出口)，能隔绝料斗空间与冶炼空间之间的气体交流，避免冶炼空间的气体进入料斗，造成冶炼烟气的泄漏。

在一个可选的实施例中，料斗上设有用于维持料斗内压力的气压调整单元，气压调整单元包括气管以及在气管上安装的压力调节阀，一般与压力传感器配合使用。当斗内压力大于设定值时，该压力调节阀打开，放出斗内气体以降压；当压力小于设定值时，该压力调节阀打开，放进压缩气体，增加斗内压力，在某些情况下，该压力调节阀也可以用一个恒压源代替。

在一个可选的实施例中，在所述出料嘴上设有补气管12。当冶炼工艺需要的时候，可以用补气管向冶炼空间补充气体，如CO、H₂、O₂等等。需要说明的是，在必要时也可以通过该补气管加入物料，如熔剂、辅料等，即在料斗的出口处增加一个变化的给料方式。

在一个可选的实施例中，如图1所述，出料嘴为电磁喷嘴的设计形式，能有效提高冶炼空间的气固混合效率。具体的，所述加料控制单元包括从料斗侧壁延伸至料斗出料嘴上方的吸料管8，在出料嘴外侧设有磁力元件9，这里的磁力元件通常包括环绕于出料嘴外壁的电磁线圈。

通过设置电磁线圈的缠绕方式，使矿粉所受的磁力方向与出料嘴的出料方向夹角小于90°，由于含磁性的矿粉受到磁力作用的推动，较易进入冶炼空间，脉石等非磁性矿粉只能依靠与磁性矿粉间的摩擦力而被带入熔炼空间，带入的量会小于脉石等在原矿中的比例，因而，脉石等非磁性粉料会在料柱的中心聚集并逐渐向上堆积，通过在出料嘴上方设置吸料管，及时吸出这些不含磁性的粉料，保证出料嘴给矿的顺利进行。同时，吸料管(也可以是整套吸料装置)与电磁出料嘴的组合使用，相当于给料斗增加了一个选矿的功能，从电磁出料嘴喷出的进入冶炼空间的矿粉的品位，高于通过给料器进入料斗的原矿的品位，带来的好处是：提高了空间冶炼的效率，减少了熔池中的渣量，从而显著的降低了窑炉的冶金能耗。

在一个可选的实施例中，上述磁力元件包括缠绕在出料嘴外壁的线圈18，通电后，线圈产生的磁力平行于粉料的运动方向，形成的是平行磁力变流器，如图3和图4所示，若磁力与粉料的运动方向相同，则可以提高矿粉进入空间的速度，形成喷射效果，通过调整缠绕在粉料容器外壁的线圈中的电流大小，可以调整粉料受到的磁力大小，进而调节喷射速度。若改变线圈内电流方向，使磁力与粉料的运动方向相反，且磁力小于粉料重力时，则可以减缓矿粉进入空间的速度，这时若调节缠绕在粉料容器外壁的线圈，也可以在小范围内调节加料的速度，若与重力方向相反的磁力大于或等于料斗内粉料重力时，这时加料装置的出料嘴会被阻塞，意味着加料装置被关断。

若控制磁力元件，使粉料所受的磁力方向与出料嘴的出料方向夹角小于90°，即便出料嘴的出料方向与重力方向相反，而粉料的重力一定，只要通过控制磁力元件来调节磁力大小，使其大于一定的阀值，该加料装置还是可以正常向窑炉内加料。因而，本发明所述的加料装置可以设置在窑炉外壁的各种位置上，可以以任意角度向窑炉内加料，而不仅局限于从窑炉顶部向下加料。

在一个可选的实施例中，上述磁加料控制单元包括缠绕在出料嘴外壁的螺旋线圈，通电后，线圈产生的磁力垂直于粉料的运动方向，形成的是垂直磁力变流器，可以调节加料量，如图7和图8所示，粉料受磁力的吸引黏贴在出料嘴的内壁上，离出料嘴内壁近的粉料附着力强，离出料嘴内壁远的附着力弱，可以在出料嘴内形成一个节流环19，通过调节线圈18电流的大小，可以调节节流环的面积，从而调节通过节流环的物料的流量。节流环上的粉料会脱落，但是又会得到即时补充，所以，节流环的面积主要受制于磁力的大小。因粉料受到的重力大小一定，特殊情况下，只要磁力线圈的电流足够大，则节流环会闭合，加料装置被阻断。

在可选的实施例中，本发明创造所提供加料装置的出料嘴截面形状有多种选择，具体的，可为圆形、椭圆形、正方形、长方形或圆环形，当然，在不影响磁力作用的情况下，也可以采用其它形状。需要说明的是，截面是环形的出料嘴，可以是一环，也可以是二环、三环、多环、同心圆，直径不同，需要做成几环，视冶炼工艺的需求而定。如图6所示，是环状的出料口平面图，在环状的出料口内外两侧分别设置了内电磁铁13和外电磁铁14。

在可选的实施例中，本发明所述的加料装置的出料嘴也可以有多个，不再是单点式的，可以以任意形式排列，例如形成一排长条形的排列，如图5所示。还可以是多排长条形的出料嘴平行设置在窑炉冶炼空间的顶部，形成排状的落料效果。

当然，上述多点加料的出料嘴可以是不同形状的，也可以是部分出料嘴外壁装有磁力元件，部分出料嘴外壁未装有磁力元件，例如:部分出料嘴是圆形的，外部装有螺旋线圈，用于加磁性矿粉，部分出料嘴是正方形的，没有装备磁力元件，用于加熔剂。

下面再提供一种应用上述的工业窑炉磁加料装置的加料方法：通过调节出料嘴外壁缠绕的电磁线圈中的电流大小，调节出料嘴空间内的磁场大小，进而控制从该空间通过的磁性粉料所受的磁场力大小，从而达到控制加料速度的目的，在此过程中，通过从料斗侧壁延伸至料斗出料嘴上方的吸料管，不断吸走出料嘴上部非磁性粉料，提高了原矿入炉的品味，同时避免出料嘴出现堵塞现象。

本发明创造所提供的加料装置结构设计合理，能有效避免了大量的冷气因给料而加入到冶炼空间中，所提供的装置及方法是通过对给料控制的方式的优化设计，提高了原矿入炉的品位，降低了能耗，提高了冶炼的效率。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种工业炉窑磁加料装置，其特征在于，包括：

料斗，该料斗下端设有出料嘴；

以及料斗上设有的至少一种给料器；

以及设置在所述料斗附近的磁加料控制单元。

2.根据权利要求1所述的一种工业炉窑磁加料装置，其特征在于：所述给料器包括气动给料方式、螺旋给料方式、振动给料方式给料器中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种工业炉窑磁加料装置，其特征在于：所述料斗上设有料位计以及用于检测料斗内空间压力的压力传感器。

4.根据权利要求1所述的一种工业炉窑磁加料装置，其特征在于：所述料斗上设有用于维持料斗内压力的气压调整单元。

5.根据权利要求4所述的一种工业炉窑磁加料装置，其特征在于：所述气压调整单元包括气管以及在气管上安装的压力调节阀。

6.根据权利要求1所述的一种工业炉窑磁加料装置，其特征在于：所述出料嘴上设有补气管。

7.根据权利要求1所述的工业窑炉磁加料装置，其特征在于：所述磁加料控制单元包括从料斗侧壁延伸至料斗出料嘴上方的吸料管。

8.根据权利要求1所述的工业窑炉磁加料装置，其特征在于：所述磁加料控制单元包括磁力元件。

9.根据权利要求8所述的工业窑炉磁加料装置，其特征在于：所述磁力元件包括环绕于出料嘴外壁的电磁线圈。

10.一种应用权利要求1所述的工业窑炉磁加料装置的加料方法，其特征在于：提供至少一种给料方式，并通过控制磁加料控制单元中磁力元件的磁性，来控制加料流速。