[發(fā)明專利]一種立式冷卻裝置及其使用方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610503955.8
• 申請(qǐng)日: 2016-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107557509A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周浩宇;賀新華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中冶長(zhǎng)天國(guó)際工程有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C21B13/00
• 分類號(hào): C21B13/00
• 代理公司: 北京卓恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)11394
• 代理人: 唐曙暉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種冷卻裝置及其使用方法，具體涉及礦冶領(lǐng)域一種立式冷卻裝置及其使用方法，特別涉及一種DRI用立式水-風(fēng)復(fù)合冷卻方法及其裝置。

背景技術(shù)

直接還原鐵(DRI-Direct Reduced Iron，簡(jiǎn)稱DRI)是指精鐵粉或氧化鐵在爐內(nèi)經(jīng)低溫還原形成的低碳多孔狀物質(zhì)，其化學(xué)成分穩(wěn)定，雜質(zhì)含量少。與燒結(jié)礦與氧化球團(tuán)礦進(jìn)高爐煉鐵不同，直接還原鐵礦大部分用作電爐與轉(zhuǎn)爐煉鋼的原料，可增加鋼材均勻性，還可改善和提高鋼的物理性質(zhì)，從而達(dá)到生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼的目的。直接還原鐵不僅是優(yōu)質(zhì)廢鋼的替代物，還是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼材必不可少的高級(jí)原料。

直接還原鐵的生產(chǎn)工藝流程分為七個(gè)工序：配料、干燥、破碎、混合、預(yù)熱、焙燒與冷卻。經(jīng)過(guò)冷卻工序后的成品直接還原鐵礦即可進(jìn)入成品礦倉(cāng)，充當(dāng)電爐或轉(zhuǎn)爐煉鋼的原料。能否把好“冷卻”這最后一關(guān)，使前六道工序不至前功盡棄，最終生產(chǎn)出合格、優(yōu)質(zhì)的DRI成品礦，是每個(gè)技術(shù)人員都關(guān)心的一個(gè)問(wèn)題。

目前市面上直接還原鐵的冷卻方法有兩種：直接接觸式水冷法與間接接觸式水冷法。直接接觸式水冷法是指將通過(guò)焙燒后的高溫DRI球團(tuán)礦(約1400℃)直接與冷水接觸從而換熱冷卻，該技術(shù)的代表性設(shè)備是內(nèi)噴淋水冷卻塔，該技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是換熱系數(shù)高，冷卻效率好；但DRI礦因高溫急冷，容易發(fā)生粉化從而降低成品率，且還原鐵礦與水接觸極易發(fā)生二次氧化，故沒(méi)有為市場(chǎng)接受。間接接觸式水冷法是指將高溫DRI球團(tuán)礦間接與冷水接觸從而換熱冷卻，該技術(shù)的代表性設(shè)備是外噴淋水旋轉(zhuǎn)冷卻筒，該技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是還原鐵礦不與水直接接觸，粉化率與二次氧化率都大大降低，成品率大幅提高，雖然換熱系數(shù)沒(méi)有直接接觸法高，但可通過(guò)增大換熱面積的方法來(lái)彌補(bǔ)，目前市場(chǎng)對(duì)該技術(shù)應(yīng)用較廣泛。

但傳統(tǒng)間接接觸式水冷法為臥式外噴淋水法，存在以下兩個(gè)缺陷：

1.DRI工藝規(guī)模無(wú)法大型化：由于采用臥式結(jié)構(gòu)，冷卻筒需要托輥裝置作支撐。現(xiàn)有DRI工藝最大規(guī)模為15萬(wàn)噸/年，其冷卻筒長(zhǎng)度已經(jīng)達(dá)到35米，需要設(shè)置三對(duì)托輥裝置。隨著DRI工藝規(guī)模的大型化，冷卻筒的長(zhǎng)度必定會(huì)越來(lái)越長(zhǎng)，托輥裝置的數(shù)量也會(huì)越來(lái)越多，而托輥裝置過(guò)多會(huì)導(dǎo)致載荷分布難均勻、托輥與冷卻筒安裝設(shè)置難同心等一系列問(wèn)題，所以說(shuō)臥式結(jié)構(gòu)的冷卻筒限制了DRI工藝的大型化，無(wú)法適應(yīng)大型化后的工藝要求；

2.單一的冷卻形式導(dǎo)致冷卻效率低下：由于外噴淋水臥式冷卻筒技術(shù)只有單一地用水當(dāng)作冷卻介質(zhì)的冷卻形式，雖然其改進(jìn)技術(shù)通過(guò)設(shè)置臥式水冷套、螺旋肋片等在一定程度上強(qiáng) 化了冷卻效率，但系統(tǒng)的整體冷卻效率還是偏低，冷卻效果欠佳。且冷卻水帶走的物理顯熱無(wú)法被回收利用，導(dǎo)致系統(tǒng)整體能耗指標(biāo)偏高。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)以上缺陷，發(fā)明人通過(guò)改變冷卻方式，變臥式為立式，變單一冷卻介質(zhì)為復(fù)合冷卻介質(zhì)，研發(fā)出一種冷卻效率高、冷卻效果好、可回收部分物料顯熱、易實(shí)現(xiàn)大型化規(guī)模生產(chǎn)的用立式套筒型復(fù)合高效冷卻裝置，以求彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

根據(jù)本發(fā)明提供的第一種實(shí)施方案，提供一種立式冷卻裝置，尤其用于直接還原鐵物料的冷卻。

一種立式冷卻裝置，它包括立式冷卻筒。立式冷卻筒的頂部設(shè)有進(jìn)料口。立式冷卻筒的底部設(shè)有出料口。立式冷卻筒的外圍設(shè)有冷卻套。冷卻套和立式冷卻筒之間設(shè)有空隙或間隙。

在本發(fā)明中，冷卻套為水冷套或風(fēng)冷套。

在本發(fā)明中，水冷套的上部設(shè)有水冷套上部進(jìn)水口。水冷套的下部設(shè)有水冷套下部出水口。

在本發(fā)明中，水冷套的下部設(shè)有水冷套下部進(jìn)水口。水冷套的上部設(shè)有水冷套上部出水口。

在本發(fā)明中，風(fēng)冷套的上部設(shè)有風(fēng)冷套上部進(jìn)風(fēng)口。風(fēng)冷套的下部設(shè)有風(fēng)冷套下部出風(fēng)口。

在本發(fā)明中，風(fēng)冷套的下部設(shè)有風(fēng)冷套下部進(jìn)風(fēng)口，風(fēng)冷套的上部設(shè)有風(fēng)冷套上部出風(fēng)口。

在本發(fā)明中，立式冷卻筒的下部設(shè)有冷卻風(fēng)進(jìn)風(fēng)口。立式冷卻筒的上部設(shè)有冷卻風(fēng)出風(fēng)口。

作為優(yōu)選，空隙或間隙內(nèi)設(shè)有肋片。

作為優(yōu)選，肋片為螺旋肋片。

在本發(fā)明中，肋片設(shè)置在立式冷卻筒的外壁或設(shè)置在冷卻套的內(nèi)壁上。

作為優(yōu)選，立式冷卻筒內(nèi)部，在進(jìn)料口下部設(shè)有散料裝置。優(yōu)選散料裝置為傘狀結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選，傘狀結(jié)構(gòu)上設(shè)有通氣孔。

作為優(yōu)選，出料口上方設(shè)有卸料閥。優(yōu)選卸料閥為雙層卸料閥。

作為優(yōu)選，出料口下方設(shè)有輸料機(jī)。

作為優(yōu)選，冷卻風(fēng)進(jìn)風(fēng)口的數(shù)量為1-20個(gè)，優(yōu)選為2-10個(gè)，更優(yōu)選為3-8個(gè)。