[發(fā)明專利]一種用于轉(zhuǎn)底爐金屬化球團的冷卻系統(tǒng)

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• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112146452A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張劉瑜;任曉健;李偉;萬奇林;周天明
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇永鋼集團有限公司
• 主分類號: F27D15/02
• 分類號: F27D15/02;C22B1/26
• 代理公司: 南京智造力知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32382
• 代理人: 汪芬

本發(fā)明公開了一種用于轉(zhuǎn)底爐金屬化球團的冷卻系統(tǒng)，包括膜式滾筒冷卻機、水冷出料溜槽和冷卻塔系統(tǒng)，所述膜式滾筒冷卻機的壁殼是由多個膜式壁鰭片管構(gòu)成的圓筒狀結(jié)構(gòu)，膜式壁鰭片管中包括進水膜式壁管和回水膜式壁管；膜式壁鰭片管的一端與冷卻塔系統(tǒng)相連通，另一端均與集倉相連，通過集倉將同一側(cè)的進水膜式壁管和回水膜式壁管之間連通形成回路；膜式滾筒冷卻機的加料口連接水冷出料溜槽，由水冷出料溜槽向膜式滾筒冷卻機內(nèi)輸入金屬化球團。本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)可以在可調(diào)節(jié)球團溫降速率的基礎(chǔ)上，同時消除了現(xiàn)場環(huán)境熱污染問題，解決了現(xiàn)場設(shè)備設(shè)施及廠房的腐蝕問題，降低了設(shè)備設(shè)施的維護成本，杜絕了水質(zhì)污染，減少了水資源的浪費。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬冶煉，尤其是一種用于轉(zhuǎn)底爐金屬化球團的冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)

轉(zhuǎn)底爐處理含鐵鋅塵泥是國內(nèi)新興的資源循環(huán)利用工藝。該工藝將含鋅鐵塵泥制成含碳球團，烘干后入轉(zhuǎn)底爐，在爐內(nèi)1200～1300℃的高溫下將球團中的氧化鋅還原成為金屬鋅蒸汽，隨煙氣排出氧化后通過布袋除塵回收；含碳球團本體則還原成為金屬化球團，經(jīng)轉(zhuǎn)底爐出口的溫度高達1100℃，需要冷卻至180℃以下才能儲存和運輸。

目前國內(nèi)外對轉(zhuǎn)底爐還原出的金屬化球團的泠卻方式主要有三種：(1)惰性氣體直接冷卻。在圓筒冷卻機或是冷卻塔中通入高速流動的惰性氣體，以氣體為冷卻介質(zhì)降溫金屬化球團，該方法既降低了球團溫度，又保護球團不被氧化，氣體攜帶的金屬化粉末也較容易回收，但是CN104498712A中就指出由于氣體導(dǎo)熱系數(shù)遠低于液體水，導(dǎo)致該方法的冷卻速率較慢，降低生產(chǎn)效率。(2)冷卻水間接冷卻。通過在圓筒冷卻機內(nèi)通入保護性氣體進行保護，同時在筒外壁噴水進行冷卻，這種冷卻方式不會引起金屬化球團爆裂，并且由于有保護氣體所以金屬化球團在高溫時也不會被氧化，冷卻速度較快，但是CN102183154A也指出該方式也會造成水資源的浪費與污染，同時產(chǎn)生大量蒸汽，造成現(xiàn)場環(huán)境熱污染，同時對周邊設(shè)備設(shè)施及廠房造成嚴重腐蝕；(3)冷卻水直接冷卻。即將金屬化球團直接浸入水中冷卻，這種冷卻方式速率最快，但是成品含水率高，球團在高溫時容易被空氣快速氧化，同時球團由于直接接觸冷卻水，快速降溫導(dǎo)致成品容易爆裂，產(chǎn)品成球率低。

以惰性氣體為介質(zhì)直接降低球團溫度其降溫效率較低，影響DRI球團的生產(chǎn)效率；以液態(tài)水為介質(zhì)直接降低球團溫度其降溫效率太高，影響DRI球團的成球率；目前噴淋式水冷圓筒冷卻機則是會浪費大量水資源。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提出了一種用于轉(zhuǎn)底爐金屬化球團的冷卻系統(tǒng)，利用膜式滾筒冷卻設(shè)備使冷卻水在管道內(nèi)循環(huán)，現(xiàn)場無水蒸氣產(chǎn)生，轉(zhuǎn)底爐冷卻水在封閉管道內(nèi)循環(huán)流動，極大的降低了冷卻水的消耗與污染；消除了現(xiàn)場環(huán)境熱污染問題，解決了現(xiàn)場設(shè)備設(shè)施及廠房的腐蝕問題，降低了設(shè)備設(shè)施的維護成本，杜絕了水質(zhì)污染，減少了水資源的浪費。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種用于轉(zhuǎn)底爐金屬化球團的冷卻系統(tǒng)，包括膜式滾筒冷卻機、水冷出料溜槽和冷卻塔系統(tǒng)，所述膜式滾筒冷卻機的壁殼是由多個膜式壁鰭片管構(gòu)成的圓筒狀結(jié)構(gòu)，膜式壁鰭片管中包括進水膜式壁管和回水膜式壁管；膜式壁鰭片管的一端與冷卻塔系統(tǒng)相連通，另一端均與集倉相連，通過集倉將同一側(cè)的進水膜式壁管和回水膜式壁管之間連通形成回路；膜式滾筒冷卻機的加料口連接水冷出料溜槽，由水冷出料溜槽向膜式滾筒冷卻機內(nèi)輸入金屬化球團。

進一步，水冷出料溜槽為斜坡狀，且水冷出料溜槽連接轉(zhuǎn)底爐的出口，轉(zhuǎn)底爐中高溫金屬化球團在重力的作用下沿著水冷出料溜槽進入膜式滾筒冷卻機內(nèi)；且在下落過程在實現(xiàn)第一級冷卻。

進一步，膜式滾筒冷卻機內(nèi)壁設(shè)有螺旋狀分布的螺旋導(dǎo)流葉片，通過螺旋導(dǎo)流葉片不斷向出料口推進，同時膜式滾筒冷卻機內(nèi)的金屬化球團與膜式壁鰭片管進行熱交換，實現(xiàn)第二級冷卻。

進一步，冷卻塔系統(tǒng)中的冷卻水在加壓泵的作用下進入進水膜式壁管，冷卻水的流動方向與金屬化球團運動方向相反。