CN205448721U - 一种转底炉热dri冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种转底炉热DRI冷却装置，包括进料口、与进料口连接的下料段和冷却段，所述冷却段的上方设有排风管，冷却段内设有冷料床，冷料床通过支撑杆支撑，冷却段的下端设有冷却风进入的进风口；热料通过进料口进入冷却段，落入到冷料床上，在冷料床上的热料进一步热交换后从排料口排出，在热料下落的过程中，冷却风自下向上与热料进行热交换后通过排风管排出。本实用新型的1000℃左右的热DRI料在冷却装置中自上而下运行，冷却用氮气自下而上运行，在冷却床上进行强制换热，冷却床为类栅栏式篦板钢结构，材质特点为耐热耐磨；栅栏式篦板便于氮气自下而上运行；冷却效果好，后续冷料排料设备选型成本低，便于冷料的输送。

Description

一种转底炉热DRI冷却装置

技术领域

本实用新型涉及转底炉热DRI冷却装置，属于冶金钢铁领域。

背景技术

转底炉(RotaryHearthFurnace)工艺是1978年加拿大英可集团所属的国际金属公司为了处理利用冶金废弃物，在美国研发建成的世界第一座具有生产规模的转底炉，它既可以用来预还原铁矿石，也可以处理冶金厂产生的粉尘，以及其它含铁、铬、锌的冶金废气物等。转底炉以内配碳球团或团块为原料，在1250～1350℃高温环境下，含碳球团中的金属氧化物被碳快速还原，生成金属化球团。转底炉工艺生产的预还原炉料排料温度一般在1000℃左右，由螺旋出料机推出炉外，冷却或者直接热装进入电炉。

由于转底炉出料采用热装方式进入电炉，对热装装置的设备要求较高，存在一定程度的安全生产隐患，因此国内大多数生产企业较多采用热料冷却处理，再进行冷料运输。200～280℃冷料的运输形式多样，设备选择余地大，通过不同功能设备的组合，可以有效的克服空间布置上的问题，以实现批量稳定输送的目的。

目前关于转底炉热料冷却处理的介绍主要有：

1)常规的方法：通过卧式圆筒冷却器进行冷却，冷却时圆筒冷却器内部通入氮气进行氮封，以隔绝高温的DRI与空气接触，防止二次氧化，并协助冷却、保护圆筒冷却器本体；通过圆筒冷却器外壳水冷管冷却并带着热料显热，这些措施可实现DRI温度从1000℃下降到200℃；

2)常规方法改进：传统常规方式的圆筒冷却器将DRI温度从1000℃下降到200℃，需要圆筒冷却器有足够的长度，由此带来的设备投资和占地面积较大的问题；为此提出的改进措施是，缩短传统圆筒冷却器的长度，在装有高温热料并进行氮封的卧式冷却筒内布置有水冷腔，通过加强换热，由循环冷却水带走热量，实现余热回收，这样冷却筒出料温度为500℃左右，并配置后续工艺进一步冷却回收热量，如专利CN203668439U和CN105087843A中所述。

3)氮气循环冷却及余热回收利用：以氮气作为冷却风介质，在立式逆流冷却器中实现换热，氮气经过除尘和换热后循环利用，换热后氮气集中进行余热回收，排料温度小于300℃，如专利CN102183154A所述。

目前关于转底炉热料冷却处理装置，较多局限于选用卧式圆筒冷却器，存在的主要问题是，(1)圆筒冷却器需要足够长度才能实现900℃左右的温度降，强制换热能力较弱，设备投资和占地较大；(2)保护圆筒冷却器设备使用寿命和防止热料二次氧化的介质都带走了热料的能量，能量较为分散，对后续能量的回收利用带来一定的困难，并且热回收效率较低；(3)冷却水布置在内部管腔内，受料流磨损，存在泄露风险，易造成生产安全隐患；但冷却水布置在冷却器外部又难以实现强制冷却，冷却效率低，需要圆筒冷却器有足够的长度，才能实现换热量要求；(4)通过在卧式圆筒冷却器后端设置再处理工艺，尽管能够一定程度的缩短卧式圆筒冷却器的长度，降低设备投资，节省建设场地，但排料温度依然有500℃左右，一方面没有提高综合能量回收效率，另一方面增加了后处理高温受料设备的投资。

氮气循环冷却可以利用氮气对热DRI集中换热，并起到防止二次氧化的保护作用，但关于氮气循环冷却及余热回收利用方面的立式逆流冷却器却仅停留于原理介绍上。

实用新型内容

实用新型目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种转底炉热DRI冷却装置，便于氮气在热DRI冷却装置中实现对热料的保护和冷却。

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型的一种转底炉热DRI冷却装置，包括进料口、与进料口连接的下料段和冷却段，所述冷却段的上方设有排风管，冷却段内设有冷料床，冷料床通过支撑杆支撑，冷却段的下端设有冷却风进入的进风口；热料通过进料口进入冷却段，落入到冷料床上，在冷料床上的热料进一步热交换后从排料口排出，在热料下落的过程中，冷却风自下向上与热料进行热交换后通过排风管排出。

作为优选，所述下料段设有剖面形状为四边形的热料贮存段。

作为优选，所述热料贮存段的侧面设有环形的排风道，排风道为断面为矩形的环形砌体通道，排风道设有周向均匀分布的排风口，排风口与冷却段连通，所述排风道与排风管连通。

作为优选，所述排料口上方设有冷料贮存段。

作为优选，所述进风口外设有环状的进风道，进风道与进风管连通。

作为优选，所述进风口为三层，每层进风口沿周向均匀分布，进风口的断面为四边形。

在本实用新型中，整个热DRI冷却装置为钢壳体内砌耐材结构，支撑于外部钢结构或混凝土支撑柱梁上，排料口高度需要满足出料和运输要求。下料段剖面形状为梯形，冷却段为抗热机械冲击、热震性能良好的耐火砖砌筑而成的腔体。紧靠排风道的外侧为热震性能较好的高铝质耐火砖砌体，内侧以及排风口均为抗热机械冲击、热震性能良好的耐火砖砌体。冷却床为类似于篦板的结构，可起到支撑物料，便于冷却介质在冷却床上急速冷却热料的作用。支撑杆为普通高铝质耐火砖砌体，砌体两侧布置有连通孔，便于气流流动和分布。进风道内侧紧邻墙体，外侧为外部钢壳，周向上均匀分布，根据换热强度要求，喷口中心与径向呈一定角度，角度范围0～60°。

有益效果：本实用新型的转底炉热DRI冷却装置，具有以下优点：

(1)整个热DRI冷却装置为钢壳体内砌耐材结构，支撑于外部钢结构或混凝土支撑柱梁上，排料口高度满足出料和运输要求，结构简单，实施便捷；不同部位耐材的选择满足各段物料的温度和环境要求，可靠性强；

(2)1000℃左右的热DRI料在冷却装置中自上而下运行，冷却用氮气自下而上运行，在冷却床上进行强制换热，冷却床为类栅栏式篦板钢结构，材质特点为耐热耐磨；栅栏式篦板便于氮气自下而上运行；冷却效果好，后续冷料排料设备选型成本低，便于冷料的输送；

(3)进风口分上下三层，每层为若干数量的断面呈四边形的喷口，周向上均匀分布，喷口与径向呈一定角度，角度范围0～60°，便于均匀调配进入腔内的氮气流速；

(4)热DRI冷却装置作为容器类产品，给循环氮气提供了隔绝空气，保护热DRI避免被二次氧化、集中对热DRI换热的场所，较传统的卧式圆筒冷却器，换热效率高，冷却效果好，能量利用高的特点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的一种转底炉热DRI冷却装置，包括进料口1、与进料口1连接的下料段2和冷却段7，所述冷却段7的上方设有排风管6，冷却段7内设有冷料床8，冷料床8通过支撑杆9支撑，冷却段7的下端设有冷却风进入的进风口11；热料通过进料口1进入冷却段7，落入到冷料床8上，在冷料床8上的热料进一步热交换后从排料口14排出，在热料下落的过程中，冷却风自下向上与热料进行热交换后通过排风管6排出。

在本实用新型中，所述下料段2设有剖面形状为四边形的热料贮存段3，所述热料贮存段3的侧面设有环形的排风道4，排风道4为断面为矩形的环形砌体通道，排风道4设有周向均匀分布的排风口5，排风口5与冷却段7连通，所述排风道4与排风管6连通。所述排料口14上方设有冷料贮存段13，所述进风口11外设有环状的进风道10，进风道10与进风管12连通，所述进风口11为三层，每层进风口11沿周向均匀分布，进风口11的断面为四边形。

本实用新型在使用时，从转底炉排料口出来的温度为1000℃左右的热料，自上而下，经过进料口1，下料段2，热料贮存段3和冷却段7，并均匀布置于冷却床8上；物料冷却在冷却床以上冷却段7内发生；冷料落入冷料贮存段13，自排料口14由排料装置定量排出，排料温度为200℃以下。用于热料冷却的氮气温度为100℃左右，自下而上运行，经进风管12、进风道10和进风口11，以2～3m/s左右的速度喷射入装置腔体内；在冷却床上对热DRI进行强制换热，穿过冷却床的氮气流速在～1.5m/s左右，并以1m/s的流速穿过冷却段7，换走大部分热量，换热后氮气温度为800～950℃，自排风口5、排风道4和排风管6排出，接入后续的除尘和换热设备中，再由风机循环至进风口11再次参与换热。氮气对热DRI的强制冷却主要发生于冷却床上，冷却床为类栅栏式篦板钢结构，材质特点为耐热耐磨；栅栏式篦板便于氮气自下而上运行，促进热DRI料的强制换热。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种转底炉热DRI冷却装置，其特征在于：包括进料口、与进料口连接的下料段和冷却段，所述冷却段的上方设有排风管，冷却段内设有冷料床，冷料床通过支撑杆支撑，冷却段的下端设有冷却风进入的进风口；热料通过进料口进入冷却段，落入到冷料床上，在冷料床上的热料进一步热交换后从排料口排出，在热料下落的过程中，冷却风自下向上与热料进行热交换后通过排风管排出。

2.根据权利要求1所述的转底炉热DRI冷却装置，其特征在于：所述下料段设有剖面形状为四边形的热料贮存段。

3.根据权利要求2所述的转底炉热DRI冷却装置，其特征在于：所述热料贮存段的侧面设有环形的排风道，排风道为断面为矩形的环形砌体通道，排风道设有周向均匀分布的排风口，排风口与冷却段连通，所述排风道与排风管连通。

4.根据权利要求1所述的转底炉热DRI冷却装置，其特征在于：所述排料口上方设有冷料贮存段。

5.根据权利要求4所述的转底炉热DRI冷却装置，其特征在于：所述进风口外设有环状的进风道，进风道与进风管连通。

6.根据权利要求1或5所述的转底炉热DRI冷却装置，其特征在于：所述进风口为三层，每层进风口沿周向均匀分布，进风口的断面为四边形。