[发明专利]一种立式冷却装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷却装置及其使用方法，具体涉及矿冶领域一种立式冷却装置及其使用方法，特别涉及一种DRI用立式水-风复合冷却方法及其装置。

背景技术

直接还原铁(DRI-Direct Reduced Iron，简称DRI)是指精铁粉或氧化铁在炉内经低温还原形成的低碳多孔状物质，其化学成分稳定，杂质含量少。与烧结矿与氧化球团矿进高炉炼铁不同，直接还原铁矿大部分用作电炉与转炉炼钢的原料，可增加钢材均匀性，还可改善和提高钢的物理性质，从而达到生产优质钢的目的。直接还原铁不仅是优质废钢的替代物，还是生产优质钢材必不可少的高级原料。

直接还原铁的生产工艺流程分为七个工序：配料、干燥、破碎、混合、预热、焙烧与冷却。经过冷却工序后的成品直接还原铁矿即可进入成品矿仓，充当电炉或转炉炼钢的原料。能否把好“冷却”这最后一关，使前六道工序不至前功尽弃，最终生产出合格、优质的DRI成品矿，是每个技术人员都关心的一个问题。

目前市面上直接还原铁的冷却方法有两种：直接接触式水冷法与间接接触式水冷法。直接接触式水冷法是指将通过焙烧后的高温DRI球团矿(约1400℃)直接与冷水接触从而换热冷却，该技术的代表性设备是内喷淋水冷却塔，该技术优点是换热系数高，冷却效率好；但DRI矿因高温急冷，容易发生粉化从而降低成品率，且还原铁矿与水接触极易发生二次氧化，故没有为市场接受。间接接触式水冷法是指将高温DRI球团矿间接与冷水接触从而换热冷却，该技术的代表性设备是外喷淋水旋转冷却筒，该技术优点是还原铁矿不与水直接接触，粉化率与二次氧化率都大大降低，成品率大幅提高，虽然换热系数没有直接接触法高，但可通过增大换热面积的方法来弥补，目前市场对该技术应用较广泛。

但传统间接接触式水冷法为卧式外喷淋水法，存在以下两个缺陷：

1.DRI工艺规模无法大型化：由于采用卧式结构，冷却筒需要托辊装置作支撑。现有DRI工艺最大规模为15万吨/年，其冷却筒长度已经达到35米，需要设置三对托辊装置。随着DRI工艺规模的大型化，冷却筒的长度必定会越来越长，托辊装置的数量也会越来越多，而托辊装置过多会导致载荷分布难均匀、托辊与冷却筒安装设置难同心等一系列问题，所以说卧式结构的冷却筒限制了DRI工艺的大型化，无法适应大型化后的工艺要求；

2.单一的冷却形式导致冷却效率低下：由于外喷淋水卧式冷却筒技术只有单一地用水当作冷却介质的冷却形式，虽然其改进技术通过设置卧式水冷套、螺旋肋片等在一定程度上强 化了冷却效率，但系统的整体冷却效率还是偏低，冷却效果欠佳。且冷却水带走的物理显热无法被回收利用，导致系统整体能耗指标偏高。

发明内容

针对以上缺陷，发明人通过改变冷却方式，变卧式为立式，变单一冷却介质为复合冷却介质，研发出一种冷却效率高、冷却效果好、可回收部分物料显热、易实现大型化规模生产的用立式套筒型复合高效冷却装置，以求弥补现有技术的缺陷。

根据本发明提供的第一种实施方案，提供一种立式冷却装置，尤其用于直接还原铁物料的冷却。

一种立式冷却装置，它包括立式冷却筒。立式冷却筒的顶部设有进料口。立式冷却筒的底部设有出料口。立式冷却筒的外围设有冷却套。冷却套和立式冷却筒之间设有空隙或间隙。

在本发明中，冷却套为水冷套或风冷套。

在本发明中，水冷套的上部设有水冷套上部进水口。水冷套的下部设有水冷套下部出水口。

在本发明中，水冷套的下部设有水冷套下部进水口。水冷套的上部设有水冷套上部出水口。

在本发明中，风冷套的上部设有风冷套上部进风口。风冷套的下部设有风冷套下部出风口。

在本发明中，风冷套的下部设有风冷套下部进风口，风冷套的上部设有风冷套上部出风口。

在本发明中，立式冷却筒的下部设有冷却风进风口。立式冷却筒的上部设有冷却风出风口。

作为优选，空隙或间隙内设有肋片。

作为优选，肋片为螺旋肋片。

在本发明中，肋片设置在立式冷却筒的外壁或设置在冷却套的内壁上。

作为优选，立式冷却筒内部，在进料口下部设有散料装置。优选散料装置为伞状结构。

作为优选，伞状结构上设有通气孔。

作为优选，出料口上方设有卸料阀。优选卸料阀为双层卸料阀。

作为优选，出料口下方设有输料机。

作为优选，冷却风进风口的数量为1-20个，优选为2-10个，更优选为3-8个。