[实用新型]高温直接还原铁冷却系统

说明书

技术领域

 本实用新型属于钢铁冶金技术领域，具体涉及一种高温直接还原铁的冷却系统。

背景技术

转底炉处理钢铁企业尘泥和直接还原铁矿石工艺主要有日本的神户制钢和美国米德兰公司共同开发的fastmelt工艺和加拿大国际镍公司开发的Inmetco工艺。他们的工艺流程相似，首先将原料包括钢铁厂粉尘或精矿粉、煤粉、粘结剂等通过混匀机混匀，然后采用造球机造球并对生球进行烘干预热，接着进入转底炉在高温下进行还原反应，将氧化铁球团还原成直接还原铁球团；从转底炉出来的直接还原铁球团温度一般都比较高，在1000℃～1100℃，需要通过冷却保护系统进行冷却得到产品作为高炉入炉原料。

目前该冷却保护系统有两种模式：一种是直接将高温的球团放入水里进行冷却；另外一种是通过在冷却筒内通入保护性气体进行保护，同时在筒体外壁喷水或通水进行间接冷却。这两种模式的冷却都有其缺点：前一种冷却模式虽然冷却速度快，但是高温的球团直接进入水池里，很容易产生爆裂，从而使得球团不满足作为高炉入炉原料的要求；此外，铁被水氧化生成的四氧化三铁的量也比较多，从而降低了球团产品的铁金属化率，使得被氧化的铁在转底炉内被加热还原消耗的能量白白地浪费了；后一种冷却模式虽然不会对球团产生氧化，但是由于它是采用里面通氮气保护，外面冷却的模式，球团的热量要通过气体传递，而气体传热效果不是很好，所以为了能达到所需的冷却温度，必须增加冷却设备的长度，这就使得冷却系统的投资成本较高，同时保护气体和冷却水的用量也因此会比较大。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种高温直接还原铁冷却系统，既能快速冷却高温直接还原铁，又不会使球团碎裂，同时铁也基本不会氧化，系统设备规模较小，降低生产运行成本。

本实用新型的高温直接还原铁冷却系统，包括带有安装倾角的冷却筒，所述冷却筒的高端为进料端，低端为出料端，冷却筒的筒体连通有保护性气体管，所述冷却筒的筒体分为两段，靠近进料端的一段为高温段，靠近出料端的一段为低温段，高温段的筒体内设有水雾喷口且筒体内的直接还原铁球团温度≥620℃，低温段的筒体外设有对筒体外壁喷水冷却的喷淋水管。

进一步，所述高温段的筒体外也设有对筒体外壁喷水冷却的喷淋水管；

进一步，还包括保护性气体循环装置，所述保护性气体循环装置包括依次连通的冷凝器、保护性气体储存罐和风机，所述风机出口与保护性气体管连通，所述保护性气体管与冷却筒的出料端连通，所述冷却筒的进料端连通有溜槽，溜槽上设有开口，开口处设有挡板，所述溜槽上的开口与冷凝器连通；

进一步，所述冷凝器包括壳体和设置于壳体内的冷凝水管，壳体底部通过阀门与排水管连通；

进一步，还包括设置于冷却筒下方用于收集筒体外壁余水的集水池，所述集水池通过循环泵分别与喷淋水管和水雾喷口连通；

进一步，所述冷却筒呈卧式布置，筒体由托圈和筒体支撑轮支撑，筒体可在传动系统的驱动下转动。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型通过对铁与水蒸气的化学反应性质进行分析，得出620℃以上铁与水蒸气不会发生反应，因此在高温段内直接还原铁球团与水直接接触换热（可以同时辅以间接冷却），通过水的汽化蒸发吸热，从而带走大量的热量，既可实现快速冷却的效果，也避免铁被水氧化；低温段内没有将水与球团直接接触，也避免了铁被水氧化；整个冷却过程是在保护性气体的保护下进行，以防止铁被空气氧化。相对于全程间接冷却的方式，先直接冷却再间接冷却的方式冷却效率更高，而且也可以避免铁被再次氧化或球团爆裂；

2、由于直接喷水雾冷却与间接冷却相比，冷却效果较好，冷却需要的用水量相比于间接冷却方式需要的用水量就会减少很多；同时由于冷却速度比较快，冷却筒体长度缩短，需要的保护性气体也会相对较少；因此，整个冷却系统的建设和运行成本比间接冷却方式要低；

3、使用的冷却水回流到冷却筒下面的集水池，通过泵循环使用，节约了冷却水的补充量；

4、本实用新型将保护性气体通过循环装置回收，减少了稀缺的保护性气体的用量，进一步减少了系统运行成本。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中：

图1为本实用新型的高温直接还原铁冷却系统的结构示意图。

具体实施方式

以下将参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。