CN103234361B - 一种烧结矿冷却炉 - Google Patents

Abstract

一种烧结矿冷却炉装置，由预存区、环形气道区、斜道区、冷却区和风室组成；高温烧结矿经由布料装置，通过预存区上的进料口连续均匀地布入冷却炉冷却，高温烧结矿在冷却炉的冷却区与从炉子底部鼓入的低温空气进行逆流换热，烧结矿被冷却到180℃以下，低温冷矿经排料装置排出，低温空气经过逆流换热被加热到600℃左右，经出风口进入余热回收利用系统，整个过程热空气和热烧结矿被有效的密封在冷却炉内；本发明在保证或提高烧结矿本身质量并减小返矿率的前提下，最大限度的提高了烧结矿余热回收利用的效率。

Description

一种烧结矿冷却炉

技术领域

本发明涉及一种冷却装置，具体的说是涉及一种烧结矿冷却炉。

背景技术

我国是能源消耗大国，为大力推广节能环保技术，提高能源综合利用效率，国家提出了一系列鼓励和优惠政策。钢铁工业是我国能源消耗大户，约占全国总能耗的15%，钢铁生产过程中，烧结工序的能耗位居第二，烧结生产中热烧结矿显热占总热耗的40%以上，烧结节能十分重要。高效回收利用烧结矿显热是提高钢铁工业能效的有效途径。

当前，我国烧结矿冷却及余热回收利用主要采用环冷或带冷技术，即从烧结机烧制成型后的高温烧结矿经破碎后经下料槽进入环冷机或带冷机，低温空气由鼓风机吹入环冷机或带冷机，将高温烧结矿冷却至150℃以下的低温烧结矿排出到运输系统，环冷机或带冷机高温段冷却空气经烟气罩回收，进入余热回收利用装置。

采用上述烧结矿冷却方式时余热利用具有以下缺点：①余热参数波动大，危及余热利用系统安全；②系统漏风问题难以解决，余热利用效率衰减快，烟尘外泄对操作环境污染较大；③烟气温度较低（一般300℃～400℃），余热利用效率低。

采用炉式冷却能解决上述问题，而传统的冷却炉结构也存在着以下问题：1.环形风道内环容易坍塌；2.斜道区牛腿砖容易开裂、坍塌、磨损；3.冷却区耐火砖容易磨损。

发明内容

本发明的内容是为了解决上述的技术问题，提供一种烧结矿冷却炉，其结构简单，在高温烧结矿冷却和余热回收利用环节中，在保证或提高烧结矿品质并减小返矿量的前提下，最大限度地提高烧结矿余热回收利用效率，解决当前高温烧结矿冷却及余热利用过程中存在的烟气参数波动、系统漏风及余热利用效率低等问题，同时解决了冷却炉结构环形风道内环容易坍塌、斜道区牛腿砖容易开裂坍塌磨损、冷却区耐火砖容易磨损等问题。

本发明所采用的技术方案是：一种烧结矿冷却炉，包括预存区、环形气道区、斜道区和冷却区和风室，所述的预存区的外围设置有环形气道区，所述的预存区下方由上至下依次设置有斜道区、冷却区和风室。

所述的环形气道区包括钢结构外壳Ⅰ、砖结构墙体Ⅰ和调风板，在钢结构外壳Ⅰ和砖结构墙体Ⅰ之间填充有陶瓷纤维毯，所述的砖结构墙体Ⅰ包括外环墙体、内环墙体、矩形隔墙、三角形隔墙、径向支撑柱和热空气出口，外环墙体和内环墙体在顶部砌筑成一体，形成截面为n型的环形空腔，环形空腔被矩形隔墙和三角形隔墙分成两个独立的、对称的部分。

所述的环形气道区的底部及外环墙体和内环墙体之间设置有多条呈放射状布置的径向支撑柱，径向支撑柱由不锈钢骨架和耐火砖组成，耐火砖砌筑在不锈钢骨架外层。

所述的两根相邻的径向支撑柱之间设置有调风板，调风板为不锈钢焊接件，调风板外表面敷设有耐火浇注料。

所述的预存区包括钢结构外壳Ⅱ和砖结构墙体Ⅱ，在钢结构外壳Ⅱ和砖结构墙体Ⅱ之间填充有陶瓷纤维毯，所述的预存区上部为锥形、下部为圆柱形，所述的锥形为上小下大的圆锥形，圆锥形顶部设置有烧结矿入料口。

所述的预存区圆柱段的钢结构外壳Ⅱ和环形气道区内环墙体的钢结构外壳Ⅰ形成一个环形封闭空间，该空间顶部和水冷系统的出水口连接，该空间底部与径向支撑柱的不锈钢骨架的内孔相通，径向支撑柱的不锈钢骨架的内孔，通过环形气道区的钢结构外壳Ⅰ和炉体外部的水冷系统的进水口连接。

所述斜道区为上大下小的圆锥形，斜道区由钢结构外壳Ⅲ和砖结构墙体Ⅲ组成，在钢结构外壳Ⅲ和砖结构墙体Ⅲ之间填充有陶瓷纤维毯，所述的砖结构墙体Ⅲ分为圆锥形砌体和斜道支撑两部分，斜道支撑是由多个呈放射状分布的支撑墙体组成，每个支撑墙体有多层耐火砖垂直砌筑而成，每层耐火砖是由多个整块耐火砖沿着直径方向水平砌筑而成。

所述冷却区由钢结构外壳Ⅳ和砖结构墙体Ⅳ组成，在外壳和墙体之间还填充有陶瓷纤维毯，砖结构墙体Ⅳ包括内层耐火砖和隔热砖，其中内层耐火砖为上薄下厚的圆锥形设置。

所述的风室包括上风室和下风室，上风室和下风室之间由隔板隔开。

本发明的有益效果：

1、本发明结构简单，本发明设置的预存区可以储存一定量的高温烧结矿，可以有效的改善烧结矿品质，并避免短时供矿中断引起的系统内烟温和烟气量的波动；

2、本发明中预存区圆柱段的钢结构外壳和环形气道区内环墙体的钢结构外壳，极大地提高了预存区圆柱段和环形气道区内环墙体的结构强度，同时通水冷却可以有效控制钢结构外壳的热膨胀，防止钢结构外壳和耐火砖砌体之间因热膨胀不一致导致开裂，预存区圆柱段的钢结构外壳和环形气道区内环墙体的钢结构外壳，共同承受预存区砖结构墙体和环形气道区内环墙体的重量，极大地减轻了斜道区斜道支撑砖的受力状态，提高了斜道支撑砖的使用寿命；

3、本发明的环形气道区设置有调风板，调节板沿炉体周边布置，通过调整调风板的遮挡面积，改变两根相邻的径向支撑柱之间的通风道的截面积，灵活调整风量风速，保证整个环形气道区内压力和气流速度基本一致，避免偏流；环形气道区0度和180度方向设置有两道隔墙，将环形气道区分成两个独立的、对称的出口烟道，使烟气气流稳定；

4、本发明的冷却区内层耐火砖为上薄下厚的圆锥形布置。由于烧结矿呈圆柱形分布在炉体内，所以越向下，矿石对内壁的压力就越大，磨损就越严重，这种布置方案可以有效延长冷却区砖结构墙体的使用寿命；

5、本发明的底部设置的风室分上下两个风室，上风室低温空气冷却炉体周边物料，下风室低温空气冷却炉体芯部物料。该结构布风均匀，冷却效果好；

6、本发明中烧结矿在冷却炉中依靠自重向下移动，矿与矿之间相互轻微摩擦撞击，对改善烧结矿粒度的均匀性以及提高其强度非常有利；

7、本发明的预存区大部分被埋在环形气道区之中，缩短了冷却炉的整体高度，减少了钢结构外壳和内部耐火砖的重量，有效地降低了设备成本；同时减小了环形气道区内环墙体受物料挤压的面积，极大地提高了环形气道区内环墙体的寿命；减小了烧结矿从烧结机出口到冷却炉入口之间的高度差，有效的减少了返矿率；

8、本发明采用密封的炉式冷却，可以将冷空气加热到600℃左右既提高了冷却效率，也提高了余热的利用效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的剖视图；

图3为背景技术结构示意图；

图中标记：1、预存区，2、环形气道区，3、斜道区，4、冷却区，5、风室，11、钢结构外壳Ⅱ，12、砖结构墙体Ⅱ，21、钢结构外壳Ⅰ，22、砖结构墙体Ⅰ，23、调风板，221、外环墙体，222、内环墙体，223、矩形隔墙，224、三角形隔墙，225、径向支撑柱，226、热空气出口，31、钢结构外壳Ⅲ，32、砖结构墙体Ⅲ，321，圆锥形砌体，322、斜道支撑，41、钢结构外壳Ⅳ，42、砖结构墙体Ⅳ，421、内层耐火砖，422、隔热砖，51、上风室，52、下风室。

具体实施方式

如图所示，一种烧结矿冷却炉，包括预存区1、环形气道区2、斜道区3和冷却区4和风室5，所述的预存区1的外围设置有环形气道区2，所述的预存区1下方由上至下依次设置有斜道区3、冷却区4和风室5；

环形气道区2包括钢结构外壳Ⅰ21、砖结构墙体Ⅰ22和调风板23，在钢结构外壳Ⅰ21和砖结构墙体Ⅰ22之间填充有陶瓷纤维毯，所述的砖结构墙体Ⅰ22包括外环墙体221、内环墙体222、矩形隔墙223、三角形隔墙224、径向支撑柱225和热空气出口226，外环墙体221和内环墙体222在顶部砌筑成一体，形成截面为n型的环形空腔，环形空腔被矩形隔墙223和三角形隔墙224分成两个独立的、对称的部分，环形气道区2的底部及外环墙体221和内环墙体222之间设置有多条呈放射状布置的径向支撑柱225，径向支撑柱225由中空的不锈钢骨架和耐火砖组成，耐火砖砌筑在不锈钢骨架外层；两根相邻的径向支撑柱225之间设置有调风板23，调风板23为不锈钢焊接件，调风板23外表面砌筑有耐火浇注料；通过调整调风板23的遮挡面积，可以改变两根相邻的径向支撑柱225之间形成的通风道的截面积，从而起到调整气流流量和流速；

预存区1包括钢结构外壳Ⅱ11和砖结构墙体Ⅱ12，在钢结构外壳Ⅱ11和砖结构墙体Ⅱ12之间填充有陶瓷纤维毯，所述的预存区1上部为锥形、下部为圆柱形，所述的锥形为上小下大的圆锥形，圆锥形顶部设置有烧结矿入料口；

预存区1圆柱段的钢结构外壳Ⅱ11和环形气道区2内环墙体222的钢结构外壳Ⅰ21形成一个环形封闭空间，该空间顶部和水冷系统的出水口连接，该空间底部与径向支撑柱225的不锈钢骨架的内孔相通，径向支撑柱225的不锈钢骨架的内孔，通过环形气道区2的钢结构外壳Ⅰ21和炉体外部的水冷系统的进水口连接，所述的预存区1圆柱段的钢结构外壳Ⅱ11，和环形气道区2内环墙体222的钢结构外壳Ⅰ21共同承受预存区1砖结构墙体12和环形气道区内环墙体222的重量；

斜道区3为上大下小的圆锥形或漏斗形，由钢结构外壳Ⅲ31和砖结构墙体Ⅲ32组成，在钢结构外壳Ⅲ31和砖结构墙体Ⅲ32之间填充有陶瓷纤维毯，所述的砖结构墙体Ⅲ32分为圆锥形砌体321和斜道支撑322两部分，斜道支撑322是由多个成放射状分布的支撑墙体组成，每个支撑墙体有多层耐火砖垂直砌筑而成，每层耐火砖是由多个整块耐火砖沿着直径方向水平砌筑而成；

冷却区4由钢结构外壳Ⅳ41和砖结构墙体Ⅳ42组成，在外壳和墙体之间还填充有陶瓷纤维毯，砖结构墙体Ⅳ42包括内层耐火砖421和隔热砖422，其中内层耐火砖421为上薄下厚的圆锥形设置；

风室5包括上风室51和设置在上风室51下的下风室52。

本发明中750℃左右的高温烧结矿经由布料装置，通过预存区上的进料口连续均匀地布入冷却炉冷却。高温烧结矿在冷却炉的冷却区与从炉子底部鼓入的低温空气进行逆流换热，烧结矿被冷却到180℃以下，低温冷矿经排料装置排出。低温空气经过逆流换热被加热到600℃左右，经出风口进入余热回收利用系统。整个过程热空气和热烧结矿被有效的密封在冷却炉内。

Claims (8)

1.一种烧结矿冷却炉，包括预存区（1）、环形气道区（2）、斜道区（3）和冷却区（4）和风室（5），其特征在于：所述的预存区（1）的外围设置有环形气道区（2），所述的预存区（1）下方由上至下依次设置有斜道区（3）、冷却区（4）和风室（5），所述的环形气道区（2）包括钢结构外壳Ⅰ（21）、砖结构墙体Ⅰ（22）和调风板（23），在钢结构外壳Ⅰ（21）和砖结构墙体Ⅰ（22）之间填充有陶瓷纤维毯，所述的砖结构墙体Ⅰ（22）包括外环墙体（221）、内环墙体（222）、矩形隔墙（223）、三角形隔墙（224）、径向支撑柱（225）和热空气出口（226），外环墙体（221）和内环墙体（222）在顶部砌筑成一体，形成截面为n型的环形空腔，环形空腔被矩形隔墙（223）和三角形隔墙（224）分成两个独立的、对称的部分。

2.如权利要求1所述的一种烧结矿冷却炉，其特征在于：所述的环形气道区（2）的底部及外环墙体（221）和内环墙体（222）之间设置有多条呈放射状布置的径向支撑柱（225），径向支撑柱（225）由中空的不锈钢骨架和耐火砖组成，耐火砖砌筑在不锈钢骨架外层。

3.如权利要求2所述的一种烧结矿冷却炉，其特征在于：所述的两根相邻的径向支撑柱（225）之间设置有调风板（23），调风板（23）为不锈钢焊接件，调风板（23）外表面砌筑有耐火浇注料。

4.如权利要求1所述的一种烧结矿冷却炉，其特征在于：所述的预存区（1）包括钢结构外壳Ⅱ（11）和砖结构墙体Ⅱ（12），在钢结构外壳Ⅱ（11）和砖结构墙体Ⅱ（12）之间填充有陶瓷纤维毯，所述的预存区（1）上部为锥形、下部为圆柱形，所述的锥形为上小下大的圆锥形，圆锥形顶部设置有烧结矿入料口。

5.如权利要求4所述的一种烧结矿冷却炉，其特征在于：所述的预存区（1）圆柱段的钢结构外壳Ⅱ（11）和环形气道区（2）内环墙体（222）的钢结构外壳Ⅰ（21）形成一个环形封闭空间，该空间顶部和水冷系统的出水口连接，该空间底部与径向支撑柱（225）的不锈钢骨架的内孔相通，径向支撑柱（225）的不锈钢骨架的内孔，通过环形气道区（2）的钢结构外壳Ⅰ（21）和炉体外部的水冷系统的进水口连接。

6.如权利要求1所述的一种烧结矿冷却炉，其特征在于：所述斜道区（3）为上大下小的圆锥形，由钢结构外壳Ⅲ（31）和砖结构墙体Ⅲ（32）组成，在钢结构外壳Ⅲ（31）和砖结构墙体Ⅲ（32）之间填充有陶瓷纤维毯，所述的砖结构墙体Ⅲ（32）分为圆锥形砌体（321）和斜道支撑（322）两部分，斜道支撑（322）是由多个成放射状分布的支撑墙体组成，每个支撑墙体由多层耐火砖垂直砌筑而成，每层耐火砖是由多个一整块耐火砖沿着直径方向水平砌筑而成。

7.如权利要求1所述的一种烧结矿冷却炉，其特征在于：所述冷却区（4）由钢结构外壳Ⅳ（41）和砖结构墙体Ⅳ（42）组成，在钢结构外壳Ⅳ（41）和砖结构墙体Ⅳ（42）之间还填充有陶瓷纤维毯，砖结构墙体Ⅳ（42）包括内层耐火砖（421）和隔热砖（422），其中内层耐火砖（421）为上薄下厚的圆锥形设置。

8.如权利要求1所述的一种烧结矿冷却炉，其特征在于：所述的风室（5）包括上风室（51）和设置在上风室（51）下的下风室（52）。