CN105605930A - 一种烧结矿竖式冷却炉供气装置和供气方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种烧结矿竖式冷却炉供气装置及其供气方法，该供气装置具有向冷却炉提供引入的循环气体的上气室和下气室，在下气室安装十字风道并在十字风道上连通可向冷却炉横断面方向输送循环气体的风管，并在供气装置中安装气流流向调节装置，在向上气室和下气室中通入用于冷却烧结矿的循环气体时，下气室中的循环气体依次通过十字风道、风管向上气室的气流出口即冷却炉横断面方向流动，供气装置内的气流流向调节装置将不同方向流入的循环气体流向调节后以相同的方向、不同的路径流向冷却炉的横断面，这样增大了向冷却炉的横断面与循环气体的接触面积，即增大了循环气流流经的冷却炉横截面的面积，从而使得冷却炉均匀冷却，提高了冷却的效率。

Description

一种烧结矿竖式冷却炉供气装置和供气方法

技术领域

本发明涉及钢铁生产制造领域，特别涉及一种烧结矿竖式冷却炉供气装置和供气方法。

背景技术

钢铁产业是一个高耗能、高污染的产业。以我国为例，2014年全国粗钢产量约8.23亿吨，约占全球预估产量的一半。目前，钢铁生产中烧结流程的单位吨烧结矿能耗指标较高。因此，研发相应的回收余热的方法，最大化的回收利用这部分能量，无论对节能减排、保护环境，还是对企业效益，均有重大意义。

烧结矿余热的高效回收及利用是降低烧结流程能耗的重要措施。对比而言，烧结矿显热基数较大，由空气作为载体可高效携带烧结矿显热部分，因此烧结矿显热部分的高效收集和利用是整个烧结减能增效的中心。

基于上述原理，目前冷却烧结矿主要采用鼓风式环冷或带冷工艺，对冷却炉鼓入用于冷却烧结矿的循环气体，使得循环气体携带烧结矿余热，然后将携带烧结矿余热的循环气体从冷却炉中引出收集并加以循环利用。这种工艺存在故障率高、维修频繁且难度大、运行电耗高、漏风点多、漏风量大(超过30％)、热参数波动大、冷却效果差、返矿率高等弊端。

中国专利CN103234361A(申请号：201310128026.X，申请日：2013年4月15日)公开了一种烧结矿冷却炉，其中在冷却炉下方，具有上风室和下风室，由于上风室与下风室均是为冷却炉提供从外界引入的用于冷却的循环气体的结构，称为冷却炉的供气装置。将用于冷却冷却炉中烧结矿的循环气体通入上风室与下风室后，通入冷却炉中，使得冷却炉中的烧结矿冷却，同时循环气体在冷却烧结矿的过程中升温，形成具有一定温度的气体，将其排出冷却炉并进入余热回收利用系统进行回收利用，但从该专利的附图中可知，在上风室的风管上方仅设置了一个风帽，因此从下风室通过风管进入上风室的循环气体仅通过一个风帽调节了气流的流向，而原本通入上风室内的气体并未经过任何气流流向调节即直接流向了冷却炉横断面，造成了气体流向的路径较为单一。由于冷却炉的横断面面积较大，这种具有单一流向循环气流必然与冷却炉横断面的接触面积较小，因此造成冷却炉的冷却不均匀，从而降低了烧结矿的冷却效率。

基于上述缺点，有必要对于上述冷却炉的供气装置进行改良，使得循环气体能够均匀地冷却烧结矿，提高冷却效率。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种烧结矿竖式冷却炉供气装置和供气方法，其具有向冷却炉引入循环气体的上气室和下气室，在下气室安装十字风道并在十字风道上方安装风管，在上气室中安装气流流向调节装置，这样下气室中的循环气体依次通过十字风道、风管向冷却炉横断面方向流动，其与上气室中所有的循环气体皆通过气流流向调节装置流向冷却炉的横断面，被调节了气流流向的循环气体具有多种流动路径，增大了与冷却炉的横断面的接触面积，即增大了循环气流流经的冷却炉横截面的面积，从而使得冷却炉均匀冷却，提高了冷却的效率。

为达到上述目的，本发明提供一种烧结矿竖式冷却炉供气装置，包括：

一上气室，具有气流出口，所述气流出口对应所述冷却炉的横断面；

一下气室，位于所述上气室下方，所述下气室内安装有十字风道，所述十字风道连通着向所述气流出口方向延伸的风管；

所述上气室和所述下气室皆具有气流入口，使得气体从所述气流入口进入所述上气室和所述下气室内；

还包括一气流流向调节装置，用于使所述上气室和所述下气室内的气体通过不同路径流向所述气流出口，增大气体与冷却炉横断面的接触面积。

作为优选，所述气流流向调节装置包括位于供气装置内的锥斗，所述锥斗从下至上包括下锥斗和套插在所述下锥斗上方的上锥斗，所述上锥斗和所述下锥斗的轴线方向与所述上气室和所述下气室的高度方向平行，所述上锥斗和所述下锥斗皆具有两个底面开口，所述上锥斗的一个所述底面开口对应所述冷却炉横断面。

作为优选，所述十字风道由两根管道交叉拼接成“十”字形状，两根所述管道之间在交叉处相互连通，每根所述管道从所述下锥斗的外表面的一侧穿入所述下锥斗内并延伸，直至从所述下锥斗的外表面的另一侧穿出。

作为优选，所述风管在所述交叉处与两根所述管道皆连通。

作为优选，每根所述管道的两端具有管道口，所述管道口内具有导风装置。

作为优选，所述上气室与所述下气室皆具有内壁，所述气流入口位于所述内壁上。

作为优选，所述上气室与所述下气室之间具有气流流动口，所述下气室内的气体通过所述气流流动口进入所述上气室内，所述气流流动口位于所述锥斗和所述内壁之间。

作为优选，所述上锥斗与所述下锥斗倒置。

作为优选，所述上锥斗套插在所述下锥斗内使得所述上锥斗和所述下锥斗之间形成了周边风环，所述锥斗外的气体通过所述周边风环进入所述锥斗内，所述周边风环位于所述上气室内。

作为优选，所述气流流向调节装置还包括位于所述风管上方的风帽。

作为优选，所述风帽为圆台形。

作为优选，所述风管与所述风帽之间设置有导风板。

作为优选，所述风管由若干个直径逐渐减小的单节风管套叠而成，每个所述单节风管两端皆具有管口，包括位于上端的上管口和位于下端的下管口，所述单节风管的直径与所述单节风管的所述上管口所在的高度成反比，气体从所述下管口进入所述单节风管并从所述上管口流出所述单节风管，每个所述单节风管上方皆设置有所述风帽。

本发明还提供一种使用如上所述的烧结矿竖式冷却炉供气装置的供气方法，将循环气体从所述上气室和所述下气室的所述气流入口通入所述上气室和所述下气室内，所述下气室内的所述循环气体通过所述十字风道进入所述风管并从所述风管向所述气流出口方向流动，所述上气室内的所有所述循环气体和通过所述风管向所述气流出口方向流动的所述循环气体通过所述气流流向调节装置调节气流流向后，从所述气流出口以相异的路径流向所述冷却炉的横断面，使得位于所述冷却炉横断面上方的烧结矿冷却。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供一种烧结矿竖式冷却炉供气装置，包括：

一上气室，具有气流出口，所述气流出口对应所述冷却炉的横断面；

一下气室，位于所述上气室下方，所述下气室内安装有十字风道，所述十字风道连通着向所述气流出口方向延伸的风管；

所述上气室和所述下气室皆具有气流入口，使得气体从所述气流入口进入所述上气室和所述下气室内；

还包括一气流流向调节装置，用于使所述上气室和所述下气室内的气体通过不同路径流向所述气流出口，增大气体与冷却炉横断面的接触面积。

本发明还提供一种使用如上所述的烧结矿竖式冷却炉供气装置的供气方法，将循环气体从所述上气室和所述下气室的所述气流入口通入所述上气室和所述下气室内，所述下气室内的所述循环气体通过所述十字风道进入所述风管并从所述风管向所述气流出口方向流动，所述上气室内的所有所述循环气体和通过所述风管向所述气流出口方向流动的所述循环气体通过所述气流流向调节装置调节气流流向后，从所述气流出口以不同的路径流向所述冷却炉的横断面，使得位于所述冷却炉横断面上方的烧结矿冷却。

本发明提供的冷却炉供气装置，其具有向冷却炉提供引入的循环气体的上气室和下气室，在下气室安装十字风道并在十字风道上连通可向冷却炉横断面方向输送循环气体的风管，并在供气装置中安装气流流向调节装置，在向上气室和下气室中通入用于冷却烧结矿的循环气体时，下气室中的循环气体依次通过十字风道、风管向上气室的气流出口即冷却炉横断面方向流动，供气装置内的气流流向调节装置将不同方向流入的循环气体流向调节后以相同的方向、不同的路径流向冷却炉的横断面，这样增大了向冷却炉的横断面与循环气体的接触面积，即增大了循环气流流经的冷却炉横截面的面积，从而使得冷却炉均匀冷却，提高了冷却的效率。

附图说明

图1为本发明提供的冷却炉供气装置的剖视图；

图2为本发明提供的风管的俯视图。

图中：1-上气室、11-上锥斗内部、12-上锥斗外部、13-搁挡板、10-内壁、2-下气室、21-下锥斗外部、22-下锥斗内部、23-气流流动口、3-十字风道、31-导风装置、4-风管、41-第一风管、42-第二风管、421-第二风管圆环口、43-第三风管、431-第三风管圆环口、5-风帽、51-第一风帽、52-第二风帽、53-第三风帽、54-钢板、6-导风板、7-上锥斗、8-下锥斗、9-风环。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

请参照图1，本发明提供一种烧结矿竖式冷却炉供气装置，从上至下包括上气室1与下气室2，上气室1与下气室2皆为圆柱形，上气室1位于烧结矿冷却炉下方，上气室1的上表面设有气流出口(未图示)，或者去除上气室1的上表面，使整个空缺的上表面形成气流出口，该气流出口对应于冷却炉的横断面对应。

上气室1和下气室2内皆布置有倒置的锥斗，锥斗内表面铺设抗磨铸铁板，使其具有较强的耐磨性。在锥斗外部与上气室1和下气室2的内壁之间设置搁挡板13，该隔挡板13将上气室1与下气室2隔绝，仅在隔挡板13上开设若干个气流流动口23，使得在锥斗外部，下气室2的气体能够通过该气流流动口23进入上气室1内。

锥斗由下部的下锥斗8和套插在下锥斗8上方的上锥斗7组成，上锥斗7位于上气室1内，下锥斗8大部分位于下气室2内，剩余的部分位于上气室1内，上锥斗7和下锥斗8为倒置的圆台形，也即上表面的面积大于下表面的面积。在下气室2内，下锥斗8的轴线与下气室2的轴线重合，下锥斗8的锥面将下气室2内隔成两部分，分别为下锥斗外部21和下锥斗内部22，下气室2的气流入口(未图示)位于下锥斗外部21的下气室2的内壁10上，下锥斗8用于将下气室2中下锥斗内部22与下锥斗外部21隔绝。上气室1由上锥斗7和下锥斗8的上部隔绝形成上锥斗内部11和上锥斗外部12，上气室1内的气流入口位于上锥斗外部12内.

在上锥斗外部12和下锥斗外部21以及上气室1和下气室2中皆有气流入口(未图示)，通常上述气流入口皆位于上气室1和下气室2的靠近底部的内壁10上，从该气流入口通入用于冷却烧结矿的循环气体。

下锥斗8的延伸至上气室1内，在上气室1内的上锥斗7套插在下锥斗8上，也就是说，上锥斗7的底部位于下锥斗8内，在该处，上锥斗7的外表面与下锥斗8的内表面相对，因此该处形成了风环9，位于锥斗外部的气体可通过风环9进入锥斗内部。

在下气室2内靠近上气室1的位置安装有十字风道3，该十字风道3位于下气室2的中央，十字风道3由四个风道组成“十”字形状(或者说由两根管道相互交叉形成)，四个风道在交叉处相互连通，该十字风道3的四个风道贯穿下锥斗8，也就是说四个风道皆从下锥斗内部22穿出下锥斗8的侧壁并延伸至下锥斗外部21，则从下气室2底部通入的循环气体从穿出下锥斗8侧壁的四个风道道口进入十字风道3内部。

在四个风道的入口处设置导风装置31，较佳地，进入下气室2内的循环气体通过十字风道3四个入口处的导风装置31后进入十字风道3内，导风装置31用于将进入十字风道3四个入口处的气体导向十字风道3的交叉处。

十字风道3的交叉处向上连通着风管4，进入十字风道3内的循环气体向上进入风管4。

较佳地，请参照图2，风管4由三个直径不同的单节风管套叠形成，从外向内分别为第三风管43、第二风管42和第一风管41，这三个风管4的直径逐渐减小，但这个三个风管4的出风口(即上管口)所在的高度却逐渐递增，第三风管43的出风口位于下气室2内，第二风管42的出风口位于上气室1内，第一风管41的出风口位于上气室1内且高度高于第二风管42的出风口，第二风管42的管道本身占据了第三风管43的部分出风口，形成了第三风管圆环口431，进入第三风管43的气体部分通过第三风管圆环口431流出第三风管43。

第二风管42的出风口也被第一风管41管道自身占据了部分，形成了第二风管圆环口421，进入第二风管42的循环气体部分从该第二风管圆环口421流出。

而由于第一风管41的出风口未被任何管道阻挡，则进入第一风管41内的气体全部从第一风管41的出风口流出。

较佳地，为了调节从第三风管圆环口431、第二风管圆环口421以及第一风管41的上表面流出的循环气体的流向，在第三风管圆环口431、第二风管圆环口421以及第一风管41的上方设置风帽5，在第一风管41上方设置的风帽为第一风帽51，其为圆锥状，从第一风管41上表面流出的循环气体遇到第一风帽51的阻挡后，向第一风帽51两侧流出。同理，第二风管圆环口421的流出口上方也设置了第二风帽52，第二风帽52为圆台状，第三风管圆环口431的流出口上方设置了第三风帽53，第三风帽53也为圆台状，则第二风管圆环口421内流出的循环气体被第二风帽52改变了流向，第三风管圆环口431内流出的循环气体被第三风帽53改变了流向，由于第一风管41、第二风管42和第三风管43直径递增，且第三风管圆环口431、第二风管圆环口421以及第一风管41的出风口皆处于不同的高度，第三风帽53下底面的直径远大于第二风帽52下底面的直径，第二风帽52下底面的直径也大于第一风帽52下底面的直径，且三者的高度不相同，因此从第三风管圆环口431、第二风管圆环口421以及第一风管41的出风口三处流出的循环气体分别被第一风帽51、第二风帽52以及第三风帽53改变了流向后具有不同的流经路线，因此增大了循环气体在冷却炉横断面流经的面积。

上述所有原位于下气室2并通过风管4进入上气室1内的循环气体皆位于上锥斗内部11内。而上气室1内原有的从气流入口进入上气室1的循环气体位于上锥斗外部12，但由于上锥斗7套插在上锥斗8上，使得上锥斗7和下锥斗8之间形成了风环9，使得位于上气室1内的循环气体可通过风环9进入上锥斗内部11内。

较佳地，在第一风帽51、第二风帽52和第三风帽53下方均设置有围成圆柱形的钢板54，在每个钢板54的内表面上均匀焊接有若干个导风板6，。从俯视的角度来说，钢板54围成的圆柱形的直径小于每个对应的风帽5的直径。

这样，在下气室2内，进入十字风道3内部分循环气体从第三风管圆环口431流进下锥斗内部22内，该部分循环气体被第三风帽53下方的导风板6调节了流向后遇到第三风帽53，由于第三风帽53的阻挡，该循环气体被第三风帽53改变了气流流向，由第三风帽53四周流出，进入上气室1内。

在上气室1内，进入十字风道3内部分循环气体从第二风管圆环口421内流出，该部分循环气体被第二风帽52下方的导风板6调节了流向后，向上流动直至遇到第二风帽52，由于第二风帽52的阻挡，导致该部分循环气体改变了气流的流向，从第二风帽52四周流出，向上流向冷却炉横断面。

同理，进入十字风道3内部分循环气体从第一风管41出风口流出，该部分循环气体遇到第一风帽51下方的导风板6被其调节了流向后，继续向上流动直至遇到了第一风帽51，在第一风帽51的阻挡下，该部分循环气体从第一风帽51的周围流出，继续向上流向冷却炉横断面。

本发明还提供一种使用如上所述的烧结矿竖式冷却炉供气装置的供气方法，具体如下：

步骤一：将用于冷却烧结矿的循环气体从上气室1和下气室2靠近底部的气流入口通入上气室1和下气室2内，此时循环气体皆位于上锥斗外部12和下锥斗外部21；

步骤二：此时位于下气室2内且位于下锥斗外部21的循环气体部分通过气流流动口23进入上气室1内的上锥斗外部12内，另外一部分循环气体通过十字风道3的风道口上的气流流向调节器流进十字风道3内；

步骤三：进入十字风道3内的循环气体向上流动，部分循环气体从第三风管圆环口431流出，被第三风帽53下方的导风板6调节了流向后，向上流动直至遇到了第三风帽53，在第三风帽53在阻挡下，向第三风帽53四周流出然后流向冷却炉横断面；部分循环气体从第二风管圆环口421流出，被第二风帽52下方的导风板6调节了流向后，向上流动直至遇到了第二风帽52，在第二风帽52的阻挡下，向第二风帽52四周流出然后流向冷却炉横断面；最后剩余部分的循环气体从第一风管41的出风口也即上管口流出，被第一风帽51下方的导风板6调节了流向后，向上流动直至遇到了第一风帽51，在第一风帽51的阻挡下，向第一风帽51四周流出然后流向冷却炉横断面；由于风帽5和导风板6对循环气体流向的调节，使得每一个单节风管上流出的循环气体皆沿着不同的路径向冷却炉横断面流动，这样增大了循环气体在冷却炉横断面上的流经面积，使得冷却炉横断面均匀冷却。

本发明对上述实施例进行了描述，但本发明不仅限于上述实施例。显然本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种烧结矿竖式冷却炉供气装置，其特征在于，包括：

一上气室，具有气流出口，所述气流出口对应所述冷却炉的横断面；

一下气室，位于所述上气室下方，所述下气室内安装有十字风道，所述十字风道连通着向所述气流出口方向延伸的风管；

所述上气室和所述下气室皆具有气流入口，使得气体从所述气流入口进入所述上气室和所述下气室内；

还包括一气流流向调节装置，用于使所述上气室和所述下气室内的气体通过不同路径流向所述气流出口，增大气体与冷却炉横断面的接触面积。

2.如权利要求1所述的烧结矿竖式冷却炉供气装置，其特征在于，所述气流流向调节装置包括位于供气装置内的锥斗，所述锥斗从下至上包括下锥斗和套插在所述下锥斗上方的上锥斗，所述上锥斗和所述下锥斗的轴线方向与所述上气室和所述下气室的高度方向平行，所述上锥斗和所述下锥斗皆两个底面上皆具有开口，所述上锥斗的一个所述底面上的所述开口对应所述冷却炉横断面。

3.如权利要求2所述的烧结矿竖式冷却炉供气装置，其特征在于，所述十字风道由两根管道交叉拼接成“十”字形状，两根所述管道之间在交叉处相互连通，每根所述管道从所述下锥斗的外表面的一侧穿入所述下锥斗内并延伸，直至从所述下锥斗的外表面的另一侧穿出。

4.如权利要求3所述的烧结矿竖式冷却炉供气装置，其特征在于，所述风管在所述交叉处与两根所述管道皆连通。

5.如权利要求3所述的烧结矿竖式冷却炉供气装置，其特征在于，每根所述管道的两端具有管道口，所述管道口内具有导风装置。

6.如权利要求2所述的烧结矿竖式冷却炉供气装置，其特征在于，所述上气室与所述下气室皆具有内壁，所述气流入口位于所述内壁上。

7.如权利要求6所述的烧结矿竖式冷却炉供气装置，其特征在于，所述上气室与所述下气室之间具有气流流动口，所述下气室内的气体通过所述气流流动口进入所述上气室内，所述气流流动口位于所述锥斗和所述内壁之间。

8.如权利要求2所述的烧结矿竖式冷却炉供气装置，其特征在于，所述上锥斗与所述下锥斗倒置。

9.如权利要求2所述的烧结矿竖式冷却炉供气装置，其特征在于，所述上锥斗套插在所述下锥斗内使得所述上锥斗和所述下锥斗之间形成了周边风环，所述锥斗外的气体通过所述周边风环进入所述锥斗内，所述周边风环位于所述上气室内。

10.如权利要求1所述的烧结矿竖式冷却炉供气装置，其特征在于，所述气流流向调节装置还包括位于所述风管上方的风帽。

11.如权利要求10所述的烧结矿竖式冷却炉供气装置，其特征在于，所述风帽为圆台形。

12.如权利要求10所述的烧结矿竖式冷却炉供气装置，其特征在于，所述风管与所述风帽之间设置有导风板。

13.如权利要求10所述的烧结矿竖式冷却炉供气装置，其特征在于，所述风管由若干个直径逐渐减小的单节风管套叠而成，每个所述单节风管两端皆具有管口，包括位于上端的上管口和位于下端的下管口，所述单节风管的直径与所述单节风管的所述上管口所在的高度成反比，气体从所述下管口进入所述单节风管并从所述上管口流出所述单节风管，每个所述单节风管上方皆设有所述风帽。

14.一种使用如权利要求1所述的烧结矿竖式冷却炉供气装置的供气方法，其特征在于，将循环气体从所述上气室和所述下气室的所述气流入口通入所述上气室和所述下气室内，所述下气室内的所述循环气体通过所述十字风道进入所述风管并沿所述风管向所述气流出口方向流动，所述上气室内的所有所述循环气体和通过所述风管向所述气流出口方向流动的所述循环气体通过所述气流流向调节装置调节气流流向后，从所述气流出口以相异的路径流向所述冷却炉的横断面，使得位于所述冷却炉横断面上方的烧结矿冷却。