CN107557509A - 一种立式冷却装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种立式冷却装置(1)，包括立式冷却筒(2)，立式冷却筒(2)的顶部设有进料口(4)，立式冷却筒(2)的底部设有出料口(5)，其特征在于：立式冷却筒(2)的外围设有冷却套(3)，冷却套(3)和立式冷却筒(2)之间设有空隙或间隙(301)。一种冷却效率高、冷却效果好、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及其使用方法。
Description
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。
作为优选，立式冷却筒还包括进风装置。进风装置通过进风支管与冷却风进风口连接。优选进风装置为环形布管式进风装置。“环形布管”，即将管道围绕本体装置做环形布置，这是工业炉窑在设计进风口经常用到的一种布管结构技术。
根据本发明提供的第二种实施方案，提供一种立式冷却装置的使用方法：
一种立式冷却装置的使用方法，该方法包括以下步骤：
(1)直接还原铁物料从进料口进入立式冷却筒内，同时，冷却风通过进风装置从冷却风进风口进入立式冷却筒，物料与冷却风接触换热，物料进入立式冷却筒下部，物料从出料口排出，冷却风与物料换热后从冷却风出风口排出；
(2)冷却水从冷却套上部进水口(或冷却套下部进水口)进入冷却套，冷却水在肋片的引导下，围绕立式冷却筒外侧流动，对筒壁进行冷却换热，冷却水从水冷套下部出水口(或水冷套上部出水口)排出；或
风冷套冷却风从风冷套上部进风口(或风冷套下部进风口)进入冷却套，风冷套冷却风在肋片的引导下，围绕立式冷却筒外侧流动，对筒壁进行冷却换热，从风冷套下部出风口(或风冷套上部出风口)排出。
作为优选，在步骤中，物料从进料口进入，与散料装置接触，落入立式冷却筒内。
作为优选，物料经过卸料阀从出料口排出至输料机，送往后续工序。
作为优选，冷却风为不含氧气的冷却风，优选冷却风为氮气。
根据本发明提供的第三种实施方案，提供一种立式冷却装置：
一种立式冷却装置，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，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。
作为优选，立式冷却筒还包括进风装置。进风装置通过进风支管与冷却风进风口连接。优选进风装置为环形进风装置。
作为优选，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。
在本发明中，冷却套为风冷套。
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。
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。
在本发明中，肋片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。
根据本发明提供的第四种实施方案，提供一种DRI用立式水-风复合冷却装置：
一种DRI用立式水-风复合冷却装置，采用本发明第一种或第三种实施方案。
在本发明中，立式冷却筒的外直径Φ为2-10m，优选3-8m。筒体的高度(即从进口到出口之间高度差)为6-25m，优选10-20m，如15m。
在本发明中，冷却套和立式冷却筒之间设有空隙或间隙，空隙或间隙的宽度为100-500mm。
在本发明中，冷却套和立式冷却筒之间可以通入空气或其他气体，也可以采用水作为冷却介质。通入空隙或间隙中的空气(或其他气体)可以上进下出。也可以下进上出；即空气(或其他气体)可以由冷却套下方的进风口进入空隙或间隙，从冷却套上方的出风口排出，也可以由冷却套上方的进风口进入空隙或间隙，从冷却套下方的出风口排出。同理，通入空隙或间隙中的水可以上进下出。也可以下进上出；即水可以由冷却套下方的进水口进入空隙或间隙，从冷却套上方的出水口排出，也可以由冷却套上方的进水口进入空隙或间隙，从冷却套下方的出水口排出。
本发明装置采用立式结构，上端进料、下端排料，并通过在进料口设置散料装置，优选带有通气孔的伞状结构，使得物料分散进入冷却筒内，同时在散料过程中冷却风可以从上而下穿过通气孔与伞面物料换热。
此外，本发明装置在原有水冷方式基础上加入风冷，实现复合换热。本发明装置在立式冷却筒的外侧设置水冷套，水冷套与冷却筒外壁之间的环形通道内灌满冷却水，并在水冷套上设置进水口，出水口，保证冷却水的循环流动。优选将进水口设在水冷套上部，出水口设在水冷套下部。优选在冷却筒外壁设置螺旋肋片，以强化冷却水与筒内物料的换热效率。
同时本发明装置在冷却筒设置进风口、出风口，优选进风口设于冷却筒下部，出风口设于冷却筒上部，冷却风吹入与物料层逆向换热，从出风口吹出。本发明装置还可采用进风装置，设有一个或多个进风支管和进风口配合(进风装置优选环形，进风支管数量可根据实际生产规模而调整)。进风口将不含氧气的冷却风(由于要防止DRI矿二次氧化，不能用空气，优选氮气)以一定压力和流速吹入冷却装置，穿过料层，与物料换热，从出风口吹出。
采用本发明方法，生产时高温物料从冷却筒上端进料口进入筒内，掉落在散料装置上被均匀散开，同时与下部吹上的冷却风接触换热，然后进入冷却筒下部堆积成料层，最后穿过卸料阀从出料口排出至输料机上，被送往后续工序。冷却水从进水口进入水冷套与冷却筒之间的环形通道内，在螺旋肋片的引导下围绕冷却筒外侧作螺旋流动，对筒壁进行冷却换热，从出水口排出。冷却风如氮气从冷却筒下部的环形进风口吹入，与料层进行逆向换热，最后从冷却筒上部的出风口吹出。
相比较现有技术，本发明技术有以下优点：
1.DRI生产规模易大型化：本发明取消了现有技术的卧式结构，改为立式结构，故不再存在大型化后托辊数量过多的问题，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，本发明的装置可根据DRI的生产规模按比例缩放。
2.冷却效率高：本发明将现有技术的外喷淋水冷却法改为了水、风复合冷却法，料层在受内部冷却风冷却的同时，还受外部冷却水的冷却，大幅提高冷却效率，强化了换热效果。
3.本发明的冷却装置，避免了物料与水直接接触，从而避免发生二次氧化，大大降低了粉化率和二次氧化率，成品率答复提高。
4.本发明的方法采用氮气作为冷却气体，利用氮气的惰性，对高温物料起到保护作用，避免二次氧化。
5、本发明将一部分物料物理显热通过气冷方式冷却，升温后的高温气体可利用余热锅炉或省煤器等装置回收利用，较现有技术而言节能效果显著；
6.本发明装置与方法在大型化、冷却效率和节能方面明显优于现有技术，且一次投入成本不高，可以预见在未来市场会广受欢迎。
附图说明
图1为本发明第一种立式冷却装置结构图；
图2为本发明第二种立式冷却装置结构图；
图3为本发明第三种立式冷却装置结构图；
图4为本发明第四种立式冷却装置结构图；
图5为本发明散料装置的主视图；
图6为本发明散料装置的俯视图；
图7为本发明进风装置的结构图(即图1中A-A的剖视图)。
附图标记：1：立式冷却装置；2：立式冷却筒；3：冷却套；301：空隙或间隙；302：水冷套上部进水口；303：水冷套下部出水口；304：水冷套下部进水口；305：水冷套上部出水口；306：风冷套上部进风口；307：风冷套下部出风口；308：风冷套下部进风口；309：风冷套上部出风口；4：进料口；5：出料口；6：冷却风进风口；7：冷却风出风口；8：肋片；9：散料装置；901：通气孔；10：卸料阀；11：输料机；12：进风装置；1201：进风支管；13：冷却风；14：冷却水；15：风冷套冷却风；16：物料。
具体实施方式
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：
一种立式冷却装置1，包括立式冷却筒2。立式冷却筒2的顶部设有进料口4。立式冷却筒2的底部设有出料口5。立式冷却筒2的外围设有冷却套3。冷却套3和立式冷却筒2之间设有空隙或间隙301。
在本发明中，冷却套3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302。水冷套的下部设有水冷套下部出水口303。
在本发明中，水冷套的下部设有水冷套下部进水口304。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306。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308，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2的下部设有冷却风进风口6。立式冷却筒2的上部设有冷却风出风口7。
作为优选，空隙或间隙301内设有肋片8。
作为优选，肋片8为螺旋肋片。
在本发明中，肋片8设置在立式冷却筒2的外壁。
在本发明中，肋片8设置在冷却套3的内壁上。
作为优选，立式冷却筒2内部，在进料口4下部设有散料装置9。优选散料装置9为伞状结构。
作为优选，伞状结构上设有通气孔901。
作为优选，出料口5上方设有卸料阀10。优选卸料阀10为双层卸料阀。
作为优选，出料口5下方设有输料机11。
作为优选，冷却风进风口6的数量为1-20个，优选为2-10个，更优选为3-8个。
作为优选，立式冷却筒2还包括进风装置12。进风装置12通过进风支管1201与冷却风进风口6连接。优选进风装置12为环形进风装置。
根据本发明提供的第二种实施方案，提供一种立式冷却装置的使用方法：
一种立式冷却装置的使用方法，该方法包括以下步骤：
(1)物料16从进料口4进入立式冷却筒2内，同时，冷却风13通过进风装置12从冷却风进风口6进入立式冷却筒2，物料16与冷却风13接触换热，物料16进入立式冷却筒2下部，物料16从出料口5排出，冷却风13与物料16换热后从冷却风出风口7排出；
(2)冷却水14从冷却套上部进水口302(或冷却套下部进水口304)进入冷却套3，冷却水14在肋片8的引导下，围绕立式冷却筒2外侧流动，对筒壁进行冷却换热，冷却水14从水冷套下部出水口303(或水冷套上部出水口305)排出；或
风冷套冷却风15从风冷套上部进风口306(或风冷套下部进风口308)进入冷却套3，风冷套冷却风15在肋片8的引导下，围绕立式冷却筒2外侧流动，对筒壁进行冷却换热，从风冷套下部出风口307(或风冷套上部出风口309)排出。
作为优选，在步骤1中，物料16从进料口4进入，与散料装置9接触，落入立式冷却筒2内。
作为优选，物料16经过卸料阀10从出料口5排出至输料机11，送往后续工序。
作为优选，冷却风13为不含氧气的冷却风，优选冷却风13为氮气。
根据本发明提供的第三种实施方案，提供一种立式冷却装置：
一种立式冷却装置1，包括立式冷却筒2。立式冷却筒2的顶部设有进料口4。立式冷却筒2的底部设有出料口5。立式冷却筒2的下部设有冷却风进风口6。立式冷却筒2的上部设有冷却风出风口7。
作为优选，冷却风进风口6的数量为1-20个，优选为2-10个，更优选为3-8个。
作为优选，立式冷却筒2还包括进风装置12。进风装置12通过进风支管1201与冷却风进风口6连接。优选进风装置12为环形进风装置。
作为优选，立式冷却筒2的外围设有冷却套3。冷却套3和立式冷却筒2之间设有空隙或间隙301。
在本发明中，冷却套3为水冷套。
在本发明中，冷却套3为风冷套。
在本发明中，水冷套的上部设有水冷套上部进水口302。水冷套的下部设有水冷套下部出水口303。
在本发明中，水冷套的下部设有水冷套下部进水口304。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306。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308，风冷套的上部设有风冷套上部出风口。
作为优选，空隙或间隙301内设有肋片8。
作为优选，肋片8为螺旋肋片。
在本发明中，肋片8设置在立式冷却筒2的外壁。
在本发明中，肋片8设置在冷却套3的内壁上。
作为优选，立式冷却筒2内部，在进料口4下部设有散料装置9。优选散料装置9为伞状结构。
作为优选，伞状结构上设有通气孔901。
作为优选，出料口5上方设有卸料阀10。优选卸料阀10为双层卸料阀。
作为优选，出料口5下方设有输料机11。
根据本发明提供的第四种实施方案，提供一种DRI用立式水-风复合冷却装置：
一种DRI用立式水-风复合冷却装置，采用本发明第一种或第三种实施方案。
实施例1
如图1所示，一种立式冷却装置1，包括立式冷却筒2。立式冷却筒2的顶部设有进料口4。立式冷却筒2的底部设有出料口5。立式冷却筒2的外围设有冷却套3。冷却套3和立式冷却筒2之间设有空隙或间隙301。冷却套3为水冷套。水冷套的上部设有水冷套上部进水口302。水冷套的下部设有水冷套下部出水口303。空隙或间隙301内设有肋片8。肋片8为螺旋肋片。肋片8设置在立式冷却筒2的外壁。立式冷却筒的外直径Φ为8m。筒体的高度(即从进口到出口之间高度差)为18m。
使用本装置冷却直接还原铁，由950℃-1000℃冷却到50℃需要50-60min。
使用本装置冷却直接还原铁，平均每冷却1吨DRI大约可余热发电10-14度。
实施例2
如图2所示，重复实施例1，只是冷却套3为另一种水冷套设计，其中水冷套的下部设有水冷套下部进水口304。水冷套的上部设有水冷套上部出水口。立式冷却筒的外直径Φ为6m。筒体的高度(即从进口到出口之间高度差)为15m。
使用本装置冷却直接还原铁，由950℃-1000℃冷却到50℃需要60-90min。
实施例3
如图3所示，重复实施例1，只是冷却套3为风冷套。风冷套的上部设有风冷套上部进风口306。风冷套的下部设有风冷套下部出风口。立式冷却筒的外直径Φ为7m。筒体的高度(即从进口到出口之间高度差)为16m。
使用本装置冷却直接还原铁，由950℃-1000℃冷却到50℃需要90-110min。
实施例4
如图4所示，重复实施例1，只是冷却套3为风冷套。风冷套的下部设有风冷套下部进风口308，风冷套的上部设有风冷套上部出风口。立式冷却筒的外直径Φ为8m。筒体的高度(即从进口到出口之间高度差)为18m。
使用本装置冷却直接还原铁，由950℃-1000℃冷却到50℃需要85-105min。
实施例5
重复实施例1，只是立式冷却筒2的下部设有冷却风进风口6。立式冷却筒2的上部设有冷却风出风口7。立式冷却筒2还包括进风装置12。进风装置12通过进风支管1201与冷却风进风口6连接。进风装置12为环形进风装置。冷却风进风口6的数量为6个。立式冷却筒的外直径Φ为8m。筒体的高度(即从进口到出口之间高度差)为18m。
使用本装置冷却直接还原铁，由950℃-1000℃冷却到50℃需要85-105min。
实施例6
重复实施例5，只是肋片8设置在冷却套3的内壁上。立式冷却筒的外直径Φ为8m。筒体的高度(即从进口到出口之间高度差)为18m。
使用本装置冷却直接还原铁，由950℃-1000℃冷却到50℃需要84-103min。
实施例7
重复实施例5，只是立式冷却筒2内部，在进料口4下部设有散料装置9。优选散料装置9为伞状结构。伞状结构上设有通气孔901。出料口5上方设有卸料阀10。优选卸料阀10为双层卸料阀。出料口5下方设有输料机11。立式冷却筒的外直径Φ为8m。筒体的高度(即从进口到出口之间高度差)为18m。
使用本装置冷却直接还原铁，由950℃-1000℃冷却到50℃需要87-110min。
实施例8
重复实施例5，只是冷却风进风口6的数量为2个。立式冷却筒的外直径Φ为8m。筒体的高度(即从进口到出口之间高度差)为18m。
使用本装置冷却直接还原铁，由950℃-1000℃冷却到50℃需要83-102min。
实施例9
重复实施例5，只是冷却风进风口6的数量为10个。立式冷却筒的外直径Φ为8m。筒体的高度(即从进口到出口之间高度差)为18m。
使用本装置冷却直接还原铁，由950℃-1000℃冷却到50℃需要70-85min。
对比例1
一种立式冷却装置1，包括立式冷却筒2。立式冷却筒2的顶部设有进料口4。立式冷却筒2的底部设有出料口5。立式冷却筒2的下部设有冷却风进风口6。立式冷却筒2的上部设有冷却风出风口7。立式冷却筒2还包括进风装置12。进风装置12通过进风支管1201与冷却风进风口6连接。优选进风装置12为环形进风装置。冷却风进风口6的数量为6个。立式冷却筒的外直径Φ为8m。筒体的高度(即从进口到出口之间高度差)为18m。
使用本装置冷却直接还原铁，由950℃-1000℃冷却到50℃需要85-105min。
使用本装置冷却直接还原铁，由950℃-1000℃冷却到50℃需要110-130min。
实施例10
一种立式冷却装置的使用方法，采用实施例1的具有水冷套的装置，该方法包括以下步骤：
(1)直接还原铁物料16从进料口4进入立式冷却筒2内，同时，冷却风13通过进风装置12从冷却风进风口6进入立式冷却筒2，物料16与冷却风13接触换热，物料16进入立式冷却筒2下部，物料16从出料口5排出，冷却风13与物料16换热后从冷却风出风口7排出；
(2)冷却水14从冷却套上部进水口302进入冷却套3，冷却水14在肋片8的引导下，围绕立式冷却筒2外侧流动，对筒壁进行冷却换热，冷却水14从水冷套下部出水口303排出。
其中，在步骤(1)中，物料16从进料口4进入，与散料装置9接触，落入立式冷却筒2内。物料16经过卸料阀10从出料口5排出至输料机11，送往后续工序。冷却风13为氮气。
使用实施例1的装置冷却直接还原铁，由950℃-1000℃冷却到50℃需要50-60min。
实施例11
一种立式冷却装置的使用方法，采用实施例2的具有水冷套的装置，包括以下过程：
(1)物料16从进料口4进入立式冷却筒2内，同时，冷却风13通过进风装置12从冷却风进风口6进入立式冷却筒2，物料16与冷却风13接触换热，物料16进入立式冷却筒2下部，物料16从出料口5排出，冷却风13与物料16换热后从冷却风出风口7排出；
(2)冷却水14从冷却套下部进水口304进入冷却套3，冷却水14在肋片8的引导下，围绕立式冷却筒2外侧流动，对筒壁进行冷却换热，冷却水14从水冷套上部出水口305排出。
其中，在步骤(1)中，物料16从进料口4进入，与散料装置9接触，落入立式冷却筒2内。物料16经过卸料阀10从出料口5排出至输料机11，送往后续工序。冷却风13为氮气。
使用实施例2的装置冷却直接还原铁，由950℃-1000℃冷却到50℃需要60-90min。
实施例12
一种立式冷却装置的使用方法，采用实施例3的具有风冷套的装置，该方法包括以下步骤：
(1)直接还原铁物料16从进料口4进入立式冷却筒2内，同时，冷却风13通过进风装置12从冷却风进风口6进入立式冷却筒2，物料16与冷却风13接触换热，物料16进入立式冷却筒2下部，物料16从出料口5排出，冷却风13与物料16换热后从冷却风出风口7排出；
(2)风冷套冷却风15从风冷套上部进风口306进入冷却套3，风冷套冷却风15在肋片8的引导下，围绕立式冷却筒2外侧流动，对筒壁进行冷却换热，从风冷套下部出风口307排出。
其中，在步骤(1)中，物料16从进料口4进入，与散料装置9接触，落入立式冷却筒2内。物料16经过卸料阀10从出料口5排出至输料机11，送往后续工序。冷却风13为氮气。
使用实施例3的装置冷却直接还原铁，由950℃-1000℃冷却到50℃需要90-110min。
实施例13
一种立式冷却装置的使用方法，采用实施例3的具有风冷套的装置，该方法包括以下步骤：
(1)物料16从进料口4进入立式冷却筒2内，同时，冷却风13通过进风装置12从冷却风进风口6进入立式冷却筒2，物料16与冷却风13接触换热，物料16进入立式冷却筒2下部，物料16从出料口5排出，冷却风13与物料16换热后从冷却风出风口7排出；
(2)风冷套冷却风15从风冷套下部进风口308进入冷却套3，风冷套冷却风15在肋片8的引导下，围绕立式冷却筒2外侧流动，对筒壁进行冷却换热，从风冷套上部出风口309排出。
其中，在步骤(1)中，物料16从进料口4进入，与散料装置9接触，落入立式冷却筒2内。物料16经过卸料阀10从出料口5排出至输料机11，送往后续工序。冷却风13为氮气。
使用实施例4的装置冷却直接还原铁，由950℃-1000℃冷却到50℃需要85-105min。
Claims (14)
1.一种立式冷却装置(1)，包括立式冷却筒(2)，立式冷却筒(2)的顶部设有进料口(4)，立式冷却筒(2)的底部设有出料口(5)，其特征在于：立式冷却筒(2)的外围设有冷却套(3)，冷却套(3)和立式冷却筒(2)之间设有空隙或间隙(301)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述冷却套(3)为水冷套或风冷套。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述水冷套的上部设有水冷套上部进水口(302)，水冷套的下部设有水冷套下部出水口(303)，或
所述水冷套的下部设有水冷套下部进水口(304)，水冷套的上部设有水冷套上部出水口(305)。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述风冷套的上部设有风冷套上部进风口(306)，风冷套的下部设有风冷套下部出风口(307)，或
所述风冷套的下部设有风冷套下部进风口(308)，风冷套的上部设有风冷套上部出风口(309)。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于：立式冷却筒(2)的下部设有冷却风进风口(6)，立式冷却筒(2)的上部设有冷却风出风口(7)。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其特征在于：所述空隙或间隙(301)内设有肋片(8)；优选肋片(8)为螺旋肋片。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述肋片(8)设置在立式冷却筒(2)的外壁，或者，肋片(8)设置在冷却套(3)的内壁上。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的装置，其特征在于：在立式冷却筒(2)内的上部，在进料口(4)下部设有散料装置(9)；优选散料装置(9)为伞状结构；更优选伞状结构上设有通气孔(901)。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的装置，其特征在于：所述出料口(5)上方设有卸料阀(10)；优选卸料阀(10)为双层卸料阀；优选，出料口(5)下方设有输料机(11)。
10.根据权利要求5-9中任一项所述的装置，其特征在于：所述冷却风进风口(6)的数量为1-20个，优选为2-10个，更优选为3-8个，和/或
所述立式冷却筒(2)还包括进风装置(12)，进风装置(12)通过进风支管(1201)与冷却风进风口(6)连接，优选进风装置(12)为环形布管式进风装置。
11.一种立式冷却装置的使用方法或使用如权利要求1-10中任一项所述装置的方法，该方法包括以下步骤：
(1)物料(16)从进料口(4)进入立式冷却筒(2)内，同时，冷却风(13)通过进风装置(12)从冷却风进风口(6)进入立式冷却筒(2)内，物料(16)与冷却风(13)接触换热，物料(16)进入立式冷却筒(2)下部，物料(16)从出料口(5)排出，冷却风(13)与物料(16)换热后从冷却风出风口(7)排出；
(2)冷却水(14)从冷却套上部进水口(302)或冷却套下部进水口(304)进入冷却套(3)，冷却水(14)在肋片(8)的引导下，围绕立式冷却筒(2)外侧流动，对筒壁进行冷却换热，冷却水(14)从水冷套下部出水口(303)或水冷套上部出水口(305)排出；或
风冷套冷却风(15)从风冷套上部进风口(306)或风冷套下部进风口(308)进入冷却套(3)，风冷套冷却风(15)在肋片(8)的引导下，围绕立式冷却筒(2)外侧作螺旋状单向流动，与筒壁进行冷却换热，进而与筒壁内的物料进行非接触式换热，从风冷套下部出风口(307)或风冷套上部出风口(309)排出。
12.根据权力要求11所述的方法，其特征在于：在步骤(1)中，物料(16)从进料口(4)进入，先与散料装置(9)接触，然后落入立式冷却筒(2)内，和/或
物料(16)经过卸料阀(10)从出料口(5)排出至输料机(11)，送往后续工序。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于：所述冷却风(13)为不含氧气的冷却风，优选冷却风(13)为氮气。
14.一种DRI用立式水-风复合冷却装置，它采用权利要求1-10中任一项所述的装置。
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| CN201610503955.8A CN107557509A (zh) | 2016-06-30 | 2016-06-30 | 一种立式冷却装置及其使用方法 |
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