CN109269307B - 一种烧结矿全封闭竖式风冷却窑及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种烧结矿全封闭竖式风冷却窑及其工作方法，属于冶金生产技术领域，装置包括冷却窑体，冷却窑体内部中空，冷却窑体包括上料区和冷却区；冷却窑体上设有至少两个冷风单元，冷却窑体上端设有上料封仓，冷却窑体内部设有热风散热单元，热风散热单元贯穿冷却窑体；冷风单元包括冷风入口风管和冷风篦条组，冷风篦条组位于冷风入口风管与冷却窑体连接处；热风散热单元包括热风出口风管、热风容置柱和热风篦条组，热风容置柱位于冷却窑体内部，热风出口风管与冷却窑体相连，热风篦条组位于热风容置柱上。本发明实现了烧结矿的全封闭冷却，简化了设备结构，具有投资省、运行可靠的优势，降低了工人强度，改善了现场环境，提高了工作效率。

Description

一种烧结矿全封闭竖式风冷却窑及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种烧结矿全封闭竖式风冷却窑及其工作方法，属于冶金生产技术领域。

背景技术

冷却工序是烧结矿生产的关键工序，冷却设备的设计、材料和工艺决定了冷却工序的综合性能。目前的烧结矿冷却设备主流是采用环冷机，热烧结矿先在环冷机台车均匀布料，通过台车旋转，将热烧结矿依次通过各个冷却段，通常分为4段，实现热烧结矿冷却。在台车旋转运行过程中，台车之间及台车和冷却风箱之间存在较大的漏风面，造成冷却风大量泄漏，漏风率普遍在40％左右。现传统烧结环冷机存在着因漏风率高、余热利用率低、热烧结矿冷却能耗高、扬尘量大现场环境恶劣、工人劳动强度大、粉尘污染严重等突出缺陷，且设备结构复杂、故障率高及使用维护成本高，随着冶金行业节能减排的不断需求和环保压力的不断加强，新型烧结矿冷却设备的开发和利用越来越得到人们的重视。

因此，为解决上述问题，降低工人劳动强度和生产成本，改善工作环境及减少污染，急需开发一种用于热烧结矿冷却的新型设备。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种烧结矿全封闭竖式风冷却窑。

本发明还提供上述竖式风冷却窑的工作方法。

本发明的技术方案如下：

一种烧结矿全封闭竖式风冷却窑，包括冷却窑体，冷却窑体内部中空，冷却窑体包括上料区和冷却区；

冷却窑体上设有至少两个冷风单元，冷却窑体上端设有上料封仓，冷却窑体内部设有热风散热单元，热风散热单元贯穿冷却窑体；

冷风单元包括冷风入口风管和冷风篦条组，冷风篦条组位于冷风入口风管与冷却窑体连接处；热风散热单元包括热风出口风管、热风容置柱和热风篦条组，热风容置柱位于冷却窑体内部，热风出口风管与冷却窑体相连，热风篦条组位于热风容置柱上。

烧结矿从顶部进入到上料封仓处，并从冷却窑体与热风散热单元之间的空间下落，冷风从冷风入口风管进入到冷却窑体内部，与烧结矿进行热交换，冷风和热烧结矿换热后，热风经热风篦条组和热风出口管道排出，烧结矿从冷却窑体底部排出，实现热烧结矿的冷却。

根据本发明优选的，冷却窑体、热风容置柱均为中空矩形柱或圆形柱或菱形柱或多边形柱，冷风入口风管的轴线和热风出口风管的轴线互相垂直。热风散热单元位于冷却窑体内部、并贯穿冷却窑体，热风散热单元与冷风单元呈九十度穿插设置。

根据本发明优选的，冷却窑体底部设有卸料仓，卸料仓位于冷却窑体底部边缘与热风容置柱底部边缘之间以及热风容置柱底部。

根据本发明优选的，热风容置柱顶部设有分料器，分料器的竖截面为三角形。

进一步优选的，分料器底部与上料封仓底部位于同一水平面。烧结矿填充到上料封仓区域内，分料器用于将烧结矿分至两边，避免烧结矿在热风容置柱顶部堆积。

根据本发明优选的，冷风篦条组中的篦条与水平面呈夹角倾斜设置，与冷风入口风管相近的篦条水平位置高于与冷却窑体内部相近的篦条水平位置。篦条有斜度，使冷风向下进入。

进一步优选的，篦条的倾斜夹角为25-35度，再优化选取角度为30度。

根据本发明优选的，热风容置柱内部设有分区隔板，分区隔板包括对称设置的两个倾斜导板。冷风与烧结矿换热后高温空气，会夹带一定量的粉尘颗粒，进入热风篦条组内的小颗粒烧结矿经分区隔板开口逐级下落至底部卸料仓单独卸出，避免小颗粒烧结矿在热风篦条组和热风管道内堆积。

根据本发明优选的，冷风入口风管与热风出口风管的数量相同，并以烧结设计手册为规范按风速优化流通面积，在阻力最小化的前提下，使风量输入输出平衡。

进一步优选的，分区隔板所在的水平面位于相邻两个热风出口风管之间。避免高低温空气混合降低高温烟气的温度，影响余热回收系统的效率。

根据本发明优选的，上料封仓的高度为1.5m至2m。烧结矿填充到该区域，形成一定厚度的料层，从而利用该料层厚度实现上部冷却风的密封。

一种利用上述烧结矿全封闭竖式风冷却窑的工作方法，包括步骤如下：热烧结矿输送到冷却窑体上方，并在上料封仓内形成一定厚度的料层，上料封仓下部的烧结矿经分料器分别进入冷却窑体与热风散热单元之间的空间，冷却风经冷却风入口风管和冷风篦条组进入，冷风和热烧结矿换热后，热风经热风篦条组和热风出口风管排出，实现热烧结矿的冷却和余热回收。

本发明的有益效果在于：

本发明的技术方案充分利用现有环冷机冷却原理、流场分布、设计规范和台车结构形状进行重新改造，在本装置框架结构上设置两区多段冷却区，并借鉴球团竖炉的炉型结构，实现能在全封闭条件下冷却烧结矿，漏风率可以控制在5％以内，该漏风率的实现，可在较大程度上降低烧结矿冷却工序能消，并杜绝二次扬尘极大地改善工业现场环境，继而降低工人的劳动强度和劳动条件。在封闭条件下冷却风可以更充分与烧结矿换热，提升烧结余热回收效率，提高风温为烧结烟气脱硝提供热源需要的温度。烧结矿全封闭竖式风冷却窑本体无运动部件，与环冷机相比极大地简化了设备结构，具有投资省、运行可靠的优势，可进一步降低烧结矿冷却工序成本。

附图说明

图1为本发明所述烧结矿全封闭竖式风冷却窑整体示意图；

图2为本发明所述烧结矿全封闭竖式风冷却窑的俯视图；

图中：1、上料封仓，2、冷风入口风管，3、冷风篦条组，4、分区隔板，5、卸料仓，6、分料器，7、热风篦条组，8、热风出口风管，9、热风容置柱。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是一部分实施例，而不是全部的实施例。基于中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于保护的范围。

实施例1：

一种烧结矿全封闭竖式风冷却窑，包括冷却窑体，冷却窑体内部中空，冷却窑体包括上料区和冷却区；冷却窑体上设有八个冷风单元，如图1所示，在冷却窑体左右对称各设置四个，冷却窑体上端设有上料封仓1，冷却窑体内部设有热风散热单元，热风散热单元贯穿冷却窑体。

冷风单元包括冷风入口风管2和冷风篦条组3，冷风篦条组3位于冷风入口风管2与冷却窑体连接处；热风散热单元包括热风出口风管8、热风容置柱9和热风篦条组7，热风容置柱9位于冷却窑体内部，热风出口风管8与冷却窑体相连，热风篦条组7位于热风容置柱9上。篦条材质可以为耐热铸钢、球磨制铁、陶瓷等耐热耐磨所有材料。

冷风入口风管2与热风出口风管8的数量相同，并以烧结设计手册为规范按风速优化流通面积，使风量输入输出平衡，且阻力最小化。冷风热风形成风道进出口。

烧结矿从顶部进入到上料封仓处，并从冷却窑体与热风散热单元之间的空间下落，冷风从冷风入口风管进入到冷却窑体内部，与烧结矿进行热交换，冷风和热烧结矿换热后，热风经热风篦条组和热风出口管道排出，烧结矿从冷却窑体底部落出，实现热烧结矿的冷却和余热回收。

热风容置柱为固定热风篦条组所用，结构为中空柱，热风容置柱上部属于高温段(上方两个热风出口风管段区)，属于高温段的热风容置柱柱体内部增加设置水冷或风冷冷却方式，避免热风容置柱柱体温度过高。冷风入口风管的轴线和热风出口风管的轴线互相垂直。热风散热单元位于冷却窑体内部、并贯穿冷却窑体，如图2所示，热风散热单元与冷风单元呈九十度穿插设置，热烧结矿从顶部进入后，走向图2中冷却窑体内部左右两边的空间内。

本实施例中，按日处理热烧结矿7200吨计算，上料封仓的高度为2m，以形成该厚度的料层，料层的宽度为5m，冷却窑体的尺寸5m×5m×12m(长、宽、高)。

本实施例中进风口为左右对称各4个，此时烧结矿用量为7200t/d。

实施例2：

一种烧结矿全封闭竖式风冷却窑，其结构如实施例1所述，所不同的是，冷却窑体底部设有卸料仓，卸料仓位于冷却窑体底部边缘与热风容置柱底部边缘之间以及热风容置柱底部。

实施例3：

一种烧结矿全封闭竖式风冷却窑，其结构如实施例1所述，所不同的是，热风容置柱顶部设有分料器，分料器的竖截面为三角形。

实施例4：

一种烧结矿全封闭竖式风冷却窑，其结构如实施例3所述，所不同的是，分料器底部与上料封仓底部位于同一水平面。烧结矿填充到上料封仓区域内，分料器用于将烧结矿分至两边，避免烧结矿在热风容置柱顶部堆积。

实施例5：

一种烧结矿全封闭竖式风冷却窑，其结构如实施例1所述，所不同的是，冷风篦条组中的篦条与水平面呈夹角倾斜设置，篦条的倾斜夹角为30度，与冷风入口风管相近的篦条水平位置高于与冷却窑体内部相近的篦条水平位置。篦条有斜度，使冷风向下进入。

实施例6：

一种烧结矿全封闭竖式风冷却窑，其结构如实施例1所述，所不同的是，热风容置柱内部设有分区隔板，分区隔板包括对称设置的两个倾斜导板。风与烧结矿换热后温度升高，会夹带粉尘颗粒，进入热风篦条组内的小颗粒烧结矿经分区隔板开口逐级下落至底部，避免小颗粒烧结矿在热风篦条组和热风管道内堆积和不同温度的热风混合，降低高温热风品质。分区隔板所在的水平面位于相邻两个热风出口风管之间。

实施例7：

一种烧结矿全封闭竖式风冷却窑的工作方法，装置结构如实施例1所述，包括步骤如下：热烧结矿输送到冷却窑体上方，并在上料封仓内形成一定厚度的料层，上料封仓下部的烧结矿经分料器分别进入冷却窑体与热风散热单元之间的空间，冷却风经冷却风入口风管和冷风篦条组进入，冷风和热烧结矿换热后，热风经热风篦条组和热风出口风管排出，实现热烧结矿的冷却。整个冷却过程中漏风率不超过5％。

实施例8：

一种烧结矿全封闭竖式风冷却窑，其结构如实施例1所述，所不同的是，冷却窑体、热风容置柱均为圆形柱，以保证其结构强度和刚度。

实施例9：

一种烧结矿全封闭竖式风冷却窑，其结构如实施例1所述，所不同的是，冷却窑体、热风容置柱均为多边形柱。

实施例10：

一种烧结矿全封闭竖式风冷却窑，其结构如实施例5所述，所不同的是，篦条的倾斜夹角为25度。

实施例11：

一种烧结矿全封闭竖式风冷却窑，其结构如实施例5所述，所不同的是，篦条的倾斜夹角为35度。

实施例12：

一种烧结矿全封闭竖式风冷却窑，其结构如实施例1所述，所不同的是，上料封仓的高度为1.5m。

对比例1

现有的环冷机的结构为，环冷机台车安装在环冷机环形轨道上，该台车承载热烧结矿在环形轨道上运行，依次通过在台车下方设置风箱，冷却风通过风箱和环冷机台车下表面蓖条组穿透热烧结矿层，实现热烧结矿的冷却和余热回收，环冷机的结构形式决定了，在做环形运动的台车和固定不动的风箱之间存在一个巨大的动静密封面，且该密封面工作环境极其恶劣，高温、高粉尘导致该密封面频繁失效，造成冷却风大量泄漏，漏风率高达40％。

实验例

利用本实施例1的装置结构和实施例7的方法，进行实际生产作业，与利用对比例1所述的设备进行冷却作业，在同样的烧结矿用量7200t/d下，可得以下分析数据：

表1冷却作业数据对比

从上述可看出，本发明的设备冷却效果达标，漏风率大大下降，能耗降低。采用本发明实现能在全封闭条件下冷却烧结矿，漏风率可以控制在5％以内，该漏风率的实现，可在较大程度上降低烧结矿冷却工序能消，并杜绝二次扬尘极大地改善工业现场环境，继而降低工人的劳动强度和劳动条件。

尽管已经示出和描述了的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种烧结矿全封闭竖式风冷却窑，其特征在于，包括冷却窑体，冷却窑体内部中空，冷却窑体包括上料区和冷却区；

冷却窑体上设有至少两个冷风单元，冷却窑体上端设有上料封仓，冷却窑体内部设有热风散热单元，热风散热单元贯穿冷却窑体；

冷风单元包括冷风入口风管和冷风篦条组，冷风篦条组位于冷风入口风管与冷却窑体连接处；热风散热单元包括热风出口风管、热风容置柱和热风篦条组，热风容置柱位于冷却窑体内部，热风出口风管与冷却窑体相连，热风篦条组位于热风容置柱上；热风容置柱顶部设有分料器，分料器的竖截面为三角形；热风容置柱内部设有分区隔板，分区隔板包括对称设置的两个倾斜导板；

冷却窑体、热风容置柱均为中空矩形柱或圆形柱或菱形柱或多边形柱，冷风入口风管的轴线和热风出口风管的轴线互相垂直；

冷却窑体底部设有卸料仓，卸料仓位于冷却窑体底部边缘与热风容置柱底部边缘之间以及热风容置柱底部。

2.根据权利要求1所述的烧结矿全封闭竖式风冷却窑，其特征在于，分料器底部与上料封仓底部位于同一水平面。

3.根据权利要求1所述的烧结矿全封闭竖式风冷却窑，其特征在于，冷风篦条组中的篦条与水平面呈夹角倾斜设置，与冷风入口风管相近的篦条水平位置高于与冷却窑体内部相近的篦条水平位置；篦条的倾斜夹角为25-35度。

4.根据权利要求3所述的烧结矿全封闭竖式风冷却窑，其特征在于，倾斜夹角为30度。

5.根据权利要求1所述的烧结矿全封闭竖式风冷却窑，其特征在于，冷风入口风管与热风出口风管的数量相同。

6.根据权利要求5所述的烧结矿全封闭竖式风冷却窑，其特征在于，分区隔板所在的水平面位于相邻两个热风出口风管之间。

7.根据权利要求1所述的烧结矿全封闭竖式风冷却窑，其特征在于，上料封仓的高度为1.5m至2m。

8.一种利用权利要求1所述烧结矿全封闭竖式风冷却窑的工作方法，包括步骤如下：热烧结矿输送到冷却窑体上方，并在上料封仓内形成一定厚度的料层，上料封仓下部的烧结矿经分料器分别进入冷却窑体与热风散热单元之间的空间，冷却风经冷却风入口风管和冷风篦条组进入，冷风和热烧结矿换热后，热风经热风篦条组和热风出口风管排出，实现热烧结矿的冷却和余热回收。