CN112857062A - 环冷机、烧结矿的环式冷却方法及烧结矿余热回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种环冷机、烧结矿的环式冷却方法及烧结矿余热回收系统，其包括环冷机台车、设于环冷机台车上方的环冷机上盖、设于环冷机上盖上方的热风回收罩、与热风回收罩连接并连通的管道、以及与管道连接的抽风机，环冷机台车与环冷机上盖之间密封，抽风机通过抽风使环冷机上盖内形成负压，环冷机利用环冷机上盖内的负压将冷空气从环冷机台车的底部吸入，冷空气在由下至上流经环冷机台车时冷却烧结矿并升温形成热风，热风依次流经环冷机上盖、热风回收罩、管道后由抽风机排出。本发明能有效减少无效风，提高冷却风利用率，提高环冷机的冷却效率和余热回收率。

Description

环冷机、烧结矿的环式冷却方法及烧结矿余热回收系统

技术领域

本发明涉及烧结球团冷却技术领域，尤其是一种环冷机、烧结矿的环式冷却方法及烧结矿余热回收系统。

背景技术

铁矿石烧结工艺中的冷却工序是烧结工艺生产中的重要环节，此工序通过空气与烧结矿换热，在对高温烧结矿(温度约750℃～800℃)进行冷却的过程中，将烧结矿显热置换出来，同时产生热废气，通过对这部分热废气进行热量回收，实现烧结矿显热的回收。研究表明烧结余热资源约占钢铁企业余热资源总量的13.4％，但回收率仅为24.8％，大部分烧结余热资源被浪费，因此，如何提高烧结矿冷却过程中的冷却料率和余热回收率是目前降低烧结生产工序能耗的关键问题。

目前烧结生产主要采用鼓风式环冷机，这种设备采用交叉错流的形式使用空气对烧结矿进行冷却，该设备将冷却后的废气分为4～5段，其中第1～2段高温冷却废气(温度约200℃～400℃)用于余热利用，而后续第3～5段温度较低的废气(温度小于200℃)则自然放散，并未利用。

鼓风式环冷机的台车下方设有风箱，台车与风箱之间通过橡胶板密封，风箱与鼓风机连接，冷空气由鼓风机经风箱从台车底部鼓入台车内，通过烧结矿加热后从烟囱排入大气，由于台车是水平运动的，而台车下方的风箱是固定不动的，台车与风箱之间存在相对运动，二者之间无法避免的会产生缝隙，造成漏风，漏风率高达20％～30％，除此之外，台车与台车上方的环冷机上盖之间也存在漏风，漏风率约为15％～20％，台车上方和下方的漏风均为“无效风”，鼓风机为此消耗的功率占其总功率的28.6％，因此，如何减少无效风是提高环冷机冷却效率及余热回收率的关键问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种环冷机、烧结矿的环式冷却方法及烧结矿余热回收系统，以减少无效风，提高环冷机的冷却效率和余热回收率。

为达到上述目的，本发明提出一种环冷机，其包括用于装载烧结矿的环冷机台车、设于所述环冷机台车上方的环冷机上盖、设于所述环冷机上盖上方的热风回收罩、与所述热风回收罩连接并连通的管道、以及与所述管道连接的抽风机，所述环冷机台车与所述环冷机上盖之间密封，所述抽风机通过抽风使所述环冷机上盖内形成负压，所述环冷机利用所述环冷机上盖内的负压将冷空气从所述环冷机台车的底部吸入，所述冷空气在由下至上流经所述环冷机台车时冷却所述烧结矿并升温形成热风，所述热风依次流经所述环冷机上盖、所述热风回收罩、所述管道后由所述抽风机排出。

如上所述的环冷机，其中，所述环冷机台车下方还设有风箱，所述冷空气经由所述风箱进入所述环冷机台车内。

如上所述的环冷机，其中，所述环冷机台车的内侧板与所述环冷机上盖的内侧板之间通过第一密封装置密封，所述环冷机台车的外侧板与所述环冷机上盖的外侧板之间通过第二密封装置密封，所述第一密封装置和所述第二密封装置均为迷宫密封结构。

如上所述的环冷机，其中，所述第一密封装置包括至少两个间隔设置且固定在所述环冷机台车的内侧板上方的第一下挡板、以及至少一个固定在所述环冷机上盖的内侧板下方的第一上挡板，相邻的两个所述第一下挡板之间形成上部敞口且底部封闭的填充有密封液的第一密封槽，一个所述第一上挡板插入所述第一密封槽内的密封液中；所述第二密封装置包括至少两个间隔设置且固定在所述环冷机台车的外侧板上方的第二下挡板、以及至少一个固定在所述环冷机上盖的外侧板下方的第二上挡板，相邻的两个所述第二下挡板之间形成上部敞口且底部封闭的填充有密封液的第二密封槽，一个所述第二上挡板插入所述第二密封槽内的密封液中。

如上所述的环冷机，其中，所述第一密封装置包括两个所述第一下挡板和两个所述第一上挡板，两个所述第一下挡板和两个所述第一上挡板由内至外交替且间隔排列；所述第二密封装置包括两个所述第二下挡板和两个所述第二上挡板，两个所述第二下挡板和两个所述第二上挡板由内至外交替且间隔排列。

如上所述的环冷机，其中，所述第一密封装置还包括设于所述第一下挡板下方且支撑所述第一下挡板的第一支撑板，所述第一支撑板固定在所述环冷机台车的内侧板的一侧；所述第二密封装置还包括设于所述第二下挡板下方且支撑所述第二下挡板的第二支撑板，所述第二支撑板固定在所述环冷机台车的外侧板的一侧。

如上所述的环冷机，其中，所述环冷机还包括环冷机支架，所述环冷机台车和所述环冷机上盖均设于所述环冷机支架的内部，所述热风回收罩固定在所述环冷机支架的顶部，所述抽风机和所述管道均设于所述环冷机支架的外部。

如上所述的环冷机，其中，所述环冷机台车具有下篦板，所述冷空气穿过所述下篦板进入所述环冷机台车内。

本发明还提出一种烧结矿的环式冷却方法，其采用上述的环冷机对烧结矿进行顶吸式冷却。

本发明还提出一种烧结矿余热回收系统，其包括上述的环冷机和与所述抽风机连接的余热回收装置。

本发明的环冷机、烧结矿的环式冷却方法及烧结矿余热回收系统的特点和优点是：

1、本发明通过将现有技术的鼓风机改为抽风机，将现有技术的下部鼓风式环冷机改成上部顶吸式环冷机，能使环冷机台车下方的冷却风被吸入环冷机台车内，冷却风自下而上穿过环冷机台车内的高温烧结矿料层，对烧结矿进行冷却，相当于将现有技术中台车与风箱之间的“无效风”吸入环冷机台车内变成“有效风”，因此能有效减少无效风，提高冷却风利用率，提高环冷机的冷却效率和余热回收率；

2、本发明采用迷宫密封结构将环冷机台车与环冷机上盖之间密封，能将环冷机台车和环冷机上盖之间的漏风率降低至5％以下，有效减少二者之间的漏风。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明的一个实施例的环冷机的纵截面示意图；

图2是本发明中第一密封装置的示意图。

主要元件标号说明：

1、环冷机台车；11、内侧板；12、外侧板；

2、环冷机上盖；21、内侧板；22、外侧板；

3、热风回收罩；4、管道；5、抽风机；6、风箱；

7、第一密封装置；71、第一下挡板；72、第一上挡板；

73、第一密封槽；74、密封液；75、第一支撑板；

8、第二密封装置；9、环冷机支架；10、烧结矿料层。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。其中，形容词性或副词性修饰语“上”和“下”、“左”和“右”、“顶”和“底”、“内”和“外”的使用仅是为了便于多组术语之间的相对参考，且并非描述对经修饰术语的任何特定的方向限制。另外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

如图1所示，本发明提供一种环冷机，也可称为一种顶吸式环冷机，其包括用于装载烧结矿的环冷机台车1、设于环冷机台车1上方的环冷机上盖2、设于环冷机上盖2上方的热风回收罩3、与热风回收罩3连接并连通的管道4、以及与管道4连接的抽风机5(或称为抽风冷却风机)，管道4与热风回收罩3密封连接，热风回收罩3与环冷机上盖2密封连接，环冷机台车1与环冷机上盖2之间密封，抽风机5通过抽风使环冷机上盖2内形成负压，环冷机利用环冷机上盖2内的负压将冷空气从环冷机台车1的底部吸入，冷空气在由下至上流经环冷机台车1时冷却高温烧结矿料层10并升温形成热风，也就是冷空气在与高温烧结矿发生热交换后成为温度较高的热风(或称为高温废气)，热风由下至上依次流经环冷机上盖2、热风回收罩3、管道4后由抽风机5排出。

本发明通过将现有技术的鼓风机改为抽风机，将现有技术的下部鼓风式环冷机改为上部顶吸式环冷机，使环冷机台车下方的冷却风被吸入环冷机台车内，冷却风自下而上穿过环冷机台车内的高温烧结矿料层，对烧结矿进行冷却，相当于将现有技术中台车与风箱之间的“无效风”吸入环冷机台车内变成“有效风”，因此能有效减少无效风，提高冷却风利用率，提高环冷机的冷却效率和余热回收率。

具体是，环冷机台车1具有下篦板，冷空气穿过下篦板进入环冷机台车1内。其中冷空气是相对于热风而言温度较低的空气，例如冷空气为常温空气。

如图1所示，在一个实施例中，环冷机台车1下方还设有风箱6，冷空气经由风箱6进入环冷机台车1内，该风箱6的主要作用是接收环冷机台车1底部的撒料和落灰，因此该风箱6也可称为灰仓，本实施例中，冷空气从风箱6与环冷机台车1之间被吸入，也就相当于将现有技术中台车与风箱6之间的漏风作为有效风利用起来，从而减少无效风。

如图1所示，在一个实施例中，环冷机台车1的内侧板11与环冷机上盖2的内侧板21之间通过第一密封装置7密封，环冷机台车1的外侧板12与环冷机上盖2的外侧板22之间通过第二密封装置8密封，以使环冷机台车1和环冷机上盖2围成封闭空间，既能防止环冷机台车1上部与环冷机上盖2之间出现漏风，又能保证环冷机上盖2内的负压，第一密封装置7和第二密封装置8均为迷宫密封结构，密封效果好，且不会阻碍环冷机台车1和环冷机上盖2之间的相对运动。

如图1、图2所示，在一个具体实施例中，第一密封装置7包括至少两个间隔设置且固定在环冷机台车1的内侧板11上方的第一下挡板71、以及至少一个固定在环冷机上盖2的内侧板21下方的第一上挡板72，相邻的两个第一下挡板71之间形成上部敞口且底部封闭的填充有密封液74的第一密封槽73，一个第一上挡板72插入第一密封槽73内的密封液74中，以将环冷机台车1的内侧板11与环冷机上盖2的内侧板21之间密封，有效减少二者之间的漏风，其中插入第一密封槽73内的第一上挡板72与第一密封槽73的底壁之间具有间距，以便二者之间能发生相对运动，其中的密封液可以是水，也可以是油；

第二密封装置8包括至少两个间隔设置且固定在环冷机台车1的外侧板12上方的第二下挡板、以及至少一个固定在环冷机上盖2的外侧板22下方的第二上挡板，相邻的两个第二下挡板之间形成上部敞口且底部封闭的填充有密封液的第二密封槽，一个第二上挡板插入第二密封槽内的密封液中，以将环冷机台车1的外侧板12与环冷机上盖2的外侧板22之间密封，有效减少二者之间的漏风，其中插入第二密封槽内的第二上挡板与第二密封槽的底壁之间具有间距，以便二者之间能发生相对运动，也就是第一密封装置7和第二密封装置8相对于环冷机台车1的中心轴对称设置，其中的密封液可以是水，也可以是油。

本实施例的第一密封装置7和第二密封装置8能将环冷机台车1和环冷机上盖2之间的漏风率降低至5％以下，有效减少二者之间的漏风。

如图1、图2所示，进一步，第一密封装置7包括两个第一下挡板71和两个第一上挡板72，图1中环冷机台车1的左侧为内侧，环冷机台车1的右侧为外侧，两个第一下挡板71和两个第一上挡板72由内至外交替且间隔排列，第二密封装置8包括两个第二下挡板和两个第二上挡板，两个第二下挡板和两个第二上挡板由内至外交替且间隔排列，因此第一密封装置7和第二密封装置8也可称为错齿式迷宫密封结构，结构简单，密封效果更好。

具体是，两个第一下挡板71内外间隔设置，两个第一上挡板72内外间隔设置，两个第一下挡板71分别为内侧第一下挡板和外侧第一下挡板，两个第一上挡板分别为内侧第一上挡板和外侧第一上挡板，内侧第一上挡板位于两个第一下挡板71之间，且与两个第一下挡板71相间隔，外侧第一上挡板位于外侧第一下挡板的外侧，也就是外侧第一上挡板邻近环冷机台车1内的烧结矿；

两个第二下挡板内外间隔设置，两个第二上挡板内外间隔设置，两个第二下挡板分别为内侧第二下挡板和外侧第二下挡板，两个第二上挡板分别为内侧第二上挡板和外侧第二上挡板，外侧第二上挡板位于两个第二下挡板之间，且与两个第二下挡板相间隔，内侧第二上挡板位于内侧第二下挡板的内侧，也就是内侧第二上挡板邻近环冷机台车1内的烧结矿。

如图1、图2所示，进一步，第一密封装置7还包括设于第一下挡板71下方且支撑第一下挡板71的第一支撑板75，第一支撑板75固定在环冷机台车1的内侧板11的一侧，具体是第一支撑板75固定在环冷机台车1的内侧板11的内侧，由于相邻的第一下挡板71之间的密封槽内密封液74的重量较大，通过设置第一支撑板75可以提高环冷机台车1的内侧板的支撑强度；

第二密封装置8还包括设于第二下挡板下方且支撑第二下挡板的第二支撑板，第二支撑板固定在环冷机台车1的外侧板12的一侧，具体是第二支撑板固定在环冷机台车1的外侧板12的外侧，由于相邻的第二下挡板之间的密封槽内的密封液重量较大，通过设置第二支撑板可以提高环冷机台车1的外侧板12的支撑强度。

如图1所示，在一个实施例中，环冷机还包括环冷机支架9，环冷机台车1和环冷机上盖2均设于环冷机支架9的内部，热风回收罩3固定在环冷机支架9的顶部，抽风机5和管道4均设于环冷机支架9的外部。

本发明还提供一种烧结矿的环式冷却方法，其采用上述的环冷机对烧结矿进行顶吸式冷却，与现有技术的鼓风式冷却方法相比，能有效减少无效风，提高冷却风利用率，提高环冷机的冷却效率和余热回收率。

本发明还提供一种烧结矿余热回收系统，其包括上述的环冷机和与抽风机5连接的余热回收装置，温度较高的热风被抽风机5排出后进入余热回收装置，实现余热回收利用。

本发明中的环冷机为顶吸式环冷机，与现有技术的鼓风式环冷机相比，能将无效风占比从45％降低至5％，有效减少无效风，提高冷却风利用率，提高环冷机的冷却效率和余热回收率，使更多的热量被引入后续的余热回收装置，从而提高了余热回收系统的余热回收效率。

进一步，余热回收装置为余热锅炉，但本发明并不以此为限，还可以是其他现有的余热回收装置或回收系统。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。而且需要说明的是，本发明的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本发明的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本发明理所当然地涵盖了与本案发明点有关的其它组合及具体应用。

Claims (10)

1.一种环冷机，其特征在于，所述环冷机包括用于装载烧结矿的环冷机台车、设于所述环冷机台车上方的环冷机上盖、设于所述环冷机上盖上方的热风回收罩、与所述热风回收罩连接并连通的管道、以及与所述管道连接的抽风机，所述环冷机台车与所述环冷机上盖之间密封，所述抽风机通过抽风使所述环冷机上盖内形成负压，所述环冷机利用所述环冷机上盖内的负压将冷空气从所述环冷机台车的底部吸入，所述冷空气在由下至上流经所述环冷机台车时冷却所述烧结矿并升温形成热风，所述热风依次流经所述环冷机上盖、所述热风回收罩、所述管道后由所述抽风机排出。

2.如权利要求1所述的环冷机，其特征在于，所述环冷机台车下方还设有风箱，所述冷空气经由所述风箱进入所述环冷机台车内。

3.如权利要求1所述的环冷机，其特征在于，所述环冷机台车的内侧板与所述环冷机上盖的内侧板之间通过第一密封装置密封，所述环冷机台车的外侧板与所述环冷机上盖的外侧板之间通过第二密封装置密封，所述第一密封装置和所述第二密封装置均为迷宫密封结构。

4.如权利要求3所述的环冷机，其特征在于，所述第一密封装置包括至少两个间隔设置且固定在所述环冷机台车的内侧板上方的第一下挡板、以及至少一个固定在所述环冷机上盖的内侧板下方的第一上挡板，相邻的两个所述第一下挡板之间形成上部敞口且底部封闭的填充有密封液的第一密封槽，一个所述第一上挡板插入所述第一密封槽内的密封液中；

所述第二密封装置包括至少两个间隔设置且固定在所述环冷机台车的外侧板上方的第二下挡板、以及至少一个固定在所述环冷机上盖的外侧板下方的第二上挡板，相邻的两个所述第二下挡板之间形成上部敞口且底部封闭的填充有密封液的第二密封槽，一个所述第二上挡板插入所述第二密封槽内的密封液中。

5.如权利要求4所述的环冷机，其特征在于，所述第一密封装置包括两个所述第一下挡板和两个所述第一上挡板，两个所述第一下挡板和两个所述第一上挡板由内至外交替且间隔排列；

所述第二密封装置包括两个所述第二下挡板和两个所述第二上挡板，两个所述第二下挡板和两个所述第二上挡板由内至外交替且间隔排列。

6.如权利要求4所述的环冷机，其特征在于，所述第一密封装置还包括设于所述第一下挡板下方且支撑所述第一下挡板的第一支撑板，所述第一支撑板固定在所述环冷机台车的内侧板的一侧；

所述第二密封装置还包括设于所述第二下挡板下方且支撑所述第二下挡板的第二支撑板，所述第二支撑板固定在所述环冷机台车的外侧板的一侧。

7.如权利要求1至6任一项所述的环冷机，其特征在于，所述环冷机还包括环冷机支架，所述环冷机台车和所述环冷机上盖均设于所述环冷机支架的内部，所述热风回收罩固定在所述环冷机支架的顶部，所述抽风机和所述管道均设于所述环冷机支架的外部。

8.如权利要求1至6任一项所述的环冷机，其特征在于，所述环冷机台车具有下篦板，所述冷空气穿过所述下篦板进入所述环冷机台车内。

9.一种烧结矿的环式冷却方法，其特征在于，所述烧结矿的环式冷却方法采用权利要求1至8任一项所述的环冷机对烧结矿进行顶吸式冷却。

10.一种烧结矿余热回收系统，其特征在于，所述烧结矿余热回收系统包括权利要求1至8任一项所述的环冷机和与所述抽风机连接的余热回收装置。

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