CN115354148B - 一种用于转底炉金属化球团的冷却系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于转底炉金属化球团的冷却系统及方法，属于冶金技术领域，包括带有出口和入口且竖直布置的冷却筒以及转底炉燃烧器，冷却筒从出口到入口依次分为排料区、冷却区、热料区以及布料区，排料区和热料区的高度均大于冷却区的高度；在冷却区靠近排料区的一端装有进气管，另一端装有排气管，进气管远离冷却筒的一端连接外部焦炉煤气管道，排气管远离冷却筒的一端连接转底炉燃烧器。该冷却方法包括以下步骤：a.通过布料区向冷却筒内装入转底炉金属化球团，并形成料柱；b.向进气管内通入焦炉煤气作为冷却介质，冷却筒内的焦炉煤气在压差的作用下通过排气管排出冷却筒；c.将排气管内的焦炉煤气作为燃料送入转底炉燃烧器内。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，涉及一种用于转底炉金属化球团的冷却系统及方法。
背景技术
转底炉金属化球团出来温度还在1100度左右，目前转底炉金属化球团的冷却方式大多采用采用喷淋冷却或冷渣机冷却方式，金属化球团的热量不能回收，而且还需要大量的冷却水，另外金属化球团在冷却过程中在筒体内滚动造成粉化增加，还把还原的金属化球团再次进行了氧化，导致金属化球团回收利用率下降。
因此，目前急需一种新的用于转底炉金属化球团的冷却方式。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于转底炉金属化球团的冷却系统及方法，在保障转底炉金属化球团的冷却的前提下，回收金属化球团的热量，减少了冷却用水量和金属化球团在冷却过程中的粉化，并且防止其在冷却的过程中被氧化。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一方面，本发明提供一种用于转底炉金属化球团的冷却系统，包括带有出口和入口且竖直布置的冷却筒以及转底炉燃烧器，所述冷却筒从出口到入口依次分为排料区、冷却区、热料区以及布料区，所述排料区和热料区的高度均大于冷却区的高度以形成压差；
在所述冷却区靠近所述排料区的一端装有进气管，另一端装有排气管，所述进气管远离所述冷却筒的一端连接外部焦炉煤气管道，所述排气管远离所述冷却筒的一端连接转底炉燃烧器。
进一步，所述进气管靠近所述冷却筒的一端设有加压机。
进一步，所述排气管靠近所述冷却筒的一端设有除尘器。
进一步，所述冷却筒靠近出口的一端为锥形。
进一步，所述冷却筒的出口设有旋转给料阀，入口设有活动盖板。
进一步，述排气管远离所述冷却筒的一端还与所述进气管远离所述冷却筒的一端相连，并在所述排气管靠近所述进气管的一端设有换热器。
另一方面，本发明还提供一种用于转底炉金属化球团的冷却系统方法，提供一种用于转底炉金属化球团的冷却系统，该冷却方法包括以下步骤：
a.通过布料区向冷却筒内装入转底炉金属化球团，并形成料柱；
b.向进气管内通入指定压力的焦炉煤气作为冷却介质用于冷却转底炉金属化球团，冷却筒内的焦炉煤气在压差的作用下通过排气管排出冷却筒；
c.将排气管内的焦炉煤气作为燃料送入转底炉燃烧器内。
进一步，所述排气管远离所述冷却筒的一端还与所述进气管远离所述冷却筒的一端相连，并在所述排气管靠近所述进气管的一端设有换热器；
在步骤c中，排气管内的焦炉煤气部分作为燃料送入转底炉燃烧器内，剩下的一部分经过换热器冷却后送入所述进气管。
本发明的有益效果在于：
1、本发明所提供的一种用于转底炉金属化球团的冷却系统及方法采用带有出口和入口且竖直布置的冷却筒，并将所述冷却筒从出口到入口按照高度依次分为排料区、冷却区、热料区以及布料区，通过布料区向冷却筒内装入转底炉金属化球团并形成料柱，在冷却区的两端分别设置进气管和排气管，通过向所述进气管内通入低温焦炉煤气作为冷却介质，并限制所述排料区和热料区的高度均大于冷却区的高度以形成压差，使得所述排料区作为靠近出口一端的密封带，所述热料区作为靠近入口一端的密封带，从而利用压差使得所述焦炉煤气从进气口进入冷却筒，在冷却区内冷却转底炉金属化球团后形成高温焦炉煤气，从所述排气管排出冷却筒，排气管的另一端分别连接转底炉燃烧器和换热器，所以经过除尘后一部分高温焦炉煤气作为高温燃料进行燃烧实现了部分的热量回收，另一部高温焦炉煤气则在换热器的作用下进行冷却和热量回收，冷却后的焦炉煤气通过进气管再一次用于转底炉金属化球团的冷却。
2、本发明采用焦炉煤气作为冷却介质配合冷却筒作为冷却容器，通过转底炉燃烧器和换热器作为热量回收装置，相较于喷淋冷却，不仅实现转底炉金属化球团的热量回收，还极大的减少了冷却用水，并且利用焦炉煤气中的氢气形成还原气氛避免了转底炉金属化球团在冷却过程中的氧化；而且本发明中冷却筒无需滚动所以也避免了转底炉金属化球团在滚动过程中的粉化。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为一种用于转底炉金属化球团的冷却系统的结构示意图。
附图标记：冷却筒1、入口11、出口12、进气管2、排气管3、转底炉燃烧器4、换热器5、除尘器6、加压机7。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例1
请参阅图1，为一种用于转底炉金属化球团的冷却系统，包括带有出口12和入口11且呈竖直布置的冷却筒1以及转底炉燃烧器4，所述冷却筒1从出口12到入口11依次分为排料区、冷却区、热料区以及布料区，所述排料区和热料区的高度均大于冷却区的高度以形成压差，使得所述排料区作为靠近出口12一端的密封带，所述热料区作为靠近入口11一端的密封带；在所述冷却区靠近所述排料区的一端装有进气管2，另一端装有排气管3，所述进气管2远离所述冷却筒1的一端连接外部焦炉煤气管道，所述排气管3远离所述冷却筒1的一端连接转底炉燃烧器4。
进一步，所述进气管2靠近所述冷却筒1的一端设有加压机7，所述加压机7用于调节进气管2内进入冷却筒1内气体的压力；所述排气管3靠近所述冷却筒1的一端设有除尘器6，所述除尘器6用于吸附所述排气管3内气体的粉尘。
具体的，所述冷却筒1靠近出口12的一端为锥形，并在所述冷却筒1的出口12设有旋转给料阀，入口11设有活动盖板，并在冷却筒1靠近出口12的一端的外侧设有振动电机，具体可为YZO系列振动电机，通过在出口12处安装振动电机，能够很大程度上避免出口12堵塞，将冷却筒1靠近出口12的一端设为锥形的作用是缩小出口12，便于料柱的形成，从而便于控制料柱的传输，在出口12设置旋转给料阀能够起到二次密封的作用，保证转底炉金属化球团能够从出口12输出，而焦炉煤气在初期或末期则不会从出口12泄露，在入口11设置活动盖板同样能够起到二次密封的作用，防止焦炉煤气在初期或末期从入口11泄露，在向布料区加料时移开活动盖板即可，具体的加料工具可采用底部开口的保温料罐，避免在转运过程中转底炉金属化球团的热量丢失。
本方案中，所述冷却系统还包括换热器5，所述排气管3远离所述冷却筒1的一端还与所述进气管2远离所述冷却筒1的一端相连，所述换热器5设在所述排气管3靠近所述进气管2的一端，所述换热器5用于冷却所述排气管3内的气体，并进行热量回收。
本方案中，通过布料区向所述冷却筒1加入转底炉金属化球团从而在冷却筒1内形成料柱，并通过控制出口12的开度来控制料柱的流速或者采取定时开放出口12的方式来决定料柱在冷却筒1内的停留时间，外部焦炉煤气管道通过进气管2向冷却筒1内通入低温焦炉煤气作为冷却介质，对转底炉金属化球团进行充分的冷却，在压差的作用下，使得所述焦炉煤气从进气口进入冷却筒1，在冷却区内冷却转底炉金属化球团后形成高温焦炉煤气，从所述排气管3排出冷却筒1，排气管3的另一端分别连接转底炉燃烧器4和换热器5，所以一部分高温焦炉煤气作为高温燃料进行燃烧实现了部分的热量回收，另一部高温焦炉煤气则在换热器5的作用下进行冷却和热量回收，冷却后的焦炉煤气通过进气管2再一次用于转底炉金属化球团的冷却。
一种用于转底炉金属化球团的冷却方法，采用上述的用于转底炉金属化球团的冷却系统，该冷却方法包括以下步骤：
a.通过布料区向冷却筒1内装入转底炉金属化球团，并形成料柱；
b.向进气管2内通入指定压力的焦炉煤气作为冷却介质用于冷却转底炉金属化球团，冷却筒1内的焦炉煤气在压差的作用下通过排气管3排出冷却筒1；
c.排气管3内的部分焦炉煤气作为燃料送入转底炉燃烧器4内，剩下的一部分经过换热器5冷却后送入所述进气管2。
本方案中，步骤b中所述的指定压力的焦炉煤气的压力为能够穿透1.4m料柱的14kPa，排料区的高度为1.5m，冷却区的高度为1.4m，热料区的高度为1.5米，通过控制出口12大小的方式调节所述料柱的流速为1.4m/h，从而控制高温转底炉金属化球团在冷却区停留时间为60min，所述焦炉煤气进入冷却筒1时温度为常温(20℃～25℃)，离开冷却筒1时温度为500℃-600℃，压力为5kPa-7kPa，所述转底炉金属化球团从布料区经入口11加入所述冷却筒1时温度为1000℃～1100℃，从排料区经出口12排出时所述冷却筒1时温度低于200℃；步骤c中高温的焦炉煤气经过换热器5冷却后温度为290℃～320℃。
优选地，当出口12处设有旋转给料阀时，可通过调整旋转给料阀控制料柱的流速，而无需直接调整所述出口12的大小，适应范围更大。
具体的，所述换热器5为水冷式换热器，所述除尘器6为过滤式除尘器。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中步骤b中所述的指定压力的焦炉煤气的压力为能够穿透1m料柱的10kPa，排料区的高度为1.1m，冷却区的高度为1m，热料区的高度为1.1米，通过定时开放冷却筒1的出口12的方式，开放间隔为60min/次，使得高温转底炉金属化球团在冷却区内停留60min，每次开放出口12时，以将冷却区的转底炉金属化球团均排放至排料区为止，并向布料区补充高温转底炉金属化球团。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种用于转底炉金属化球团的冷却系统，其特征在于：包括带有出口（12）和入口（11）且竖直布置的冷却筒（1）以及转底炉燃烧器（4），所述冷却筒（1）从出口（12）到入口（11）依次分为排料区、冷却区、热料区以及布料区，且所述排料区和热料区的高度均大于冷却区的高度以形成压差，所述冷却筒（1）靠近出口（12）的一端为锥形；
在所述冷却区靠近所述排料区的一端装有进气管（2），另一端装有排气管（3），所述进气管（2）远离所述冷却筒（1）的一端连接外部焦炉煤气管道，所述排气管（3）远离所述冷却筒（1）的一端连接转底炉燃烧器（4）；
所述排气管（3）远离所述冷却筒（1）的一端还与所述进气管（2）远离所述冷却筒（1）的一端相连，并在所述排气管（3）靠近所述进气管（2）的一端设有换热器（5），且所述排气管（3）靠近所述冷却筒（1）的一端设有除尘器（6）。
2.根据权利要求1所述的用于转底炉金属化球团的冷却系统，其特征在于：所述进气管（2）靠近所述冷却筒（1）的一端设有加压机（7）。
3.根据权利要求1所述的用于转底炉金属化球团的冷却系统，其特征在于：所述冷却筒（1）的出口（12）设有旋转给料阀，入口（11）设有活动盖板。
4.一种用于转底炉金属化球团的冷却方法，其特征在于，提供一种根据权利要求1-3任一项中所述的用于转底炉金属化球团的冷却系统，该冷却方法包括以下步骤：
a.通过布料区向冷却筒（1）内装入转底炉金属化球团，并形成料柱；
b.向进气管（2）内通入指定压力的焦炉煤气作为冷却介质用于冷却转底炉金属化球团，冷却筒（1）内的焦炉煤气在压差的作用下通过排气管（3）排出冷却筒（1）；
c.将排气管（3）内的焦炉煤气作为燃料送入转底炉燃烧器（4）内。
5.根据权利要求4所述的用于转底炉金属化球团的冷却方法，其特征在于：
在步骤c中，排气管（3）内的焦炉煤气部分作为燃料送入转底炉燃烧器（4）内，剩下的一部分经过换热器（5）冷却后送入所述进气管（2）。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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