CN202968588U - 直接还原铁间接水冷装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种冷却效率更高的直接还原铁间接水冷装置，其包括冷却筒和设置在冷却筒两端的窑头箱、窑尾箱和相应的密封，窑头箱设置有进料口，窑尾箱设置有出料口，出料口前设置有阀，所述冷却筒的筒体内附设随筒体一同旋转的水冷套，水冷套内设置有折流板，水冷套的内壁上固定有呈螺旋状分布的翅片，出料口前设置的阀为双重密封卸料阀。冷却效率更高，在相同冷却效率条件下必然可缩小冷却筒的直径和长度，减小冷却筒的体积，减轻设备重量，减小设备传动的功率电耗；同时，用水套后无蒸汽散发，大大地改善了环境污染状况；热还原铁在冷却过程中不与空气和水直接接触，保证冷却过程不降低产品的金属化率。

Description

直接还原铁间接水冷装置

技术领域

本实用新型涉及一种钢铁工业和有色冶金工业中的热直接还原铁的高效间接冷却设备。

背景技术

目前，钢铁工业和有色冶金工业中生产出高温的直接还原铁，温度约1200℃，被还原后的金属化率80-90%，它的温度高，不能方便地运输和储存，同时，高温直接还原铁遇到空气和水，会剧烈氧化即燃烧，把已还原成金属铁、金属镍等产品再氧化成氧化物，无法使用。所以需要有一种间接冷却装置，将其冷却到100℃以下。

目前，世界上对直接还原铁的，冷却主要采用的是喷淋式间接水冷冷却筒，如德国Lurgi公司，英国DAVY-Meeking公司，美国的IDRC公司等等，他们将热还原铁在密闭态中装入冷却筒，外部喷水，由于筒上水膜薄，筒中底部有热料部分基本无水，所以其冷却效率差。为此，德国Lurgi公司被迫在尾部筒中喷雾化水直接冷却，完成降温，但产品金属化率会下降2-3%。由于冷却效率差，冷却筒制造的规格尺寸又大又长，一般直径3～4米，长40～50米，目的是延长冷却时间，但增加了投资和运行费。另外喷淋水汽化，严重的污染环境，特别是北方寒冷地方，蒸汽污染更严重。该技术目前未能改进优化，已变得陈旧落后。另外有些小企业，图省事，热还原铁出炉后直接投入水中急冷，结果金属化率降低5%以上，污染更重，脱水更麻烦。

实用新型内容

为了克服现有直接还原铁水冷筒冷却效率差的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种冷却效率更高的直接还原铁间接水冷装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：直接还原铁间接水冷装置，包括冷却筒和设置在冷却筒两端的窑头箱、窑尾箱和相应的密封，窑头箱设置有进料口，窑尾箱设置有出料口，出料口前设置有阀，所述冷却筒的筒体内附设随筒体一同旋转的水冷套，水冷套的内壁上固定有呈螺旋状分布的翅片。

进一步的是，所述水冷套内设置有折流板。

进一步的是，所述窑头箱上由其进料口向内设置有伸入冷却筒的供料斗，供料斗与冷却筒的中心线之间有50～70°的夹角。

此外，所述出料口前设置的阀为双重密封卸料阀。

所述密封具有颈翎状结构，其密封片采用弹性钢片叠加石墨质耐磨层复合制成。

进一步的是，所述翅片的结构为两头以上的多头螺旋。

本实用新型的有益效果是：采用水套式冷却水流对冷却筒的壳体及筒内的直接还原铁进行强化冷却，同时采用翅片控制热的直接还原铁在筒中的走行路线，延长走行时间，又增加了热传元件，使冷却效率大大提高，在相同冷却效率条件下必然可缩小冷却筒的直径和长度，减小冷却筒的体积，减轻设备重量，减小设备传动的功率电耗；同时，用水套后无蒸汽散发，大大地改善了环境污染状况；热还原铁在冷却过程中不与空气和水直接接触，保证冷却过程不降低产品的金属化率。

附图说明

图1是本实用新型的主视图。

图中标记为，1-供料斗，2-窑头箱，3-密封，4-冷却筒，5-窑尾箱，6-双重密封卸料阀，7-水冷套，8-翅片，9-进料口，10-出料口，11-折流板，12-冷却筒传动装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1所示，本实用新型的直接还原铁间接水冷装置包括冷却筒4和设置在冷却筒4两端的窑头箱2、窑尾箱5和相应的密封3，窑头箱2设置有进料口9，窑尾箱5设置有出料口10，出料口10前设置有阀，所述冷却筒4的筒体内附设随筒体一同旋转的水冷套7，水冷套7的内壁上固定有呈螺旋状均匀分布的翅片8。冷却水在供水系统驱使下不断进入水冷套7，水冷套7随冷却筒4一起旋转，可以实现在任何时间和部位，壳体都有新水对其冷却，流出水冷套7的水在冷却后又重新进入水冷套7，实现对直接还原铁的间接冷却，同时，水冷套7内的翅片8可引导热直接还原铁按规定路线前进，从而延长冷却时间，又增加了热的直接还原铁与冷的金属螺旋片的接触面积，强化了传导传热。因此，在具有相同冷却效果的前提下，本发明能够较大幅度地减小冷却筒4的体积，从而能减轻设备重量并降低运行电耗，冷却中不产生蒸汽，减少了环境污染，具有较好的社会效益和经济效益。

为增加传热元件，最好所述翅片8的结构为两头以上的多头螺旋。

进一步的是，所述水冷套7内设置有折流板11，具有导流作用的折流板可以引导水高速流动，进一步强化对冷却筒4的壳体的冷却。

进一步的是，所述窑头箱2上由其进料口9向内设置有伸入冷却筒4的供料斗1，供料斗1与冷却筒4的中心线之间有50～70°的夹角θ，从而较好地将热的直接还原铁引导至所希望的沿螺旋状翅片8前进的路线。

此外，所述出料口10前设置的阀为双重密封卸料阀6，双重密封卸料阀6的两个阀是一开一闭互锁的，通过两阀一开一闭，将冷还原铁排除，同时冷却筒4内部基本是和外界空气隔绝的，保证还原铁在冷却前不被空气氧化。阀与阀的间距可保证有合适的存料量。

进一步的是，所述密封3具有颈翎状结构，其密封片采用弹性钢片叠加石墨质耐磨层复合制成，相比于常规的环形单圈层叠式弹片结构，更耐磨，为克服在叠加石墨质耐磨层后弹性钢片弹性的削弱对密封性的不利影响，相应将结构改进为颈翎状的多层结构。

实施例：

某厂的直接还原铁出炉温度1000～1200℃，堆比重1.3～1.6T/m³，含铁量65～90%，金属化率70～90%，粒度3～40mm，真比重1.7～2.08t/m³，动堆角32°，温度在800℃～1100℃时比热700～1050KJ/Kg。

采用本实用新型的直接还原铁间接水冷装置进行隔绝空气的间接水冷处理得到固体铁。

如图1所示，本实用新型直接还原铁间接水冷装置的供料斗1用钢材和耐火材料内衬制成，能通畅的将热还原铁送到冷却筒4中，其坡度应在55°～70°之间，窑头箱2是固定的，用钢材和耐火材料内衬制成，它用于固定供料斗1，隔绝空气入筒，在窑头箱2、窑尾箱5上均连接有与冷却筒4匹配的密封3，密封3采用颈翎状结构，其密封片采用薄不锈钢片叠加石墨质耐磨层复合制成，耐渣、有弹性、可保证活动端片始终压紧在冷却筒4上。冷却筒4采用高强锅炉钢板制作，水冷套7附着在冷却筒4的筒体内侧，随之一同转动，其内有折流板11引导水流按设计走向向水冷套7及冷却筒4的壁流动。水冷套7配置具有活接头的进出水管，从而可以把水引入旋转的水套中；又将经过冷却作用后的水输送出来，返回水处理车间冷却，再循环使用。翅片8用耐热钢板制成，装在水冷套7的内壁上，其螺旋升角和高度可按热还原铁走行时间及传热面积需要进行设计。窑尾箱5用钢板制成，它用于接收冷却的还原铁并组织外排，且隔绝空气进入，窑尾箱5随冷却筒4的热胀冷缩可以移动，设置在其出料口10上的双重密封卸料阀6可使用气动或液压传动，其上下阀轮流开和闭，始终保持有一个阀处于关闭状态，不让空气进入。卸料阀开和关的频度可调节，一般按一次下料重20-30公斤所需时间设定。冷却筒传动装置12包括电机、减速机和齿轮传动系统，通过拨动冷却筒4上的大齿轮，让冷却筒4旋转。电机转速由装设的变频器控制，使冷却筒4的转速可以调节，以适应不同的产量。

Claims (6)

1.直接还原铁间接水冷装置，包括冷却筒（4）和设置在冷却筒（4）两端的窑头箱（2）、窑尾箱（5）和相应的密封（3），窑头箱（2）设置有进料口（9），窑尾箱（5）设置有出料口（10），出料口（10）前设置有阀，其特征是：所述冷却筒（4）的筒体内附设随筒体一同旋转的水冷套（7），水冷套（7）的内壁上固定有呈螺旋状分布的翅片（8）。

2.如权利要求1所述的直接还原铁间接水冷装置，其特征是：所述水冷套（7）内设置有折流板（11）。

3.如权利要求1或2所述的直接还原铁间接水冷装置，其特征是：所述窑头箱（2）上由其进料口（9）向内设置有伸入冷却筒（4）的供料斗（1），供料斗（1）与冷却筒（4）的中心线之间有50～70°的夹角（θ）。

4.如权利要求1或2所述的直接还原铁间接水冷装置，其特征是：所述出料口（10）前设置的阀为双重密封卸料阀（6）。

5.如权利要求1或2所述的直接还原铁间接水冷装置，其特征是：所述密封（3）具有颈翎状结构，其密封片采用弹性钢片叠加石墨质耐磨层复合制成。

6.如权利要求1或2所述的直接还原铁间接水冷装置，其特征是：所述翅片（8）的结构为两头以上的多头螺旋。

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