CN209957823U - 一种气基竖炉冷却气循环系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种气基竖炉冷却气循环系统，所述系统包括气基竖炉、均流器、冷却气洗涤冷却装置和冷却气压缩装置，所述均流器设置在所述气基竖炉炉腹内，所述冷却气洗涤冷却装置和冷却气压缩装置均设置在气基竖炉外部，所述气基竖炉包括预热段、还原段、冷却段、多个冷却气入口和高温冷却气出口，所述冷却气入口设置于冷却段底部的外壁上，所述高温冷却气出口设置在冷却段顶部的外壁上，所述多个冷却气入口均匀设置在所述气基竖炉外壁上，所述冷却气入口与气基竖炉炉身具有倾斜角度，且多个冷却气入口均匀分布于气基竖炉外壁，可保证冷却气顺利进入气基竖炉中心部位，提高了冷却效率，稳定产品质量。

Description

一种气基竖炉冷却气循环系统

技术领域

本实用新型属于气基直接还原炼铁技术领域，尤其涉及气基竖炉冷却气循环系统。

背景技术

直接还原铁(DRI)，又称海绵铁，是铁矿石在熔点以下还原得到的固态金属铁，其中夹杂着矿石中的脉石成分。高纯度的优质海绵铁具有稀释钢中有害元素、降低气体和夹杂物含量的作用，是电炉短流程炼钢不可缺少的杂质稀释剂，同时也是电炉冶炼纯净钢、优质钢等特种钢不可缺少的杂质稀释剂和铁质原料，以及转炉炼钢最好的冷却剂、载能材料和铁源。直接还原炼铁工艺可根据还原剂的不同分为气基和煤基，其中气基直接还原工艺生产的直接还原铁占全世界直接还原铁产量的80％。

在现有的气基竖炉直接还原工艺过程中，含铁原料由竖炉顶部加入到竖炉中，在下降过程中与上升的还原气流及冷却气流完成传热和还原渗碳过程，最后直接还原铁冷却至低于55℃后由竖炉底部排出。大量研究及生产实践表明，在生产冷直接还原铁过程中，气基竖炉冷却气注入与收集系统存在一定程度的不合理，使得冷却气在竖炉内部分布不均匀，影响冷却气与炉料换热，降低冷却效率；其次过炉内物料加热后的高温冷却气与还原气相互间窜气量大，导致还原段和冷却段之间无明显分界，降低还原效率，影响直接还原铁产品产质量及竖炉生产能力。

实用新型内容

为了解决上述问题，为解决上述问题，本实用新型提供一种气基竖炉冷却气循环系统，使其可保证均匀竖炉内部冷却气气流和温度分布，同时可将冷却气体顺利排出竖炉。

为实现上述目的本实用新型提供如下技术方案：

一种气基竖炉冷却气循环系统，所述系统包括气基竖炉，所述气基竖炉包括预热段、还原段、冷却段、高温冷却气出口和若干冷却气入口，所述预热段、还原段和冷却段自上而下依次设置在所述气基竖炉内腔，所述若干冷却气入口均匀设置于所述冷却段底部的外壁上，所述高温冷却气出口设置在所述冷却段顶部的外壁上。

进一步地，所述冷却气入口为圆形，所述冷却气入口的直径范围为100～500mm，所述冷却气入口与所述气基竖炉炉身的倾斜角范围为5～75°。

进一步地，所述冷却气入口处冷却气温度为40℃，冷却气入口设置200KPa正压。

进一步地，所述系统还包括均流器、冷却气洗涤冷却装置和冷却气压缩装置；所述均流器设置在所述气基竖炉炉腹内，所述冷却气洗涤冷却装置和冷却气压缩装置均设置在所述气基竖炉外部，所述气基竖炉通过冷却气洗涤冷却装置连接所述冷却气压缩装置。

进一步地，所述高温冷却气出口设置在所述均流器与气基竖炉的连接处。

进一步地，所述高温冷却气出口处高温冷却气温度大于300℃。

进一步地，所述高温冷却气出口和所述冷却气压缩装置均与所述冷却气洗涤冷却装置连接。

进一步地，所述冷却气洗涤冷却装置和所述冷却气入口均与所述冷却气压缩装置连接。

本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型所述冷却气入口与气基竖炉炉身具有一定倾斜角度，且多个冷却气入口均匀分布于气基竖炉外壁，冷却气入口与气基竖炉炉身的倾斜角范围及冷却气入口数量均经过反复试验和大量计算得到，其设置角度和数量有助于均匀炉内气流及温度分布，可保证冷却气顺利进入气基竖炉中心部位，提高了冷却效率，稳定产品质量；

2、本实用新型所述的高温冷却气出口设置一定压强的正压，在气基竖炉中被物料加热后的冷却气体可顺利通过均流器，再排出竖炉外部，有利于提高生产效率和产品质量。

附图说明

图1为本实用新型所述气基竖炉冷却气循环系统的示意性主视图；

图2为本实用新型所述气基竖炉内部冷却气运动示意图。

附图标记：气基竖炉-1，预热段-101，还原段-102，冷却段-103，均流器-2，冷却气洗涤冷却装置-3，冷却气压缩装置-4

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。相反，本实用新型涵盖任何由权利要求定义的在本实用新型的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本实用新型有更好的了解，在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为对本实用新型的限定。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明：

如图1-图2所示，本实用新型提供一种气基竖炉冷却气循环系统，所述系统包括气基竖炉1、均流器2、冷却气洗涤冷却装置3和冷却气压缩装置4，所述均流器2设置在所述气基竖炉1炉腹内，所述冷却气洗涤冷却装置3设置在所述气基竖炉1外部，所述冷却气压缩装置4设置在所述气基竖炉外部。

所述气基竖炉1包括预热段101、还原段102、冷却段103、多个冷却气入口和高温冷却气出口，所述预热段101、还原段102和冷却段103自上而下依次设置在所述气基竖炉1内腔，所述冷却气入口设置于所述冷却段103底部的外壁上，所述高温冷却气出口设置在所述冷却段103顶部的外壁上，所述多个冷却气入口均匀设置在所述气基竖炉1外壁上。

所述预热段101设置在所述气基竖炉1的顶部，还原段102设置在所述气基竖炉1的中部，所述冷却段103设置在所述气基竖炉1的底部，所述气基竖炉1、冷却气洗涤冷却装置3和冷却气压缩装置4依次连接。

所述冷却气入口的直径范围为100～500mm，所述冷却气入口与气基竖炉1炉身的倾斜角范围为5～75°，所述冷却气入口处冷却气温度约为40℃，冷却气入口设置200KPa正压。

所述均流器2与所述气基竖炉1连接处为所述高温冷却气出口，高温冷却气出口处高温冷却气温度大于300℃。

所述高温冷却气出口和所述冷却气压缩装置4均与所述冷却气洗涤冷却装置3连接，所述冷却气洗涤冷却装置3和所述冷却气入口均与所述冷却气压缩装置4连接。

所述均流器2由两个锥形部及相互交叉的四个支撑臂构成，用于收集高温冷却气。

在实施例中冷却气由气基竖炉1底部冷却气入口进入气基竖炉1，自下向上依次经过冷却段103和均流器2，由均流器2引导并由高温冷却气出口排出，如图2所示，冷却气由冷却段103底部进入气基竖炉1，在冷却段103对气基竖炉1炉内物料进行冷却后，在均流器2作用下由高温冷却气出口排出气基竖炉。高温冷却气出口处设置一定正压，以顺利将高温冷却气排出所述气基竖炉1。

所述高温冷却气出口设置一定压强的正压，在气基竖炉1中被物料加热后的冷却气体可顺利通过均流器2，再排出气基竖炉1外部。

所述冷却气压缩装置4可注入外部的COG、NG或CG，与循环冷却气共同压缩后进入气基竖炉1。

高温冷却气被排出气基竖炉1后，经过冷却气洗涤冷却装置3进行洗涤冷却并经过冷却气压缩装置4与外部注入的COG、NG或CG共同压缩后，再次通过冷却气入口进入气基竖炉1形成循环。

在本实用新型中，气基竖炉冷却气入口具有多个，均匀分布与竖炉炉身，且冷却气入口与炉身具有一定倾斜角，一般在5～75°范围内，可保证冷却气顺利进入竖炉中心部位，以提高冷却效率。

Claims (8)

1.一种气基竖炉冷却气循环系统,其特征在于，所述系统包括气基竖炉(1)，所述气基竖炉(1)包括预热段(101)、还原段(102)、冷却段(103)、高温冷却气出口和若干冷却气入口，所述预热段(101)、还原段(102)和冷却段(103)自上而下依次设置在所述气基竖炉(1)内腔，所述若干冷却气入口均匀设置于所述冷却段(103)底部的外壁上，所述高温冷却气出口设置在所述冷却段(103)顶部的外壁上。

2.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述冷却气入口为圆形，所述冷却气入口的直径范围为100～500mm，所述冷却气入口与气基竖炉(1)炉身的倾斜角范围为5～75°。

3.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述冷却气入口处冷却气温度为40℃，所述冷却气入口设置200KPa正压。

4.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述系统还包括均流器(2)、冷却气洗涤冷却装置(3)和冷却气压缩装置(4)；所述均流器(2)设置在所述气基竖炉(1)炉腹内，所述冷却气洗涤冷却装置(3)和冷却气压缩装置(4)均设置在所述气基竖炉(1)外部，所述气基竖炉(1)通过冷却气洗涤冷却装置(3)连接所述冷却气压缩装置(4)。

5.根据权利要求4所述系统，其特征在于，所述高温冷却气出口设置在所述均流器(2)与所述气基竖炉(1)的连接处。

6.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述高温冷却气出口处高温冷却气温度大于300℃。

7.根据权利要求4所述系统，其特征在于，所述高温冷却气出口和所述冷却气压缩装置(4)均与所述冷却气洗涤冷却装置(3)连接。

8.根据权利要求4所述系统，其特征在于，所述冷却气洗涤冷却装置(3)和所述冷却气入口均与所述冷却气压缩装置(4)连接。

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