本发明专利技术一种具有稳流整流特性的竖式冷却装置及其冷却方法，包括上料单元、排料单元、物料冷却单元、冷风单元、回热风单元、出口热风单元、支护结构单元；支护结构单元主体采用型钢结构捆绑耐材砌体结构构成所述装置的壳体，上料单元设置在壳体的上端，排料单元设置在壳体的下端，所述物料冷却单元设置在壳体的内部，冷风单元设置在壳体的下部，回热风单元设置在壳体的中部，出口热风单元设置在壳体的上部。本发明专利技术通过环境冷风和回热风对红热烧结矿进行分级换热，实现了红热烧结矿余热的高效回收利用。同时，通过竖式冷却装置内部的双曲线料仓上下接续叠加结构，实现烧结矿连续地整体性流动，优化了烧结矿的冷却效果。
【技术实现步骤摘要】
一种具有稳流整流特性的竖式冷却装置及其冷却方法
本专利技术涉及高温固态散料、红矿等余热回收
，是一种具有稳流整流特性的可视化竖式冷却装置及冷却方法，尤其适用于红热烧结矿竖式冷却的余热回收工艺及冷却方法。
技术介绍
红热烧结矿所携带的显热约占烧结过程余热资源总量的70％，且烧结矿显热品质较高，是一项优秀的余热资源。因此，烧结矿显热的高效回收与利用是整个烧结工序节能降耗工作的重点。目前，国内外烧结机烧结矿冷却工艺大多采用环形冷却机冷却。主要方式是冷却空气由鼓风机吹入环形冷却机，将热烧结矿冷却至150℃以下，热空气经环形冷却机烟气罩回收。由于烧结环形冷却机的环冷工艺和其结构特性原因，导致目前的冷却机结构和操作参数很难适应烧结矿显热的高效回收与利用要求，主要表现为：(1)环形冷却机漏风率高,达30％～60％，烧结矿显热损失较大，用于鼓风冷却的鼓风机电耗增加。(2)环形冷却机只能对高温区域(环冷机一段、二段)余热资源进行回收，余热回收率低，只有40％～60％。(3)环形冷却机热态参数波动大、冷却效果差，难以保证余热回收利用装置的工艺参数稳定。(4)环形冷却机环保性能差。现阶段新出现的烧结矿竖式冷却工艺与专利技术，相比环冷工艺，虽不同程度地增加了一部分的烧结余热的回收量，但仍然没有达到高效，还存在亟待解决的技术难题，其突出表现为烧结矿无法保证“整体流”流动，物流与气流耦合度差，出现“漏斗流”或者“管状流”。尤其料流不均，则气流更难以均匀，最终导致排料温度上升，甚至排红料，生产严重不稳定，进而热回收出口风温低，余热的利用效率低。为彻底消除现有装置的缺陷，对竖式冷却装置结构进行改进，本专利技术提供一种整体流连续传送的竖式冷却装置及其冷却方法，通过物料的“整体流”流动，实现物流与气流有序耦合，保证气流均匀，提升冷却效果，最大限度地提高余热回收率，稳定生产。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种具有稳流整流特性的可视化竖式冷却装置及其冷却方法，以突破现存的下述技术瓶颈：1)环形冷却机余热回收率低，大量烧结矿显热被浪费未得到利用；2)现有竖式冷却装置中物料流动不均匀，排料温度高，部分装置出现排红料；3)高温烧结矿采用环境冷风急冷，影响烧结矿产品粒度，增加返矿率；4)现有竖式冷却装置中检修不便，故障率高，无可视化操作。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：一种具有稳流整流特性的竖式冷却装置，包括上料单元、排料单元、物料冷却单元、冷风单元、回热风单元、出口热风单元、支护结构单元；所述支护结构单元主体采用型钢结构捆绑耐材砌体结构构成所述装置的壳体，所述上料单元设置在壳体的上端，所述排料单元设置在壳体的下端，所述物料冷却单元设置在壳体的内部，所述冷风单元设置在壳体的下部，所述回热风单元设置在壳体的中部，所述出口热风单元设置在壳体的上部。所述上料单元包括上料储罐、进料装置，所述上料储罐从上方向进料装置送料，所述进料装置为两个漏斗的镜像组合形，受料侧渐缩，出料侧渐扩。所述排料单元包括双曲线排料斗、振动给料器、皮带输送机，所述双曲线排料斗和振动给料器从上至下依次安装在壳体的底部，所述振动给料器向皮带输送机给料。所述物料冷却单元包括双曲线稳流仓、双曲线整流仓，所述双曲线稳流仓与双曲线整流仓在壳体的内部上下设置，双曲线稳流仓和双曲线整流仓分别与所述耐材砌体结构的内壁形成环形空腔结构，所述的双曲线稳流仓采用耐热钢材料，所述的双曲线整流仓采用普通耐磨锰钢材料。所述冷风单元包括中心风帽、中心十字冷风管、环形冷风集管、环冷布风管，所述中心十字冷风管连接中心风帽，所述中心风帽设置在物料冷却单元的双曲线整流仓内，所述环冷布风管向壳体外连接环形冷风集管，所述环冷布风管在壳体内向物料冷却单元的双曲线整流仓底部圆周提供环形冷风。所述回热风单元包括环形回热风管、砖砌环室切向回热风道，所述砖砌环室切向回热风道向壳体外连接所述环形回热风管，所述砖砌环室切向回热风道向壳体内向物料冷却单元的双曲线稳流仓的底部通入冷却用回热风。所述出口热风单元包括环形热风管、砖砌环室切向热风道，所述砖砌环室切向热风道向壳体外连接环形热风管，向壳体内连通物料冷却单元的双曲线稳流仓的上端。在所述物料冷却单元与耐材砌体结构内壁形成的环形空腔结构的侧壁安装有工业摄像头，并在壳体侧壁上安装有检修人孔。一种具有稳流整流特性的竖式冷却方法，是利用具有稳流整流特性的竖式冷却装置实现的；包括以下步骤：1)所述的上料储罐在烧结机下料口处装满红热烧结矿，通过滑轨移动至进料装置上方；2)所述的上料储罐将红热烧结矿卸放在进料装置中，再通过进料装置送入双曲线稳流仓；3)所述的双曲线稳流仓内高温烧结矿与来自砖砌环室切向回热风道的回热风和来自双曲线整流仓的中低温热风进行一次换热，换热后的高温热风由砖砌环室切向热风道排出竖式冷却装置；4)所述的双曲线稳流仓内高温烧结矿冷却后连续向下流动至双曲线整流仓，所述双曲线整流仓内烧结矿与来自冷风单元的中心冷风和环形冷风二次换热，换热后的中低温热风继续向上流动，进入双曲线稳流仓用于高温烧结矿的冷却；5)二次换热后的烧结矿温度≤130℃，经双曲线排料斗由振动给料器排出，并通过皮带输送机外送。上述步骤3)中来自砖砌环室切向回热风道的回热风温度为100℃-130℃。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)竖式冷却装置漏风率大幅降低，采用密闭竖罐式壳体对烧结矿进行冷却，良好的气密性使其漏风率接近零。(2)竖式冷却装置采用逆流换热，使换热效率得到较大提高，红热烧结矿显热的利用率超过80％。(3)稳流仓、整流仓及排料斗均采用双曲线型结构，在烧结矿向下流动过程中最大限度保证烧结矿流动的整体性。同时，双曲线型结构具有气流导向作用，可以减少附壁效应，有利于烧结矿整体均匀冷却。(4)双曲线稳流仓、双曲线整流仓与托圈采用非固定式连接，可以自由伸缩，减少冷却装置内部热应力，延长设备使用寿命。(5)竖式冷却装置内部设置上下两个接续的冷却料仓。双曲线稳流仓内的高温烧结矿采用中低温热风换热，而双曲线整流仓内的中低温烧结矿采用环境冷风换热。这样就实现了“热料换热用热风，冷料换热用冷风”。避免了烧结矿急冷破碎现象，降低返矿率。(6)双曲线稳流仓、双曲线整流仓分别与耐材结构内壁形成环形空腔，不仅有利于环向均匀布风，还可以对料仓壁起到风冷作用。承装高温烧结矿的双曲线稳流仓采用耐热钢材料，而承装中低温烧结矿的双曲线整流仓采用普通耐磨的锰钢材料即可，经济实用。(7)双曲线稳流仓、双曲线整流仓与冷却装置内壁的环形空腔内可布置工业摄像头，实现可视化操作。同时，可以在空腔对应的炉墙上开设检修人孔，便于设备维护与检修。(8)装置顶盖与罐体采用可拆卸式连接，便于施工安装和设备检修。(9)冷却装置炉墙整体为钢结构捆绑耐火砖和红砖复合的耐材砌体结构，即降低了装置的散热率，又降低了设备的重量，节省了制造成本。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有稳流整流特性的竖式冷却装置，其特征在于，包括上料单元、排料单元、物料冷却单元、冷风单元、回热风单元、出口热风单元、支护结构单元；所述支护结构单元主体采用型钢结构捆绑耐材砌体结构而构成所述装置的壳体，所述上料单元设置在壳体的上端，所述排料单元设置在壳体的下端，所述物料冷却单元设置在壳体的内部，所述冷风单元设置在壳体的下部，所述回热风单元设置在壳体的中部，所述出口热风单元设置在壳体的上部。/n
【技术特征摘要】
1.一种具有稳流整流特性的竖式冷却装置，其特征在于，包括上料单元、排料单元、物料冷却单元、冷风单元、回热风单元、出口热风单元、支护结构单元；所述支护结构单元主体采用型钢结构捆绑耐材砌体结构而构成所述装置的壳体，所述上料单元设置在壳体的上端，所述排料单元设置在壳体的下端，所述物料冷却单元设置在壳体的内部，所述冷风单元设置在壳体的下部，所述回热风单元设置在壳体的中部，所述出口热风单元设置在壳体的上部。
2.根据权利要求1所述的一种具有稳流整流特性的竖式冷却装置，其特征在于，所述上料单元包括上料储罐、进料装置，所述上料储罐从上方向进料装置送料，所述进料装置为两个漏斗的镜像组合形，受料侧渐缩，出料侧渐扩。
3.根据权利要求1所述的一种具有稳流整流特性的竖式冷却装置，其特征在于，所述排料单元包括双曲线排料斗、振动给料器、皮带输送机，所述双曲线排料斗和振动给料器从上至下依次安装在壳体的底部，所述振动给料器向皮带输送机给料。
4.根据权利要求1所述的一种具有稳流整流特性的竖式冷却装置，其特征在于，所述物料冷却单元包括双曲线稳流仓、双曲线整流仓，所述双曲线稳流仓与双曲线整流仓在壳体的内部上下设置，双曲线稳流仓和双曲线整流仓分别与所述耐材砌体结构的内壁形成环形空腔结构，所述的双曲线稳流仓采用耐热钢材料，所述的双曲线整流仓采用普通耐磨锰钢材料。
5.根据权利要求1所述的一种具有稳流整流特性的竖式冷却装置，其特征在于，所述冷风单元包括中心风帽、中心十字冷风管、环形冷风集管、环冷布风管，所述中心十字冷风管连接中心风帽，所述中心风帽设置在物料冷却单元的双曲线整流仓内，所述环冷布风管向壳体外连接环形冷风集管，所述环冷布风管在壳体内向物料冷却单元的双曲线整流仓底部圆周提供环形冷风。
6.根据权利要求1所述的一种具有稳流整流特性的竖式冷却装置...
【专利技术属性】
技术研发人员：毕仕辉，张世煜，谢国威，蔡九菊，李顺，杜蒙，徐阳，徐永权，张克弢，
申请(专利权)人：中钢集团鞍山热能研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。