[发明专利]还原铁高效喷雾回转筒式冷却机

说明书

技术领域

本发明属于用于冶金矿山行业中对还原铁球团、烧结球团矿进行冷却作业的高效喷雾回转筒式冷却机。 

背景技术

冷却是煅烧还原铁工程的重要工序之一。直接还原铁球团经转底炉或回转窑出口的温度高达1100℃，经溜槽进入冷却筒，物料在带有倾角的冷却筒内旋转，由进料端运动至出料端。目前世界上大部分钢铁公司都采用冷却水直接喷淋筒体达到冷却效果，筒体长度一般长达30～40m。天津钢管有限公司直接还原铁厂是目前国内产量最大、设备最先进的直接还原铁生产企业，其引进英国戴维公司直接还原铁DRC煤基回转窑生产技术，直接还原铁的冷却机采用间接喷水冷却技术。国内其它还原铁生产厂家，如辽宁喀左、鲁中矿山公司、北京密云、吉林桦甸和新近投产的中冶长天自主设计的新疆富蕴金山矿冶公司直接还原铁生产装备，都是采用瀑布水喷淋的方式。这种瀑布水喷淋的方式存在以下缺点： 

(1)冷却效率较低。间接喷水冷却技术的传热方式以还原铁球团与筒体之间的热传导和冷却水与筒体之间的热对流为主，这种冷却方式的综合传热系数很低，为200～300W/m²·K，没有充分利用水的汽化潜热，因此，为满足冷却要求，需要很大的冷却筒直径、喷淋水量和很长的冷却段及还原铁球团的停留时间。以天津钢管有限公司为例，其冷却筒直径为Φ3.5m，冷却段长度为35m，喷淋水量为456m³/h，物料停留时间达1h。 

(2)密封不严。目前冷却机进料端和出料端的动静密封大多采用叠片式弹簧板密封，密封不够严密，导致空气进入筒体氧化还原铁，影响产品质量。 

(3)筒体变形严重。由于筒体进料温度高达1100℃，而筒体在支承部分和传动部分没有冷却水保护，因此，对材料的要求很高，筒体的变形严重，从而导致轮带与托轮、小齿轮与大齿圈之间的磨损严重。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为了解决现有技术中存在的问题，提供一种以喷雾水强制冷却方式的高效筒式冷却机，在相同的产量要求下，提高冷却效率，降低制造钢耗、成本和能源动力的消耗，提高密封性能和设备的作业率及可靠性，提高产品质量。 

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：包括筒体部分和传动系统，所述筒体部分包括进料单元、冷却单元和出料单元，冷却单元由冷却段筒体和与之两端相连的前端筒体和尾端筒体组成，所述前端和尾端筒体均为结构相同的双层筒体，该双层筒体内部采用喷雾冷却，整个冷却单元的筒体表面被喷雾冷却水覆盖，喷雾冷却水采用循环水。在前端筒体与进料单元中的进料筒体、尾端筒体与出料单元中的出料筒体之间均采用陶瓷纤维布和氮气气帘密封，以防止还原铁球团通过筒体部分时在高温下氧化。 

本发明与现有技术相比具有以下主要的优点： 

1.采用了新型的喷雾水强制冷却方式： 

冷却机冷却段采用喷雾汽化的强制对流冷却，通过单路压力喷嘴形成一定粒径大小的雾化水滴作用在高温筒体上，雾化水滴的汽化潜能带走大量的热量，其综合传热系数可达950～1500W/m²·K，提高冷却效率50％。 

2.采用了新型的氮气气压密封装置： 

改变传统的叠片式弹簧板密封，在冷却机进料箱、出料箱与筒体之间采用陶瓷纤维布+氮气气压密封装置，出料口采用双层氮气气帘密封，从而能够防止空气进入冷却机氧化还原铁球团，提高还原铁产品的质量，降低废品率，并且维护方便。 

3.在筒体两端支承部分和传动部分采用双层筒体，双层筒体之间由喷嘴喷入雾化水滴，使得整个筒体被雾化水滴包裹，有效的保护筒体，减少变形，提高设备的作业率和可靠性。 

4.整体结构紧凑，占地面积小，可减少制造钢耗40％，使制造成本低。 

5.有效节能：可降低能源动力50％。 

附图说明

图1是本发明的结构示意图。 

图2是图1中下料仓2和进料筒体3、出料筒体8和出料仓9的密封装置示意图。 

图3是图1的A-A剖面。 

图4是图1中下料仓9的下料口氮气气帘示意图。 

图5是图1中前端筒体4和尾端筒体7的结构示意图。