[发明专利]一种还原铁高效冷却及余热回收装置

说明书

技术领域

一种还原铁高效冷却及余热回收装置，主要用于冶金矿山行业中对还原铁球团、烧结球团进行冷却和余热回收。

背景技术

冷却是煅烧还原铁工艺的工序之一。直接还原铁球团经转底炉或回转窑出口的温度高达1100℃，大部分钢铁公司采用回转筒式冷却机对高温球团进行冷却：高温球团经溜槽进入带有倾角的冷却筒，冷却筒转动，物料由进料端运动到出料端；采用冷却水直接喷淋筒体外部达到冷却效果。这种冷却方式存在一些不足：（1）传热方式以物料与筒体之间的热传导和冷却水与筒体之间的热对流为主，综合传热系数比较低；（2）筒体在回转时，物料容易筒体底部滑动，物料与筒体之间的接触传热面积比较少；（3）物料的热量需要经过筒体传给冷却水，由于筒体的壁厚较大，因而筒体温度较高、变形严重；（4）物料的显热没有回收。由于冷却效率低，筒体的长度很大，一般达到30~40m，设备投资较高，占地面积很大；喷淋水量也很大，达到400m³/h以上，消耗了大量的水。CN101787435A公开了“还原铁高效喷雾回转筒式冷却机”，其筒体由冷却筒体、前端筒体和尾端筒体组成；前端筒体和尾端筒体为双层筒体，在该双层筒体内采用喷雾冷却；整个冷却单元的筒体表面被喷雾冷却覆盖。由于整个筒体被雾化水滴包裹，有效地保护了筒体，减少变形，也提高了设备的作业率和可靠性。但是该技术对筒体内部的物料运动和传热情况没有改善，物料的显热也没有回收。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种换热强度大、冷却效果好、能够回收物料显热的还原铁高效冷却及余热回收装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该还原铁高效冷却及余热回收装置，包括下料溜槽和横向设置的回转冷却筒体，回转冷却筒体的进料端通过进料密封装置密封，下料溜槽穿过进料密封装置进入回转冷却筒体内，回转冷却筒体的出料端密封固定有出料仓，进料密封装置和出料仓固定设置，回转冷却筒体连接有驱动其旋转的筒体旋转驱动机构，出料仓下部设有下料口，其特征在于：所述回转冷却筒体包括冷却筒体，在冷却筒体的内壁设有循环冷却换热机构，循环冷却换热机构连接有供水总管和回水总管，在冷却筒体的内侧还设有蒸发器。循环冷却换热机构与冷却筒体内的高温物料换热，冷却物料，同时对冷却筒体的侧壁进行冷却，可以有效降低筒体的温度，减少变形，在冷却筒体的内侧设有蒸发器，采用蒸发器吸收物料的辐射热，提高了冷却效果，而且蒸发器可以与汽包相结合产生蒸汽，实现余热的高效利用。

优选的，所述循环冷却换热机构在冷却筒体的内侧形成推动物料随冷却筒体转动的凹凸结构。使物料随冷却筒体一起转动到一定高度后才下落，避免在冷却筒体转动过程中物料在冷却筒体底部滑动，从而有效增大了物料与循环冷却换热机构之间的接触面积，提高换热效率。现有的冷却筒体在内侧设置螺旋翅片来推动物料前进，然而螺旋翅片只是推动物料轴向移动，物料在冷却筒体光滑的内壁仍然是滑动的，物料仍然是集中在冷却筒体的底部，无法随冷却筒体一起转动，所述凹凸结构很好的解决了该问题，而且还强化了物料的掺混。。

优选的，所述循环冷却换热机构包括第一冷却管道和第二冷却管道，其中第一冷却管道与冷却筒体内壁固定连接，在冷却筒体的进料端设有换向机构，在冷却筒体的出料端设有分水机构和集水机构，第一冷却管道的两端分别连通分水机构和换向机构，分水机构连接供水总管，第二冷却管道的两端分别连通换向机构和集水机构，集水机构连接有回水总管，分水机构将供水总管内的冷却介质送入第一冷却管道，第一冷却管道内的冷却介质通过换向机构进入第二冷却管道，第二冷却管道内的冷却介质依次经过集水机构和回水总管排出。

第一冷却管道和/或第二冷却管道在冷却筒体内壁形成推动物料随冷却筒体一起转动的凹凸结构。避免在冷却筒体转动过程中物料在冷却筒体底部滑动，使物料随冷却筒体一起转动到一定高度后才下落，从而有效增大了物料与循环冷却换热机构之间的接触面积，提高换热效率。

优选的，所述第一冷却管道是设置在冷却筒体内壁上的多个冷却半管，冷却半管与冷却筒体内壁固结形成冷却流道。与高温物料换热的同时，冷却半管对冷却筒体进行冷却，防止冷却筒体变形，提高使用寿命。