一种能够反吹的竖炉冷却气处理系统及方法与流程

本发明属于冶金技术领域，涉及直接还原含铁矿物生产海绵铁的气基竖炉下部冷却段的冷却气进气及收气管路系统设计，具体涉及一种能够反吹的竖炉冷却气处理系统及方法。

背景技术：

气基竖炉直接还原炼铁是最重要的非高炉炼铁方法，其产品为直接还原铁（又称海绵铁），主要用作电炉炼钢的原料，也可作为转炉炼钢的冷却剂。气基竖炉使用co及h2作为还原气原料，在竖炉内部还原含氧化铁矿物得到产品。竖炉内部自上至下通常分为三个部分，预热段、还原段、冷却段。还原气从竖炉中部通入炉内，矿石原料从竖炉顶部加入，气固两相流动方向相反以充分进行热量交换。氧化铁矿物通过预热段预热后在还原段得到充分还原产生热态产品，继续向下进入竖炉下部的冷却段，被来自底部的冷却气冷却，以达到出炉时海绵铁温度要求。冷却段冷却气的入炉及收集方式会影响海绵铁冷却效果同时影响还原段的反应过程以及相应配套设备的使用。

当前气基竖炉工艺占世界直接还原炼铁产量的一半以上，是最成熟的海绵铁生产工艺。竖炉冷却段冷却气进气、收气管路设计是保证直接还原铁冷却效果的重要部件，同时其管路设计安装方式对还原段的铁矿石还原反应也有一定的影响。目前大型实验竖炉及工业竖炉进气与收气系统都存在一定程度布置不合理，现有进气系统采用单口进入或者直管进入，冷却气进入竖炉后分布不均匀，同一水平面各区域冷却效果不同，冷却气换热效果不理想，并且利用率低，且竖炉冷却段海绵铁存在局部温度偏高的情况。冷却气在冷却段与海绵铁换热后继续上行，由于收气管路系统设计简单或者布置不合理，导致收气效果不佳，部分冷却气没能有效收集而继续上升进入竖炉还原段，影响了铁矿石还原反应效果。若采用多排直管收气效果有所改善，但又会存在管路使用材料多，阻碍料炉顺利下行的情况。冷却气收气系统设计不合理，导致收气口或收气管被冷却气带入的海绵铁堵塞，影响冷却气系统运转情况，不能有效对竖炉下部海绵铁产品进行冷却。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提出了一种能够反吹的竖炉冷却气处理系统及方法，利用合理的冷却气进气装置及收气装置设计，改善竖炉内冷却段的冷却气进气分布及换热后冷却气收集效果，均衡炉内各部位温度、减小炉内同水平面局部温度过高的情况，优化竖炉冷却段海绵铁冷却效果，同时具有防堵和高效的特点。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：

本发明提出了一种能够反吹的竖炉冷却气处理系统，其特征在于，包括：

安装于内腔沿竖直方向从上往下依次分为预热段、还原段和冷却段的竖炉内的收气装置、进气装置；所述收气装置位于所述冷却段的顶部，包括：收气环管、收气直管和锥形收气罩，其中，所述收气环管水平固定于所述竖炉的内壁上，且与所述竖炉的冷却气出炉口相连通，多个所述收气直管沿竖直方向分布于所述收气环管的底部且其上端与所述收气环管相连通，每个所述收气直管的底端设有单向封闭挡口结构，当向所述竖炉内通入冷却气时，所述单向封闭挡口结构将所述收气直管底端封闭，当向所述竖炉内反吹渗碳气时，所述单向封闭挡口结构被渗碳气单向向外吹开；在每个所述收气直管的管壁上设有所述收气罩，每个所述收气直管位于所述收气罩内的管壁上设有多个收气孔，用于收集冷却气，所述收气罩的罩口底端低于所述收气直管的底端平面，使所述多个收气孔均水平位置位于所述收气罩内；所述进气装置位于所述冷却段的底部且与所述竖炉的冷却气进炉口相连通，用于通入冷却气；还包括：降温除尘装置，所述降温除尘装置的入口与所述竖炉的冷却气出炉口相连，其出口与提压装置相连；渗碳气切换阀，设于所述降温除尘装置与所述竖炉的冷却气出炉口之间的管路中，用于控制渗碳气的反吹；提压装置，其与所述竖炉的冷却气进炉口相连，用于使降温除尘后的冷却气提压。

进一步的，还包括：中心支管，所述中心支管水平设置，其前端位于所述收气环管的中部，其末端与所述收气环管相连通，所述中心支管前端的下方设有与其相连通的所述收气直管，用于收集所述竖炉中部的冷却气。

进一步的，还包括：控制系统和渗碳气气源，其中，所述控制系统位于所述竖炉外部，用于控制所述渗碳气切换阀和提压装置，所述渗碳气气源与所述渗碳气切换阀相连，用于提供渗碳气。

进一步的，所述收气装置还包括：两个支撑构件，所述支撑构件的一端垂直固定于所述中心支管的下部，另一端与所述竖炉的内壁相连，用于进一步固定并支撑所述中心支管。

进一步的，所述进气装置包括：进气环管和进气口，其中，所述进气环管水平固定于所述竖炉的内壁上，且与所述竖炉的冷却气进炉口相连通，多个所述进气口沿竖直方向均匀分布于所述进气环管的底部。

进一步的，所述竖炉包括：均位于所述竖炉的侧壁上的还原气入口、冷却气出炉口和冷却气进炉口，含铁矿物炉料入口、炉顶气出口、出料阀和海绵铁出口，其中，所述还原气入口位于所述还原段，所述冷却气出炉口位于所述冷却段的顶部，所述冷却气进炉口位于所述冷却段的底部，所述含铁矿物炉料入口位于所述竖炉炉顶的中部，所述炉顶气出口位于所述竖炉炉顶的一侧或竖炉侧壁上部，所述出料阀位于所述进气装置的下方且位于所述竖炉的底部与所述海绵铁出口相连，用于控制出料。

进一步的，所述锥形收气罩的上端固定于所述收气直管的管壁上，其罩口底端低于所述收气直管的底端平面；所述收气罩的侧面切线与水平面夹角为45-60°；所述收气直管的个数为6-12个，所述收气直管沿竖直方向均匀分布于所述收气环管的底部，每两个所述收气直管在所述收气环管的圆周上的间距为60°-30°。

进一步的，所述进气口的个数为6-12个，所述进气口沿竖直方向均匀分布于所述进气环管的底部，每两个所述进气口在所述进气环管的圆周上的间距为60°-30°。

在本发明的另一方面，提出了一种利用前面所述的能够反吹的竖炉冷却气处理系统进行竖炉冷却段的冷却气处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.将含铁矿物炉料通过含铁矿物炉料入口送入所述竖炉内腔中，所述含铁矿物炉料由上往下依次经所述预热段、还原段和冷却段运动，同时通过所述还原气入口向所述竖炉内腔中通入还原气；

b.所述炉料在还原段被所述还原气体充分还原后继续下行至所述冷却段，通过所述控制系统控制所述提压装置运作，经所述进气装置向所述竖炉内腔中通入冷却气对还原后的炉料进行冷却，冷却气上行经所述收气装置收集，同时所述控制系统控制渗碳气切换阀，连通所述降温除尘装置与所述冷却气出炉口之间的管路，使得所述收集的冷却气进入所述降温除尘装置进行降温除尘后，通过所述提压装置提压后再次通入所述冷却段的底部，循环使用；

c.通入冷却气一段时间后，所述控制系统控制渗碳气切换阀与所述渗碳气气源连通，使得所述渗碳气气源与所述冷却气出炉口相连通，向位于所述冷却段顶部的收气装置反吹渗碳气，同时所述控制系统控制提压装置停止工作；

d.所述渗碳气通入所述收气直管时，渗碳气将位于所述收气直管底端的单向封闭挡口结构单向向外吹开，将收气环管和收气直管管路中积存的碳粉及灰尘吹入竖炉，且对竖炉冷却段产生的海绵铁进行渗碳和降温；

e.所述渗碳气进入竖炉内腔中的还原段时，作为气体还原原料与含铁矿物炉料发生还原反应；

f.反吹渗碳气一段时间后，所述控制系统控制渗碳气切换阀，断开渗碳气切换阀与所述渗碳气气源的连通，停止渗碳气的反吹，连通所述降温除尘装置与所述冷却气出炉口之间的管路，同时控制所述提压装置再次向所述竖炉内通入冷却气，对产生的海绵铁进行冷却；

g.还原反应后产生的海绵铁通过控制出料阀进行排出，所述竖炉内的还原后炉顶气通过所述炉顶气出口排出。

进一步的，在步骤c中，通入冷却气的时间为1-2小时；在步骤f中，反吹渗碳气的时间为5-15分钟；所述渗碳气的通入量是冷却气通入量的1/2-1/3。

本发明至少包括以下有益效果：

1）本发明采用环管均匀布置多个进气口及多个收气直管，同时收气直管外部焊接有锥形收气罩，保证了竖炉内冷却气进气均匀性，并且冷却气回收更加高效，另外与传统的单一环管相比，本发明加装了中心支管，实现了中心部位冷却气的高效收集，减少了冷却气未被有效回收而上升到竖炉还原段对还原反应带来的不利影响；

2）本发明锥形收气罩直接焊接在收气直管上，在保证增大有效收气面积的同时对炉料的下行影响很小，对海绵铁不会产生明显的滞留作用，可以确保冷却过程的海绵铁顺利下行，进、收气装置及锥形收气罩制作简单，便于实现；

3）本发明收气直管的底端设有单向封闭结构，侧壁开多个收气孔，且收气直管底端水平高度高于收气罩的罩口底端，保证了收气孔被收气罩阻隔，同时由于引入了反吹渗碳气控制系统，有效解决了冷却气带入冷却管路固体粉料造成冷却气管路系统的堵塞问题，并且对海绵铁进行渗碳提高了产品质量。

附图说明

图1为本发明竖炉冷却气处理系统结构示意图。

图2为本发明收气装置主视图。

图3为本发明收气装置剖视图。

图4为本发明收气直管和锥形收气罩结构示意图。

图5为本发明锥形收气罩反吹示意图。

图6为本发明进气装置主视图。

其中，竖炉1、预热段101、还原段102、冷却段103、还原气入口104、冷却气出炉口105、冷却气进炉口106、含铁矿物炉料入口107、炉顶气出口108、出料阀109、海绵铁出口110、收气装置2、收气环管201、收气直管202、锥形收气罩203、单向封闭挡口结构204、收气孔205、支撑构件206、进气装置3、进气环管301、进气口302、中心支管4、降温除尘装置5、提压装置6、渗碳气切换阀7、控制系统8、渗碳气气源9。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。

根据本发明的实施例，图1为本发明竖炉冷却气处理系统结构示意图，参照图1所示，本发明提出了一种能够反吹的竖炉冷却气处理系统，本发明所述处理系统包括：竖炉1、收气装置2、进气装置3、中心支管4、降温除尘装置5、提压装置6、渗碳气切换阀7、控制系统8和渗碳气气源9。

根据本发明的实施例，参照图1所示，本发明所述竖炉的内腔沿竖直方向从上往下依次分为预热段101、还原段102和冷却段103；根据本发明的一些实施例，本发明所述竖炉的炉体可以为圆柱形或炉径渐缩形，其中，所述炉径渐缩形具体可以表现为：所述竖炉的炉体包括：竖直均等部和渐缩部，其中，所述竖直均等部包括：预热段和还原段，从所述还原段的底部或者冷却段的顶部开始往下为渐缩部，目的是为了更好加固和便于所述收气装置2、进气装置3的安装。

根据本发明的实施例，参照图1所示，所述竖炉包括：还原气入口104、冷却气出炉口105和冷却气进炉口106，含铁矿物炉料入口107、炉顶气出口108、出料阀109和海绵铁出口110，其中，所述还原气入口、冷却气出炉口和冷却气进炉口均位于所述竖炉的侧壁上，具体的，所述还原气入口位于所述还原段，所述冷却气出炉口位于所述冷却段的顶部，所述冷却气进炉口位于所述冷却段的底部；所述含铁矿物炉料入口位于所述竖炉炉顶的中部，所述炉顶气出口位于所述竖炉炉顶的一侧或竖炉侧壁上部，所述出料阀位于所述进气装置的下方且位于所述竖炉的底部与所述海绵铁出口相连，用于控制出料。

根据本发明的实施例，图2为本发明收气装置主视图，图3为本发明收气装置剖视图，图4为本发明收气直管和锥形收气罩结构示意图，图5为本发明锥形收气罩反吹示意图，参照图1、2、3、4和5所示，本发明所述收气装置2安装于所述竖炉内，更具体的，所述收气装置位于所述冷却段的顶部，包括：收气环管201、多个收气直管202、锥形收气罩203和两个支撑结构206。

根据本发明的实施例，参照图1、2、3、4和5所示，所述收气环管水平固定于所述竖炉的内壁上，且与所述竖炉的冷却气出炉口相连通，所述多个收气直管沿竖直方向均匀分布于所述收气环管的底部且其上端与所述收气环管相连通，每个所述收气直管的底端设有单向封闭挡口结构204，当向所述竖炉内通入冷却气时，所述单向封闭挡口结构将所述收气直管底端封闭，当向所述竖炉内反吹渗碳气时，所述单向封闭挡口结构被渗碳气单向向外吹开，以清除挡口及侧壁收气孔积存的固体碳粉及灰尘，在不影响收气效果的前提下消除了冷却气收气管路堵塞情况，同时反吹渗碳气还对竖炉产品海绵铁起到渗碳作用，有助于改善产品质量；根据本发明的一些实施例，所述收气直管的个数优选为6-12个，每两个所述收气直管在所述收气环管的圆周上的间距为60°-30°，保证气体的均匀回收。

根据本发明的实施例，参照图1、2、3、4和5所示，在每个所述收气直管的管壁上焊接所述收气罩，每个所述收气直管位于所述收气罩内的管壁上设有多个收气孔205，孔径根据竖炉炉料大小优选为5-25mm，用于收集冷却气，所述锥形收气罩的上端固定于所述收气直管的管壁上，其罩口底端低于所述收气直管的底端平面，使所述多个收气孔均水平位置位于所述收气罩内，根据本发明的一些实施例，本发明所述锥形收气罩可以理解为中空的圆台形，所述收气罩的侧面切线与水平面夹角a为45-60°，在保证增大有效收气面积和提高收气效果的同时，使炉料顺利下行，对海绵铁不会产生明显的滞留作用，可以确保冷却过程的海绵铁顺利下行。

根据本发明的实施例，参照图3所示，所述支撑构件206的一端垂直固定于所述中心支管4的下部，另一端与所述竖炉的内壁相连，用于进一步固定并支撑所述中心支管。

根据本发明的实施例，图6为本发明进气装置主视图，参照图1和6所示，所述进气装置3安装于所述竖炉内，更具体的，所述进气装置包括：进气环管301和多个进气口302，其中，所述进气环管水平固定于所述竖炉的内壁上，且与所述竖炉的冷却气进炉口相连通，所述多个进气口沿竖直方向均匀分布于所述进气环管的底部，用于通入冷却气。

根据本发明的一些实施例，所述进气口的个数优选为6-12个，所述进气口沿竖直方向均匀分布于所述进气环管的底部，每两个所述进气口在所述进气环管的圆周上的间距为60°-30°，保证气体的均匀进入。

根据本发明的实施例，参照图3所示，所述中心支管4水平设置，其前端位于所述收气环管的中部，其末端与所述收气环管相连通，所述中心支管前端的下方设有与其相连通的所述收气直管，用于收集所述竖炉中部的冷却气，解决了大尺寸炉膛中心部冷却气收气问题。

根据本发明的一些实施例，本发明所述收气直管位于所述进气口的上方，在安装时，两者可以对齐安装，本发明优选为有一定的位置偏差安装，因为炉内存在一定压力，冷却气扩散较快，冷却气从冷却段下部上升到上部过程中，冷却气会逐步扩散，因此，收气直管和进气口不需要严格正对位置。

根据本发明的实施例，参照图1所示，本发明所述降温除尘装置5的入口与所述竖炉的冷却气出炉口相连，其出口与提压装置相连；根据本发明的一些实施例，本发明所述降温除尘装置优选为水洗塔，所述水洗塔的设计以能达到回收后的冷却气降温、除尘的目的，具体的，经过水洗塔水洗后的冷却气温度应低于40℃，另外提压装置可以使水洗后的冷却气提压至略高于竖炉内部压力，保证冷却气可以顺利进入竖炉冷却段。

根据本发明的实施例，参照图1所示，本发明所述提压装置6与所述竖炉的冷却气进炉口相连，用于使降温除尘后的冷却气提压；根据本发明的一些实施例，本发明所述提压装置优选为二级压缩机。

根据本发明的实施例，参照图1所示，所述控制系统8位于所述竖炉外部，用于控制所述渗碳气切换阀7和提压装置6，所述渗碳气气源9与所述渗碳气切换阀相连，用于提供渗碳气，所述渗碳气切换阀设于所述降温除尘装置与所述竖炉的冷却气出炉口之间的管路中，用于控制渗碳气的反吹。

根据本发明的一些实施例，本发明所述的进气环管和收气环管的管路尺寸依据竖炉冷却段内径设计，进气环管和收气环管的管路内径依据冷却气量设计，目标是在最小气量下，达到使经过冷却段的海绵铁在出料前可以冷却到低于100℃，防止海绵铁出炉后被再次氧化。

在本发明的另一方面，提出了一种利用前面所述的能够反吹的竖炉冷却气处理系统进行竖炉冷却段的冷却气处理的方法，根据本发明的实施例，包括以下步骤。

a.将含铁矿物炉料通过含铁矿物炉料入口送入所述竖炉内腔中，所述含铁矿物炉料由上往下依次经所述预热段、还原段和冷却段运动，同时通过所述还原气入口向所述竖炉内腔中通入还原气。

b.所述炉料在还原段被所述还原气体充分还原后继续下行至所述冷却段，通过所述控制系统控制所述提压装置运作，依次经所述冷却气进炉口、进气环管和进气口向所述竖炉内腔中通入冷却气对还原后的炉料进行冷却，冷却气上行经所述锥形收气罩、收气直管和收气环管收集，同时所述控制系统控制渗碳气切换阀，连通所述降温除尘装置与所述冷却气出炉口之间的管路，使得所述收集的冷却气进入所述降温除尘装置进行降温除尘后，通过所述提压装置提压后再次通入所述冷却段的底部，循环使用。

c.通入冷却气1-2小时后，当冷却气持续工作过程中，冷却气收气装置会被冷却气带入部分积碳及灰尘，这部分固体颗粒会累积于收气孔及末端单向封闭挡口结构处，此时，所述控制系统控制渗碳气切换阀与所述渗碳气气源连通，使得所述渗碳气气源与所述冷却气出炉口相连通，向位于所述冷却段顶部的收气环管内从上往下进行反吹渗碳气进行吹扫，所述渗碳气的通入量是冷却气通入量的1/2-1/3，同时所述控制系统控制提压装置停止工作。

d.所述渗碳气通入所述收气直管时，渗碳气将位于所述收气直管底端的单向封闭挡口结构单向向外吹开，将收气环管和收气直管管路中积存的碳粉及灰尘吹入竖炉，且对竖炉冷却段产生的海绵铁进行渗碳和降温，使竖炉底部海绵铁温度不超过140℃。

e.所述渗碳气进入竖炉内腔中的还原段时，不外排而直接作为气体还原原料与含铁矿物炉料发生还原反应。

f.当反吹渗碳气5-15分钟后，所述控制系统控制渗碳气切换阀，断开渗碳气切换阀与所述渗碳气气源的连通，停止渗碳气的反吹，连通所述降温除尘装置与所述冷却气出炉口之间的管路，同时控制所述提压装置再次向所述竖炉内通入冷却气，对产生的海绵铁进行冷却。

g.还原反应后产生的海绵铁通过控制出料阀进行排出，所述竖炉内的还原后炉顶气通过所述炉顶气出口排出。

根据本发明的一些实施例，本发明中竖炉发生还原反应，完成反应的海绵铁产品下行进入冷却段被竖炉底部进入的冷却气冷却至低于100℃后排出竖炉，得到海绵铁产品。在冷却气正常运转的状态下，每间隔1-2小时，控制系统自动控制渗碳气切换阀动作，向冷却段顶部吹入渗碳气5-15分钟，对收气管起到清理积碳及清理灰尘的作用，同时对冷却段海绵铁起到渗碳和降温作用。

根据本发明的一些实施例，冷却气可以使用氮气、二氧化碳气或者其它与铁矿物不反应的惰性气体，渗碳气采用二氧化碳、一氧化碳与甲烷的混合气也可以含有部分氮气或氢气，其中甲烷在混合气中体积比不高于15%，混合气中的甲烷及一氧化碳从竖炉冷却段顶部反吹入炉后，一方面可以将管路中积存的碳粉及灰尘吹出管路，另一方面，气体进入竖炉内可以对海绵铁起到渗碳作用，提高产品质量。

实施例1：

某氧化铁球团直接还原试验竖炉，炉内压力0.18mpa(g)，其冷却段炉膛内径2.2米，冷却段高3.2米，冷却气采用甲烷、一氧化碳、氮气混合气体。进气环管位于出料阀上面0.3m处，环管内径15cm，进气口6个；收气环管位于进气环管上方2.8m处，环管中心位置有一中心支管，中心支管及环管内径15cm，收气直管7个，收气直管末端单向封闭，侧壁开有多个8mm直径的收气孔，收气直管外侧焊接有收气罩，收气罩的罩口底端比收气直管的底端平面低2cm，收气罩侧边切线与水平夹角45度，收气罩口直径40cm。

水洗塔高5米，内径2米，冷却气从塔下部通入塔内，冷却水从上部通入水洗塔，冷却气被对流水洗降温除尘后，从塔上部流出，水洗塔出口冷却气35℃。水洗后的冷却气进入二级压缩机，提压至0.2mpa(g)输送至竖炉，再次用于竖炉内海绵铁冷却。冷却气从竖炉底部送入竖炉冷却段，可以将海绵铁出料之前冷却至100℃以下，当冷却气工作1小时后，控制系统自动控制渗碳气切换阀动作，向冷却段顶部反吹入0.2mpa(g)的渗碳气进气，其气量为冷却气的1/3，渗碳气为甲烷15%，二氧化碳50%，一氧化碳25%，氮气10%的混合气，同时控制系统控制提压装置停止工作，渗碳气反吹时间5分钟。时间达到后，控制系统再次控制气切换阀动作，同时控制提压装置开始工作，此时向竖炉底部通入冷却气。通过本系统冷却段未发生堵塞问题，同时生产得到的海绵铁产品相比单纯冷却气冷却得到的海绵铁产品，其中碳含量从0.3%提高到1.0%，有效改善了产品质量。

实施例2：

某氧化铁球团直接还原试验竖炉，炉内压力0.12mpa(g)，其冷却段炉膛内径3.2米，冷却段高4.2米，冷却气采用甲烷、一氧化碳、氮气混合气体。进气环管位于出料阀上面0.4m处，环管内径20cm，进气口12个；收气环管位于进气环管上方3.7m处，环管中心位置有一中心支管，中心支管及环管内径20cm，收气直管12个，收气直管末端单向封闭，侧壁开有多个10mm直径的收气孔，收气直管外侧焊接有收气罩，收气罩的罩口底端比收气直管的底端平面低3cm，收气罩侧边切线与水平夹角50度，收气罩口直径50cm。

水洗塔高6米，内径3米，冷却气从塔下部通入塔内，冷却水从上部通入水洗塔，冷却气被对流水洗降温除尘后，从塔上部流出，水洗塔出口冷却气40℃。水洗后的冷却气进入二级压缩机，提压至0.15mpa(g)输送至竖炉，再次用于竖炉内海绵铁冷却。冷却气从竖炉底部送入竖炉冷却段，可以将海绵铁出料之前冷却至100℃以下，当冷却气工作2小时后，控制系统自动控制渗碳气切换阀动作，向冷却段顶部反吹入0.15mpa(g)的渗碳气进气，其气量为冷却气的1/2，渗碳气为甲烷12%，二氧化碳48%，一氧化碳26%，氮气14%的混合气，同时控制系统控制提压装置停止工作，渗碳气反吹时间15分钟。时间达到后，控制系统再次控制气切换阀动作，同时控制提压装置开始工作，此时向竖炉底部通入冷却气。通过本系统冷却段未发生堵塞问题，同时生产得到的海绵铁产品相比单纯冷却气冷却得到的海绵铁产品，其中碳含量从0.3%提高到1.2%，有效改善了产品质量。

发明人发现，根据本发明所述能够反吹的竖炉冷却气处理系统，采用环管均匀布置多个进气口及多个收气直管，同时收气直管外部焊接有锥形收气罩，保证了竖炉内冷却气进气均匀性，并且冷却气回收实现更加高效，另外与传统的单一环管相比，本发明加装了中心支管，实现了中心部位冷却气的高效收集，减少了冷却气未被有效回收而上升到竖炉还原段对还原反应带来的不利影响；其次，本发明锥形收气罩直接焊接在收气直管上，在保证增大有效收气面积的同时对炉料的下行影响很小，对海绵铁不会产生明显的滞留作用，可以确保冷却过程的海绵铁顺利下行，进、收气装置及锥形收气罩制作简单，便于实现；同时，本发明收气直管的底端设有单向封闭结构，侧壁开多个收气孔，且收气直管底端水平高度高于收气罩的罩口底端，保证了收气孔水平位置被收气罩阻隔，同时由于引入了反吹渗碳气控制系统，有效解决了冷却气带入冷却管路固体粉料造成冷却气管路系统的堵塞问题，并且对海绵铁进行渗碳提高了产品质量。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。