一种竖式冷却器的制作方法

本实用新型涉及高温球团冷却处理技术领域，尤其涉及一种竖式冷却器。

背景技术：

在钢铁行业中的直接还原生产工艺中，排出的高温球团要从1100℃，冷却到200℃左右，最大化的回收利用这部分能量，无论对节能环保、保护环境，还是对企业效益均有重大意义。成品金属化球团矿出炉温度在1100℃左右，携带热能约1200MJ/t，折合标煤约40kg。

现有的冷却设备主要有如下三种：

1、单筒式冷却机，其通体由两组托轮支撑，与地面呈3～5度的倾角，通过固定在筒体上的齿圈与小齿轮啮合，电动机与减速器带动其旋转，筒体内安装有各式扬料板以增加物料与空气的接触面积。这种设备占地面积大，冷却效率低，出料温度250℃以上。

2、链篦冷却机，其主体是一段或几段篦床，通过曲杆连杆机构驱动篦床上的活动篦板，卸落到篦床上的高温物料逐渐被推向料端，同时受到来自篦床下的冷却风的连续冷却。由于篦床全部由耐热钢铸件组装而成，且链篦机的排风须经收尘器处理，因此这种设备造价高，维修量大，造作管理复杂，电耗高。

3、竖式冷却器，目前的竖式冷却器采用刮板推料系统，刮板由结构复杂的销齿传动装置驱动，加工成本高，制造和安装难度大，在实际使用中刮板和刮板平台之间时常出现小块物料卡死的现象，从而导致销齿装置不能正常工作，无法保证生产的稳定性和连续性，难以推广。

技术实现要素：

鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供一种竖式冷却器，该竖式冷却器提高了系统的热效率，节约了能源。

为了达到上述目的，本实用新型采用支撑板和风帽，实现了冷煤气与高温球团逆流换热，利用冷煤气带走高温球团的热量，携带走热量的煤气直接燃烧使用，回收了显热；并采用振动给料器替代结构复杂的刮板推料系统。具体实现方案如下：

一种竖式冷却器，所述竖式冷却器包括冷却器、支撑板、进气口、出气口、进料口、出料口和振动给料器；

所述进料口和出料口分别设置在所述冷却器的顶端和底端；所述进气口和出气口分别设置在所述冷却器的下部和上部；

所述支撑板包括内圆板和辐条；所述辐条的一端固定在所述冷却器的内侧壁的下端，另一端与所述内圆板固定连接；所述内圆板的中心固定连接有主风帽；所述主风帽与进气主管连通；所述进气主管穿过所述进气口与煤气加压机连接；所述辐条上固定连接有副风帽；所述副风帽通过进气支管与所述主风帽连通；

所述振动给料器连接在下料管的下端；所述下料管的上端穿过所述冷却器的底端与所述冷却器的内腔连通。

进一步的，同一径向分布的副风帽的高度从所述内圆板到所述冷却器的内侧壁渐次减小；同一周向上分布的副风帽的高度相同。

进一步的，所述副风帽的数量为4个；4个副风帽均匀分布在所述主风帽为中心的周向上。

进一步的，所述主风帽和副风帽均为锥形风帽。

进一步的，所述冷却器的内径的取值范围为2.2～3.0m。

进一步的，所述进气口与所述冷却器的顶端的距离为所述冷却器高度的1/4～1/3；所述出气口与所述冷却器的顶端的距离为所述冷却器高度的2/3～3/4。

进一步的，所述支撑板的材料为耐火耐磨材料。

进一步的，所述冷却器的上部还设置有用于控制料层厚度的料位计。

进一步的，所述冷却器的下部还设置有测量球团和煤气温度的热电偶、以及测量所述冷却器内的压力的压力计。

本实用新型有益效果如下：

1、本实用新型通过分布在支撑板上的风帽(主风帽和副风帽)，实现了冷煤气与高温球团逆流换热，使得二者热交换充分，热交换后的热煤气可回收高温球团中所带的热量并用于助燃，提高了系统的热效率，节约了能源，通风效果好，重量轻，成本低。

2、本实用新型采用简单可靠的振动给料器替代结构复杂的刮板推料系统，制造安装简单，操作方便。

3、本实用新型：针对年生产20万吨金属化球团生产工艺，控制冷却器的内径，实现了进入冷却器的高温球团温度在1000～1100℃，经冷煤气换热后，出口球团温度150～200℃，冷煤气用量为400～900m³/t，热值4200～5000kJ/m³。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本实用新型的竖式冷却器结构示意图；

图2为本实用新型中支撑板和风帽结构示意图；

图中，1、进料口；2、出气口；3、副风帽；4、主风帽；5、出料口；6、支撑板；6-1、内圆板；6-2、辐条；7、冷却器；8、进气口；9、下料管；10、振动给料器；11、进气主管；12、进气支管；13、耐火材料。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理。

本实施给出了一种竖式冷却器，其结构参考图1和图2，该竖式冷却器包括冷却器7、支撑板6、进气口8、出气口2、进料口1、出料口5和振动给料器10。其中，进料口1和出料口5分别设置在冷却器7的顶端和底端。进气口8和出气口2分别设置在冷却器7的下部和上部。

为了充分的进行换热，带走球团的热量二次利用，本实施例的进气口8到冷却器7的顶端的距离为冷却器高度的1/4～1/3，出气口2到冷却器7的顶端的距离为冷却器7高度的2/3～3/4。

本实施例的支撑板6包括内圆板6-1和辐条6-2，参考图2，辐条6-2的一端固定在冷却器7的内侧壁的下端，另一端与内圆板6-1固定连接。内圆板6-1的中心固定连接有主风帽4，主风帽4与进气主管11连通，进气主管11穿过进气口8与煤气加压机(图中未显示)连接。辐条6-2上固定连接有副风帽3，副风帽3通过进气支管12与主风帽4连通，这样保证了进风的均匀性，可以更加有效的冷却高温球团。

本实施例的副风帽3的分布：同一径向分布的副风帽3的高度从内圆板6-1到冷却器7的内侧壁渐次减小，同一周向上分布的副风帽3的高度相同。主风帽4的高度大于副风帽3的高度。本实施例的副风帽3的数量优选为4个，该4个副风帽3均匀分布在主风帽4为中心的周向上。为了解决物料和冷煤气逆向热交换的问题，本实施例的主风帽4和副风帽3均采用锥形风帽。

本实施例的振动给料器10连接在下料管9(图中未显示)的下端，该下料管9的上端穿过冷却器7的底端与冷却器7的内腔连通。本实施例的下料管9和振动给料器10(如电磁振动给料机)的数量优选为4个，均匀分布在出料口5的周围。4个电磁振动给料机，由中央系统控制电磁振动给料机工作，通过输送设备送至下道工序。

针对年产20万吨的金属化球团，冷却器7的内径的取值范围一般为2.2～3.0m，优选为2.5m，这样可保证气体流速合理，穿过高温球团的阻力损失小，电耗低，冷却效果好，冷却效率高，成本低。

本实施例的支撑板6的材料为耐火耐磨材料。

为了进一步保证冷却效果，本实施例在冷却器7的上部还设置有用于控制料层厚度的料位计(图中未显示)，同时设有检修孔，用于设备的日常检修。为了随时监测冷却器7内的金属球团和煤气温度，以控制排料时间和排料量，本实施例在冷却器7的下部还设置有测量金属球团和煤气温度的热电偶(图中未显示)、以及测量冷却器7内压力的压力计(图中未显示)。

本实施例的工作过程为：在冷却物料时，高温物料通过竖式冷却器上部的进料口1进入后，自然下滑形成物料堆，将冷风包裹覆盖并形成一定的料层厚度。冷煤气通过进气总管道与冷却器7的风管法兰相连接，进入冷却器7。从冷却器7的下部的进气口8进来的冷煤气，通过副风帽4和主风帽3，从环形空隙中吹出，穿过周围的高温物料，冷煤气与高温球团充分换热后，从冷却器7上部的出气口2排出。冷却后的球团，随着设置中冷却器7底部的振动给料器10的振动，逐渐从出料口5排出。

年生产20万吨金属化球团生产工艺中，进入冷却器7的高温球团温度在1000～1100℃，经本实施例的冷煤气换热后，出口球团温度150～200℃，冷煤气用量为400～900m³/t，热值4200～5000kJ/m³。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。