一种筛分立式烧结冷却机及烧结矿冷却方法与流程

本发明涉及一种烧结矿冷却机及烧结矿冷却方法，特别涉及一种筛分立式烧结矿冷却机及烧结矿冷却方法，属于炼铁领域和环保领域。

背景技术：

在现代烧结工艺过程中，“冷却”是较关键的工序之一。烧结矿在经过烧结机的焙烧后，已形成高温成品矿，如何能在不影响其质量与成品率的前提下对它进行保护性冷却，使其能够经皮带机送入成品矿仓，同时将其所携带的显热能量完美回收利用，一直以来是业内技术人士不断研究的问题。20世纪60年代以来，烧结矿的冷却工艺得到了迅速发展，其主要分为带式冷却、环式冷却与盘式冷却三大类。在后期的市场竞争中，带式冷却技术被淘汰，余下的环式冷却与盘式冷却技术均各有其优缺点。但综合比较，盘冷比环冷的余热利用率更好(所有烧结矿显热均得到回收利用)，故盘冷机在国外市场应用非常广泛，本专利亦围绕盘冷机技术进行阐述。

盘冷机技术从70年代开始发展，最开始为横向式盘冷，即冷却风是从盘冷机的内环向外环流动，横向穿过待冷却料层与其换热，换热完后的冷却风直接外排至大气。这样做既不经济也不环保，经过多年来的不断研究优化，最新的盘冷机技术是日本三菱日立与中盛钢铁提出的“抽风式纵向盘冷技术”。此技术采用抽风，将冷却风从大气抽入待冷却料底部，然后往上纵向穿过料层，最后从料层上部吹出进入后续工序。该方案与最开始的方案相比，已经有了非常大的优化与进步，下面针对该方案进行详细介绍。

jp2008232519a(三菱日立与中盛钢铁，下称d1)公开了抽风式纵向盘冷技术，三菱日立与中盛钢铁的“抽风式纵向盘冷技术”虽然较常规技术有显著进步，但仍然存在以下五点缺陷：

1)装置整体高度要求过高：由于“抽风式纵向盘冷技术”采取抽风方式，所以必须在进料口位置设置料封，料封高度以盘冷机箱体内料柱高度的1.2～1.5倍为标准。这样就无形中增高了整套盘冷装置的高度，在施工安装时要么就需要将整台烧结机标高上升，要么就需要将盘冷机的土建平面往下挖；

2)风流开路循环导致余热利用率低且污染环境：由于“抽风式纵向盘冷技术”的风流为开路循环，从余热锅炉出来的空气直接外排并未回收利用，这样造成了还有100多度的空气显热被浪费，而且外排的空气内含有大量小颗粒粉尘，对于大气造成一定程度的颗粒物污染；

3)进料口处物料磨损严重：由于“抽风式纵向盘冷技术”在进料溜槽处设置料封，故料封下部与盘冷机箱体内料面上层之间会有一段摩擦距离。此时烧结料在高温与上部料柱挤压的双层恶劣工况下，被摩擦时很容易粉化变碎，从而降低烧结机的成品率；

4)环境污染较严重：由于“抽风式纵向盘冷技术”采取的负压抽风技术，所以它在箱体下部托盘处未设置密封罩装置。这样当烧结矿被刮刀装置刮落时，容易造成大量细微颗粒与粉尘飞溅。且一旦抽风机出现故障检修，盘冷机周围推挤的物料粉尘全部会进入大气，对机旁的操作环境造成及其恶劣的影响。

5)余热锅炉热效率未达到最高：由于“抽风式纵向盘冷技术”未把穿出料层的空气按照风温精准分级，而是全部混合进入到余热锅炉，这样当低温段出口风温过低时，势必会拉低进入余热锅炉的空气温度，从而降低余热锅炉的热效率值。

目前，烧结矿冷却主要采用的是基于大风快冷、一次性装卸冷却原理的传统带式冷却机或环式冷却机。现有技术的烧结矿冷却机普遍存在以下问题：1、漏风严重，电耗高。三种冷却方式都是把烧结矿置于台车上，靠鼓风或抽风对烧结矿进行冷却，台车与风箱之间的密封难以解决，一般漏风率达20％以上，甚至高达50％，增加了冷却电耗；2、换热不充分。带冷机或环冷机中烧结矿与冷却空气间叉流换热，换热效果较差；烧结矿料层堆积高度低，烧结矿与冷却空气换热时间短，换热不充分；3、余热利用效率低。冷却机两端由于不能密封而渗入大量野风，由于野风是不经过烧结料层，因此不仅加大了风机的功率和耗电量，而且大大降低了换热后的烟气温度；现有烧结机余热发电系统中，一般从带冷机或环冷机中温度较高的ⅰ、ⅱ段取风，烧结矿与冷却空气换热端温差大，烟气温度低，做功能力损失大，余热利用率低；4、余热参数波动大。烧结矿在生产过程中产量、温度、和成分波动很大，从而导致换热后烟气参数也发生较大的波动，对余热利用的影响很大；5、无论带式冷却机还是环形冷却机，均体积庞大，投资高，能耗高，设备维护工作量大，工程投资回收周期长。

因此，突破传统环式冷却或带式冷却的局限，开发出一种烧结矿显热高效回收的工艺和技术装备，已是烧结行业节能环保的必由之路。

技术实现要素：

现有技术的竖式冷却塔，烧结料直接进入冷却塔内，塔内采用中心风帽，对烧结矿进行冷却，由于大烧结矿和小烧结矿的冷却特性不同，很难做到供风均匀和冷却均匀。本发明的一种筛分立式烧结冷却机及采用该装置冷却烧结矿的方法，将冷却塔体分为内圈和外环两个区域，通过筛分，对大烧结矿和小烧结矿，分别进行冷却，以保证冷却效果。

本发明为一种筛分立式冷却机(或冷却塔)，冷却机完全静态，没有运动件，基本没有漏风，并且采用逆流换热，大大提高余热回收。本发明的核心在于对进口烧结料进行筛分，小的烧结矿，经过筛分器，进入冷却塔中部，由中心冷却装置供风冷却，小块烧结矿易于冷却，可以快速冷却后排出；大的烧结矿，不经过筛分器，滑入冷却塔的外圈。由于大块烧结矿不易冷却，外圈采用环风单独慢冷，保证冷却效果。

根据本发明提供的第一种实施方式，提供一种筛分立式烧结冷却机。

一种筛分立式烧结冷却机，该筛分立式烧结冷却机包括：料仓、塔体、热风出口、中心冷却装置、筛分板、冷却环、中心冷却供风装置、冷却环供风装置、排料锥斗。其中：料仓设置在塔体的正上方。塔体的顶部或上部设有热风出口。中心冷却装置位于塔体的中心。冷却环设置在中心冷却装置的周围并且位于塔体内。中心冷却供风装置与中心冷却装置连通。冷却环供风装置与冷却环连通。排料锥斗设置在塔体的下方并与塔体连接。中心冷却装置的顶部设有筛分板。

塔体被分为内环和外环两个封闭区域。

优选的是，该筛分立式烧结冷却机还包括：连接管和冷烧结矿运输装置。其中：连接管与排料锥斗的下端连接。连接管的末端设有冷烧结矿运输装置。

优选的是，连接管设有调节阀。

优选的是，该筛分立式烧结冷却机还包括：排料设备和冷烧结矿运输装置，其中：排料设备设置在排料锥斗的底部，排料设备的末端设有冷烧结矿运输装置。

优选的是，该筛分立式烧结冷却机还包括：料钟。料钟与料仓的末端连接并且位于塔体内。

优选的是，料钟位于中心冷却装置的正上方。

优选的是，该筛分立式烧结冷却机还包括：除尘装置。除尘装置设置在料仓的上方。

优选的是，该筛分立式烧结冷却机还包括：测温探头。测温探头设置在排料锥斗的侧壁上。

优选的是，测温探头为热电偶温度传感器。

优选的是，该筛分立式烧结冷却机还包括：在塔体内且贴近塔体顶盖设置有第一辐射热回收器。优选的是，在热风出口的前端设置第二辐射热回收器。

在本发明中，所述冷却环供风装置包括冷却环供风支管、冷却环出风口和冷却风管。其中：冷却风管设置在筛分立式烧结冷却机的外侧周围。冷却环供风支管连接冷却风管和排料锥斗。冷却风管和排料锥斗的连接处设有冷却环出风口。

在本发明中，所述中心冷却供风装置包括中心冷却供风支管、冷却风管和风帽。其中：冷却风管设置在筛分立式烧结冷却机的外侧周围。风帽设置在中心冷却装置的底部。中心冷却供风支管连接风帽和冷却风管。

优选的是：中心冷却供风支管与冷却环下方的排料锥斗交汇处设有供风支管出风口。

在本发明中，所述风帽包括支撑架、风帽顶盖、多个锥形盖板和风帽风管。多个锥形盖板依次设置在支撑架上。从上到下，锥形盖板的底部直径依次增大。风帽顶盖设置在最顶部锥形盖板的上方。风帽风管设置在支撑架的下方并且与支撑架连接。

优选的是，所述风帽顶盖为锥形结构。

优选的是，上下相邻的所述锥形盖板之间形成气流通道。

更优选的是，所述风帽顶盖的锥角大于锥形盖板的锥角。

在本发明中，所述锥形盖板的个数为4-80个，优选6-70个，优选为8-50个，更优选为12-40个，例如18、20或25个。

在本发明中，所述气流通道的间隙为3-100mm，优选为5-80mm，更优选为7-50mm，例如15、20、25、30mm。

在本发明中，风帽顶盖的锥角为20-150度，优选为30-120度，更优选为40-90度。

在本发明中，锥形盖板的锥角为20-150度，优选为30-120度，更优选为40-90度。

优选的是，风帽顶盖为耐磨钢制作的耐磨顶盖；锥形盖板为耐磨钢制作的耐磨锥形盖板。

在本发明中，所述排料设备为双层振动给料机。双层振动给料机包括机体支架、上层振动槽、下层振动槽、振动器。上层振动槽和下层振动槽设置在机体支架上。上层振动槽位于下层振动槽的上方。上层振动槽和下层振动槽分别与振动器连接。振动器驱动上层振动槽和下层振动槽振动。

优选的是，上层振动槽和/或下层振动槽上设有调节装置。调节装置调节下层振动槽的底板倾角。

优选的是，振动器包括上层振动器和下层振动器。上层振动器与上层振动槽连接。下层振动器与下层振动槽连接。

优选的是，上层振动槽和下层振动槽通过弹簧设置在机体支架上。

在本发明中，上层振动槽的底板倾角为10-80度，优选为20-60度；更优选为25-40度。

在本发明中，下层振动槽的底板倾角为10-80度，优选为20-60度；更优选为25-40度。

在本发明中，所述筛分板由多根的钢管环绕组成。筛分板为圆锥形。

优选的是，筛分板母线与底面的夹角为37-63度，优选为40-60度，更优选为45-56度；钢管间的空隙为0-40mm，优选为5-30mm。

优选的是，筛分板多根钢管间的最大间隙为30mm，例如2-20mm，更优选4-10mm。

在本发明中，中心冷却装置设置在塔体的正中心，中心冷却装置横截面面积占塔体横截面面积的5-30％，优选6-25％，优选7-20％，优选为8-18％。

优选的是，该筛分立式烧结冷却机还包括：控制系统；控制系统与中心冷却供风装置、冷却环供风装置、调节阀、冷烧结矿运输装置、除尘器、测温探头、排料设备连接。控制系统控制冷却中心供风装置、冷却环供风装置、调节阀、冷烧结矿运输装置、除尘器、测温探头、排料设备的操作。

根据本发明提供的第二种实施方案，提供一种烧结矿冷却方法。

一种烧结矿冷却方法，该方法包括以下步骤：

(1)热烧结矿由输送机输送至筛分立式烧结冷却机，烧结矿经过除尘器进料仓，通过料钟控制，对塔内进行烧结矿布料；烧结矿下落经过筛分板，筛分板上布置有多个透过孔，小的烧结矿透过筛分板，进入中心冷却装置；大的烧结矿不透过筛分板，进入冷却环；

(2)筛分立式烧结冷却机的中心冷却供风装置和冷却环供风装置分别输送冷却气体(例如空气)通过供风支管出风口、冷却环出风口和风帽进入塔体内，冷却气体自下而上穿过堆积在塔体内的烧结矿料层，并与烧结矿进行逆流热交换，热交换后冷却气体温度逐渐升高，经筛分立式烧结冷却机塔内烧结矿料面排出，形成高温热风，高温热风经热风出口排出；优选的是，高温热风被输送到余热利用系统中；

(3)堆积在冷却机的塔体内的烧结矿与自下而上的冷却气体进行逆流热交换而被冷却，进入到下部的排料锥斗中，中心冷却装置内的小烧结矿通过连接管卸料到冷烧结矿运输装置上，冷却环内的大烧结矿通过连接管卸料到冷烧结矿运输装置；或

中心冷却装置内的小烧结矿和冷却环内的大烧结矿由排料设备排出(例如排出到冷烧结矿输送机上)；

(4)第一辐射热回收器回收烧结矿的辐射热能产生高温水蒸汽，水蒸汽进入余热发电系统中；优选的是，第二辐射热回收器回收烧结矿的辐射热能产生高温水蒸汽，水蒸汽进入余热发电系统中。

优选的是，根据测温探头所检测的温度，控制系统控制中心冷却供风装置、冷却环供风装置、调节阀、冷烧结矿运输装置、除尘器、测温探头、排料设备的操作。

优选的是，其中与每一个排料锥斗相对应设置测温探头，根据每一个测温探头所检测的温度，控制系统控制相对应的排料设备或者调节阀的操作。

实际工艺中，烧结矿排放(或运送到下一工序)的温度是相同的，由于烧结矿尺寸大小相差较大，冷却到同样温度(烧结矿可以从冷却机排放的温度)需要的时间不同。当较小尺寸的烧结矿冷却达到排放温度时，较大尺寸的烧结矿温度要高于排放温度，必须继续冷却，使得较大尺寸的烧结矿也达到排放温度；当较大尺寸烧结矿达到排放温度时，较小尺寸的烧结矿温度远远低于可以排放的温度，这就大大的浪费了冷却风的资源，同时也进一步降低了小尺寸烧结矿在下一工序中的应用。

在本发明中，塔体的内部分为两部分，一部分为中心冷却装置，另一部分为冷却环。中心冷却装置设置在塔体的中心，冷却环设置在中心冷却装置的四周。中心冷却装置的顶部设有筛分板，烧结矿进入冷却机后，从料仓落到筛分板上，筛分板起到筛分的作用，尺寸小于筛分板上钢管间隙的烧结矿落入中心冷却装置内冷却，尺寸大于筛分板上钢管间隙的烧结矿沿着筛分板(筛分板为锥形结构)落入冷却环中冷却，中心冷却装置和冷却环内均设有冷却供风装置。本装置将烧结矿根据尺寸大小，分为两部分冷却，尺寸小的烧结矿冷却速度快，可以在比较短的时间内冷却至可以排放的温度，当尺寸小的烧结矿冷却到了可以排放的温度的时候，将中心冷却装置内的烧结矿从中心冷却装置下方对应的排料锥斗排出；尺寸大的烧结矿的冷却速度较慢，需要较长的冷却时间，在冷却环中的停留时间较长，当尺寸大的烧结矿冷却到可以排放的温度的时候，冷却环中的烧结矿从冷却环下方的排料锥斗中排出。

在本发明中，料钟的作用的均匀分布烧结矿，使得运输到冷却机料仓处的烧结矿均匀的落在筛分板上。

在本发明中，测温探头是检测排料锥斗内烧结矿的温度。优选的是，每一个排料锥斗的侧壁上均设有一个测温探头。该冷却机设有多个排料锥斗，中心冷却装置下方的排料锥斗和冷却环下方的排料锥斗是彼此独立的。一般的，该冷却机包括2-10个排料锥斗，优选为3-8个，更优选为4-6个。

在本发明中，第一辐射热回收器和第二辐射热回收器用于回收烧结矿的辐射热。此外，还可以将辐射热用于加热水成水蒸气从而回收利用。

在本发明中，冷却风管和排料锥斗的连接处设有冷却环出风口，冷却环出风口一般朝下设置，这样可以避免烧结矿进入冷却环供风装置内。中心冷却供风支管与冷却环下方的排料锥斗交汇处设有供风支管出风口，供风支管出风口输入的冷却风吹向冷却环，使得冷却环内有多个冷却风出口。由于冷却环内的烧结矿尺寸较大，需要的冷却风风量较大，实现冷却环内多处进风，充分冷却烧结矿。

在本发明中，筛分板母线与底面的夹角是指筛分板的倾斜程度，也就是筛分板锥面上钢管与钢管末端水平面之间的夹角。夹角越大，说明钢管越倾斜，烧结矿在筛分板上的滚动速度越快；相反，夹角越小，说明钢管越平坦，烧结矿在筛分板上的滚动速度越慢。夹角不能太大，否则烧结矿的滚动速度太快，筛分板不能充分筛分烧结矿；夹角也不能太小，否则烧结矿在筛分板上停留的时间过长，甚至停置在筛分板上，妨碍筛分板的作用。

在本发明中，钢管间的空隙用于小尺寸烧结矿穿过，从而落入中心冷却装置，大尺寸烧结矿沿着空隙滑滚，从而落入冷却环。钢管间的空隙越大，落入中心冷却装置内的烧结矿的尺寸越大；钢管间的空隙越小，落入中心冷却装置内的烧结矿的尺寸越小。同一批次的烧结矿，钢管间的空隙越大，落入中心冷却装置内的烧结矿越多；钢管间的空隙越小，落入中心冷却装置内的烧结矿越少。因此，钢管间的空隙可以根据实际情况而定，如果烧结矿的整体尺寸较大，可以将钢管间的空隙设置稍微较大，如果烧结矿的整体尺寸较小，可以将钢管间的空隙设置较小。本申请中“钢管间的空隙”是指相邻钢管将的最大间隙。由于筛分板是锥形，因此相邻钢管间的实际空隙从锥顶到锥底是依次增大的。“钢管间的空隙”也是指相邻钢管间在锥底处的宽度。

在本发明中，塔体内部的横截面面积就是中心冷却装置的横截面面积与冷却环的横截面面积之和。同一台冷却机，中心冷却装置横截面面积越大，那么冷却环的横截面面积就越小；反之，中心冷却装置横截面面积越小，那么冷却环的横截面面积就越大。中心冷却装置横截面面积越大，中心冷却装置内可以冷却的烧结矿就越多，冷却环内可以冷却的烧结矿就越少；中心冷却装置横截面面积越小，中心冷却装置内可以冷却的烧结矿就越少，冷却环内可以冷却的烧结矿就越多。因此，中心冷却装置横截面面积的大小设置，需要根据实际情况(烧结矿的尺寸)而定。如果烧结矿的尺寸普遍偏小，则中心冷却装置横截面面积需要设置大一些，用于中心冷却装置盛放更多的小尺寸烧结矿冷却；如果烧结矿的尺寸普遍偏大，则中心冷却装置横截面面积需要设置小一些，用于冷却环盛放更多的大尺寸烧结矿冷却。

在本发明中，一般而言，该立式冷却机主要由料仓、塔体、热风出口、中心冷却装置、筛分板、冷却环、中心冷却供风装置、冷却环供风装置、排料锥斗组成。料仓、料钟组成均匀进料系统，热烧结矿进入料仓后，在重力作用下进入料钟，然后从料钟流出，进入顶盖和塔壁组成的塔体内，落在筛分板上，小尺寸的烧结矿从筛分板的间隙中进入中心冷却装置，大尺寸的烧结矿沿着筛分板滚落在冷却环装置内；冷却风通过中心冷却供风装置均匀风帽，再通过风帽均匀吹入堆积在中心冷却装置的烧结矿内，对烧结矿进行冷却；冷却风还可以通过冷却环供风装置均匀吹入冷却环，再通过冷却环出风口或者供风支管出风口均匀吹入堆积在冷却环的烧结矿内，对烧结矿进行冷却；冷却后的烧结矿在重力作用下流入到排料锥斗内，排料锥斗沿圆周方向均匀布置若干个，保证了通过排料锥斗的烧结矿可以均匀地向下流动；每个排料锥斗下端都连接有一个排料设备或连接管，通过排料设备或连接管可以控制每个排料锥斗的排料速度。进入塔体的冷却风经过与热烧结矿的换热之后，将热烧结矿冷却至150℃以下，而自身被加热到较高的温度成为热风，热风穿过料层后通过料层顶端的料面，进入顶盖与塔壁形成的塔体的上端的无料区，然后再经过热风出口排出，进入后续余热发电系统。

料仓是一圆柱形或方形桶状结构，用于缓冲盛放输送机运输过来的热烧结矿，料仓底部固定连接在塔体的顶盖上。塔壁是一圆柱形或方形桶状结构，其上端与顶盖固定连接，下端与排料锥斗连接，在其中间某个部位固定在基础上，顶盖的重量承接在塔壁一周。风帽位于中心冷却装置内部下部位置，坐落在排料锥斗之上，冷却风可以均匀通过风帽一周向塔体内的烧结矿吹入，进行烧结矿的冷却。排料锥斗位于塔壁下端，与基础固定，排料锥斗的形状为上大下小的异形或圆形或锥形结构。冷却后的烧结矿在重力作用下流入到排料锥斗内。每个排料锥斗下端都连接有一个排料设备或连接管，通过排料设备或连接管上的调节阀可以控制每个排料锥斗的排料速度。热风出口位于塔壁上部，与塔壁固定连接，并且与塔体内部连通，热风穿过料层后通过料层顶端的料面，进入顶盖与塔壁形成的塔体的上端的无料区，然后再经过热风出口排出，进入后续余热发电系统。

优选地，在塔壁下部沿周向均匀布置若干个测温探头，测温探头可以为热电偶温度传感器。当检测的周向某个位置的烧结矿温度达到冷却效果后，就正常地开启该区域对应的排料锥斗下方的排料设备或排料出口，进行正常排料，反之，则相应对降低排料设备的排料速度或关闭排料设备，让该区域的烧结矿再冷却一段时间，当烧结矿温度达到冷却效果后，在进行正常排料。

优选地，排料锥斗可以起到料封的作用。优选地，排料锥斗上端，相邻排料锥斗之间相互连接在一起，再向下分开为若干个结构。

经过单辊破碎机破碎后的热烧结矿，由热烧结矿输送装置运输到立式冷却机顶部，进入到立式冷却机料仓内，烧结矿在重力作用下自上而下连续流动，经过冷却机料仓与料钟，进入中心冷却装置或冷却环，与机内自下而上的冷却风进行逆流热交换，烧结矿温度冷却至150℃以下后，经过立式冷却机下部的排料锥斗，然后由排料设备排出到冷烧结矿输送机上，再由冷烧结矿输送机将冷却后的烧结矿运输到下一工序。

冷却气体在循环风机的作用下，从冷却机的中心冷却供风装置和冷却环供风装置以一定的压力通过出风口和风帽供入机体内，自下而上穿过烧结矿料层，并与烧结矿进行逆流热交换。热交换后冷却气体温度逐渐升高，经立式冷却机塔内烧结矿料面排出，形成高温热风。高温热风经立式冷却机上部的热风出口排出。排出的高温热风进入到后续的余热发电系统。

优选地，该装备还具有自反馈排料调节功能。通过测温探头检测相应区域的烧结矿温度，当检测的周向某个位置的烧结矿温度达到冷却效果后，就正常地开启该区域对应的排料锥斗下方的排料设备，进行正常排料，反之，则相应对降低排料设备的排料速度或关闭排料设备，让该区域的烧结矿再冷却一段时间，当烧结矿温度达到冷却效果后，在进行正常排料。同时，也可以通过调节调节棒的插入深度进行排料速度的调节。

该发明的冷却风帽，主要由风帽顶盖、从小到大多个锥形盖板、支撑架和风帽风管组成。其中，风帽顶盖为一锥形结构，主要是保护位于其下面的锥形盖板的作用；锥形盖板分为从小到大的多个，为锥形结构，锥形盖板的锥角小于顶盖锥角，相邻锥形盖板之间形成气流通道，冷却气体可以从气流通道流出，对立式冷却机内的烧结矿进行冷却；支撑架，主要作用是支撑耐磨顶盖和锥形盖板，风帽顶盖和锥形盖板固定在支撑架上；风帽风管位于支撑架下端，风帽风管一端连接通入冷却风，另一端连接支撑架，通过风帽风管的冷却风能够直接进入到风帽内，再通过锥形盖板之间的气流通道向外供风。

在本发明中，支撑架为锥形的框架，支撑架是可以透风的，也就是说支撑架的上表面(锥面)设有孔隙，冷却风能够自由的穿过支撑架。支撑架用于支撑风帽顶盖、锥形盖板和用于连接风帽风管。

在本发明中，风帽顶盖为锥形结构，设置在支撑架的最顶端并且位于最顶部锥形盖板的上方，用于保护冷却风帽，避免由于烧结矿料的下落损坏冷却风帽。

在本发明中，锥形盖板是锥形结构的中间一段(一圈)，锥形盖板的上、下(顶部和底部)均为开放的，侧壁为倾斜的，冷却风可以从锥形盖板的下方自由的穿过上方。本发明的锥形盖板，从上到下，锥形盖板的底部直径依次增大，多个锥形盖板累积设置在一起，形成一个整体呈锥形结构的冷却风帽装置。最上面一个锥形盖板的顶部由风帽顶盖覆盖。

在本发明中，相邻锥形盖板之间形成气流通道，相邻锥形盖板之间可以通过设置垫块(钢材焊接)等形式，使得相邻锥形盖板之间形成气流通道，冷却风可以从气流通道顺利的进入冷却机。上一个锥形盖板的底部与下一个锥形盖板的顶部相互交叉(有重叠的部分)，避免烧结矿从气流通道进入冷却风帽的内部。

在本发明中，冷却风帽的高度不受限制，根据冷却机的规模和烧结矿的试剂情况而定。一般的，冷却风帽的高度为30-500cm，优选为50-300cm，更优选为80-200cm。

在本发明中，锥形盖板的个数根据实际工艺的需要而设定，冷却风帽的高度越高，锥形盖板的个数越多；冷却风帽的高度越低，锥形盖板的个数越少。

在本发明中，气流通道的间隙也不受限制，只要能够保证冷却风顺利进入冷却机即可。一般的冷却机需要的风量越大，气流通道的间隙越大。

在本发明中，风帽顶盖的锥角和锥形盖板的锥角不受限制。实际使用过程中，风帽顶盖的锥角和锥形盖板的锥角如果过小，则冷却风出风的锥面减小，风量也就减小；如果风帽顶盖的锥角和锥形盖板的锥角如果过大，则烧结矿可能在冷却风帽的锥面上停留，将影响冷却风进入冷却机，也将影响烧结矿的正常流动。一般的，风帽顶盖的锥角和锥形盖板的锥角20-150度，优选为30-120度，更优选为40-90度。风帽顶盖的锥角大于锥形盖板的锥角是为了更好的保护锥形盖板。

振动输送机主要由振动器、机体支架、上层振动槽、下层振动槽组成。其中，振动器连接在振动槽上，能够使振动槽产生振动，振动槽用弹簧连接在机体支架上，机体支架固定。下层振动槽位于下方，物料可以从下层振动槽内进行振动输送。上层振动槽位于下层振动槽上方，其物料入口与下层振动槽隔开一定距离，便于两个振动槽的物料入口分开布置，物料可以从上层振动槽内进行振动输送。

其中，为了实现双层振动输送机以两种不动的输送速度工作，分为双振动器方案和单振动器不同倾角方案。双振动器方案，是上层振动槽连接一个上层振动器，下层振动槽连接一个下层振动器，上层振动器和下层振动器可以以不同的振动频率(或振幅)工作，这就能实现上层振动槽和下层振动槽以不同的输送速度工作。单振动器不同倾角方案，则是一个振动器连接在两个振动槽上，上层振动槽和下层振动槽固定连接，但是上层振动槽和下层振动槽底板倾角不同，在相同的振动频率下，由于底板倾角不用，则能实现上层振动槽和下层振动槽以不同的输送速度工作。

优选地，单振动器不同倾角方案中，可以在上层振动槽上设置调节装置，通过调节装置可以调节上层振动槽的底板倾角，从而适应不同的输送量。

上层振动槽位于下层振动槽的正上方。上层振动槽位于下层振动槽均为槽式结构，一般有位于底部的底板和位于底板上方两侧的侧板组成，上层振动槽的长度小于下层振动槽的长度(一般是指底板的长度)，上层振动槽的长度和下层振动槽的长度根据立式冷却机排料锥斗出口处的直径决定，假设立式冷却机排料锥斗出口处的直径为d，那么上层振动槽的长度比下层振动槽的长度短d/2，上层振动槽和下层振动槽的出料口处是平齐的，下层振动槽最前端的边缘位于排料锥斗最外侧的边缘下方，上层振动槽最前端的边缘位于排料锥斗中线的下方，也就实现了，排料锥斗排出的料一半经过上层振动槽排出，另一半经过下层振动槽排出。

在本发明中，调节装置是调节上层振动槽或下层振动槽底板的倾斜角度，底板的倾角是指底板与水平面形成的夹角。倾角越大，下料速度越快，倾角越小，下料速度越慢。上层振动槽的底板倾角和下层振动槽的底板倾角可以相同，也可以不相同。

在本发明中，上层振动器和下层振动器的振动频率和振幅可以相同，也可以不相同。上层振动器和下层振动器分别由独立的电机驱动。

一般，由顶盖和塔壁组成的塔体的高度一般是5-18米，优选6-15米，更优选7-12米。塔体的外直径一般为8-30米，优选9-27米，优选10-25米，优选11-22米，更优选12-20米。

在本申请中，风帽的直径一般是1.5-4米，优选1.8-3.5米，更优选2-3米，更优选2.2-2.8米，例如2.5米。

与现有技术相比较，本发明的筛分式立式烧结冷却机具有以下有益技术效果：

1、将烧结矿进行筛分，烧结矿尺寸的大小，并分别进行冷却；例如：区分50mm以下的小烧结矿和大烧结矿并分别进行冷却。

2、根据大烧结矿和小烧结矿的特性，大烧结矿和小烧结矿的冷却特性不一致，小烧结矿冷却时间短，大烧结矿冷却时间长。因此对大烧结矿和小烧结矿采用不同的卸料方式，单独控制，保证所有烧结矿均冷却至要求的温度。

3、通过料钟控制进料速度，保证烧结矿在塔内形成想要的筛分效果。

4、烧结矿辐射热回收功能。刚进入塔体的热烧结矿温度很高，通过料层表面向塔体内辐射热能。设置于顶盖下方塔体内部，料层上方的辐射热回收器能够回收辐射热能，转换为高温蒸汽，通过热回收管道进入余热发电系统。

附图说明

图1为本发明筛分立式烧结冷却机的结构示意图；

图2为本发明筛分立式烧结冷却机第二种设计的结构示意图；

图3为本发明筛分立式烧结冷却机第三种设计的结构示意图；

图4为图1中a-a部位的剖视图；

图5为图1中b-b部位的剖视图；

图6为图1中c-c部位的剖视图；

图7为本发明筛分板结构示意图；

图8为本发明风帽的结构示意图；

图9为本发明双层振动给料机设有两个振动器的结构示意图；

图10为本发明双层振动给料机设有一个振动器的结构示意图；

图11为本发明筛分立式烧结冷却机的控制示意图。

附图标记：1：料仓；2：塔体；3：热风出口；4：中心冷却装置；401：筛分板；5：冷却环；6：中心冷却供风装置；601：中心冷却冷却支管；602：供风支管出风口；7：冷却环供风装置；701：冷却环冷却支管；702：冷却环出风口；8：排料锥斗；9：连接管；901：调节阀；10：冷烧结矿运输装置；11：除尘器；12：料钟；13：冷却风管；14：测温探头；m：风帽；m01：支撑架；m02：风帽顶盖；m03：锥形盖板；m04：风帽风管；p：排料设备；p01：机体支架；p02：上层振动槽；p03：下层振动槽；p04：振动器；p0401：上层振动器；p0402：下层振动器；p05：调节装置；k：控制系统；f01：第一辐射热回收器；f02：第二辐射热回收器。

具体实施方式

根据本发明提供的第一种实施方式，提供一种筛分立式烧结冷却机。

一种筛分立式烧结冷却机，该筛分立式烧结冷却机包括：料仓1、塔体2、热风出口3、中心冷却装置4、筛分板401、冷却环5、中心冷却供风装置6、冷却环供风装置7、排料锥斗8。其中：料仓1设置在塔体2的正上方。塔体2的顶部或上部设有热风出口3。中心冷却装置4位于塔体2的中心。冷却环5设置在中心冷却装置4的周围并且位于塔体2内。中心冷却供风装置6与中心冷却装置4连通。冷却环供风装置7与冷却环5连通。排料锥斗8设置在塔体2的下方并与塔体2连接。中心冷却装置4的顶部设有筛分板401。

优选的是，该筛分立式烧结冷却机还包括：连接管9和冷烧结矿运输装置10。其中：连接管9与排料锥斗8的下端连接。连接管9的末端设有冷烧结矿运输装置10。

优选的是，连接管9设有调节阀901。

优选的是，该筛分立式烧结冷却机还包括：排料设备p和冷烧结矿运输装置10、其中：排料设备p设置在排料锥斗8的底部，排料设备p的末端设有冷烧结矿运输装置10。

优选的是，该筛分立式烧结冷却机还包括：料钟12。料钟12与料仓1的末端连接并且位于塔体2内。

优选的是，料钟12位于中心冷却装置4的正上方。

优选的是，该筛分立式烧结冷却机还包括：除尘装置11。除尘装置11设置在料仓1的上方。

优选的是，该筛分立式烧结冷却机还包括：测温探头14。测温探头14设置在排料锥斗8的侧壁上。

优选的是，测温探头14为热电偶温度传感器。

优选的是，该筛分立式烧结冷却机还包括：在塔体2内且贴近塔体2顶盖设置有第一辐射热回收器f01。优选的是，在热风出口3的前端设置第二辐射热回收器f02。

在本发明中，所述冷却环供风装置7包括冷却环供风支管701、冷却环出风口702和冷却风管13。其中：冷却风管13设置在筛分立式烧结冷却机的外侧周围。冷却环供风支管701连接冷却风管13和排料锥斗8。冷却风管13和排料锥斗8的连接处设有冷却环出风口702。

在本发明中，所述中心冷却供风装置6包括中心冷却供风支管601、冷却风管13和风帽m。其中：冷却风管13设置在筛分立式烧结冷却机的外侧周围。风帽m设置在中心冷却装置4的底部。中心冷却供风支管601连接风帽m和冷却风管13。

优选的是：中心冷却供风支管601与冷却环5下方的排料锥斗8交汇处设有供风支管出风口602。

在本发明中，所述风帽m包括支撑架m01、风帽顶盖m02、多个锥形盖板m03和风帽风管m04。多个锥形盖板m03依次设置在支撑架m01上。从上到下，锥形盖板m03的底部直径依次增大。风帽顶盖m02设置在最顶部锥形盖板m03的上方。风帽风管m04设置在支撑架m01的下方并且与支撑架m01连接。

优选的是，所述风帽顶盖m02为锥形结构。

优选的是，上下相邻的所述锥形盖板m03之间形成气流通道m05。

更优选的是，所述风帽顶盖m02的锥角大于锥形盖板m03的锥角。

在本发明中，所述排料设备p为双层振动给料机。双层振动给料机包括机体支架p01、上层振动槽p02、下层振动槽p03、振动器p04。上层振动槽p02和下层振动槽p03设置在机体支架p01上。上层振动槽p02位于下层振动槽p03的上方。上层振动槽p02和下层振动槽p03分别与振动器p04连接。

优选的是，上层振动槽p02和/或下层振动槽p03上设有调节装置p05。调节装置p05调节下层振动槽p03的底板倾角。

优选的是，振动器p04包括上层振动器p0401和下层振动器p0402。上层振动器p0401与上层振动槽p02连接。下层振动器p0402与下层振动槽p03连接。

优选的是，上层振动槽p02和下层振动槽p03通过弹簧设置在机体支架p01上。

在本发明中，所述筛分板401由多根的钢管环绕组成。筛分板401为圆锥形。

优选的是，筛分板401母线与底面的夹角为37-63度，优选为40-60度，更优选为45-56度。

钢管间的空隙为0-40mm；优选的是5-30mm。筛分板401多根钢管间的最大间隙为30mm。筛分后的中圈小矿和外圈大矿冷却区域面积比为1:3-3:1之间，优选为1:2-2:1之间。

在本发明中，中心冷却装置4设置在塔体2的正中心，中心冷却装置4横截面面积占塔体2横截面面积的5-30％，优选6-25％，优选7-20％，优选为8-18％。

优选的是，该筛分立式烧结冷却机还包括：控制系统k；控制系统k与中心冷却供风装置6、冷却环供风装置7、调节阀901、冷烧结矿运输装置10、除尘器11、测温探头14、排料设备p连接。控制系统k控制冷却中心供风装置6、冷却环供风装置7、调节阀901、冷烧结矿运输装置10、除尘器11、测温探头14、排料设备p的操作。

根据本发明提供的第二种实施方案，提供一种烧结矿冷却方法。

一种烧结矿冷却方法，该方法包括以下步骤：

(1)热烧结矿由输送机输送至筛分立式烧结冷却机，烧结矿经过除尘器11进料仓1，通过料钟12控制，对塔内进行烧结矿布料；烧结矿下落经过筛分板401，筛分板401上布置有多个透过孔，小的烧结矿透过筛分板401，进入中心冷却装置4；大的烧结矿不透过筛分板401，进入冷却环5；

(2)筛分立式烧结冷却机的中心冷却供风装置6和冷却环供风装置7分别输送冷却气体(例如空气)通过供风支管出风口602、冷却环出风口702和风帽m进入塔体2内，冷却气体自下而上穿过堆积在塔体2内的烧结矿料层，并与烧结矿进行逆流热交换，热交换后冷却气体温度逐渐升高，经筛分立式烧结冷却机塔内烧结矿料面排出，形成高温热风，高温热风经热风出口3排出；优选的是，高温热风被输送到余热利用系统中；

(3)堆积在冷却机的塔体2内的烧结矿与自下而上的冷却气体进行逆流热交换而被冷却，进入到下部的排料锥斗8中，中心冷却装置4内的小烧结矿通过连接管9卸料到冷烧结矿运输装置10上，冷却环5内的大烧结矿通过连接管9卸料到冷烧结矿运输装置10；或

中心冷却装置4内的小烧结矿和冷却环5内的大烧结矿由排料设备p排出(例如排出到冷烧结矿输送机(10)上)；

(4)第一辐射热回收器f01回收烧结矿的辐射热能产生高温水蒸汽，水蒸汽进入余热发电系统中；优选的是，第二辐射热回收器f02回收烧结矿的辐射热能产生高温水蒸汽，水蒸汽进入余热发电系统中。

优选的是，根据测温探头14所检测的温度，控制系统k控制中心冷却供风装置6、冷却环供风装置7、调节阀901、冷烧结矿运输装置10、除尘器11、测温探头14、排料设备p的操作。

优选的是，其中与每一个排料锥斗8相对应设置测温探头14，根据每一个测温探头14所检测的温度，控制系统k控制相对应的排料设备p或者调节阀901的操作。

实施例1

由顶盖和塔壁组成的塔体2的高度为9米，塔体2的外直径为13米。排料锥斗8的高度

为7米。风帽m的直径是2.5米。

中心冷却装置4横截面面积占塔体2横截面面积20％。

烧结矿的日处理能力为8600吨/天。进入料仓1中之前的烧结矿的温度为700℃左右，热风出口8的热风温度达到500℃左右。回收的热量用于发电，发电量大约是45度电。

与现有技术的环冷机相比，优点是：发电量高、漏风率低、粉尘排放小，设备简单可靠，由于密封性更好，本发明的技术能够提供更高温度的热风用于产生高温蒸汽，显著提高了发电效能。

该工艺还可以克服烧结矿在立式冷却装置内的二次烧结问题，防止立式冷却装置出现卡堵现象。装置运行6个月，没有出现堵料、卡死的问题。