一種鐵礦石隧道窯高溫還原物料窯內(nèi)快速冷卻裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于礦物及冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鐵礦石隧道窯高溫還原物料窯內(nèi)快速冷卻裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在鐵礦石隧道窯磁化焙燒過程中，鐵礦石經(jīng)隧道窯加熱還原帶高溫焙燒后的物料，為防止焙燒礦產(chǎn)生二次氧化，一般需將高溫焙燒礦出窯前在隧道窯冷卻段冷卻到300°C以下，冷卻介質(zhì)采用氧含量較低的低溫煙氣或熱值較低的常溫煤氣。當冷卻介質(zhì)從隧道窯出料端供入后，冷卻介質(zhì)在從出料端往高溫帶流動過程中與高溫焙燒礦進行輻射與對流傳熱，冷卻介質(zhì)吸熱后溫度升高，而高溫焙燒礦放熱后溫度降低。當冷卻介質(zhì)流動到隧道窯冷卻帶入口時，對于采用低溫煙氣的冷卻介質(zhì)來說，從冷卻帶入口的抽煙口將換熱后的煙氣抽走，對于采用低熱值煤氣的冷卻介質(zhì)來說，預(yù)熱后的低熱值煤氣在流動到隧道窯高溫帶后參與窯內(nèi)燃燒。當高溫焙燒礦移動到隧道窯出料端并且焙燒礦溫度降低到300°C以下時，窯車從隧道窯內(nèi)推出，在大氣中焙燒礦進行進一步冷卻。
[0003]目前，鐵礦石隧道窯高溫焙燒物料的這種冷卻方法存在主要問題有:(1)當隧道窯高溫焙燒礦采用低溫氣體進行冷卻時，冷卻介質(zhì)與焙燒礦的溫差較小，焙燒礦降溫速度較慢，冷卻過程需要較長的時間，焙燒礦溫度才能下降到300°C以下；(2)為防止高溫焙燒礦產(chǎn)生二次氧化，冷卻過程中需采用氧含量較低的低溫煙氣或熱值較低的煤氣，在煤氣資源缺乏的地區(qū)，限制了這種方法的推廣使用；(3)高溫焙燒物料在窯內(nèi)冷卻過程中，由于料層內(nèi)部傳熱速度較慢，上層焙燒礦與底層焙燒礦的冷卻溫差較大，焙燒礦冷卻不均勻；(4)隧道窯需要較長的冷卻帶，降低了隧道窯的產(chǎn)能、增加了單位產(chǎn)品的成本。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供一種在無氧化情況下冷卻速度快、冷卻效果好、成本低的鐵礦石隧道窯高溫還原物料窯內(nèi)快速冷卻裝置。
[0005]為了達到上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:一種鐵礦石隧道窯高溫還原物料窯內(nèi)快速冷卻裝置，在隧道窯冷卻帶頂部設(shè)有焙燒物料冷卻系統(tǒng)，所述焙燒物料冷卻系統(tǒng)包括依次連接的冷卻水供水裝置、冷卻水霧化裝置和冷卻水噴水裝置。
[0006]進一步地，所述冷卻水供水裝置包括相互連接的水栗和供水管道，所述供水管道上設(shè)有水過濾器。
[0007]進一步地，所述冷卻水霧化裝置包括相互連接的高速噴嘴和霧化器，所述高速噴嘴與供水管道相連。
[0008]進一步地，所述冷卻水噴水裝置包括與霧化器相連的冷卻水噴頭。
[0009]進一步地，所述冷卻水噴頭沿隧道窯長度方向在冷卻帶頂部中部設(shè)置3-4個。
[0010]進一步地，所述冷卻水噴頭安裝高度距離隧道窯窯車焙燒物料面為0.5-1.0m。
[0011]本實用新型相對現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果:本實用新型在鐵礦石隧道窯磁化焙燒中，通過在隧道窯冷卻帶頂部設(shè)置焙燒物料冷卻系統(tǒng)，冷卻水經(jīng)加壓、過濾、霧化后均勻地噴射在高溫焙燒物料上方，可使經(jīng)隧道窯高溫焙燒后的物料在從隧道窯加熱還原帶進入到冷卻帶后，高溫爐氣與下落過程中的霧化水進行接觸進行充分熱交換，霧化水吸熱后變成水蒸汽從冷卻帶頂部被抽走，同時焙燒物料上方的高溫爐氣放熱后溫度降低，爐氣溫度的降低也使窯頂和窯墻的溫度隨之降低，由于高溫焙燒物料在隧道窯內(nèi)主要以輻射傳熱的形式將熱量傳遞給爐氣、窯墻和窯頂，物料傳熱溫差的降低加快了高溫焙燒物料的溫降速度，在高溫焙燒物料冷卻后期，霧化水直接噴射在焙燒物料表面并與高溫焙燒物料直接進行換熱，使高溫焙燒物料溫度降低到100°c以下。本實用新型實現(xiàn)了對高溫焙燒物料的快速冷卻，縮短了冷卻帶長度，提高了鐵礦石隧道窯磁化焙燒的產(chǎn)量，降低了單位產(chǎn)品成本，具有在無氧化冷卻的情況下冷卻速度快、冷卻效果好及工藝設(shè)備簡單的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本實用新型焙燒物料冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]本實用新型附圖標記含義如下:1、預(yù)熱帶；2、加熱還原帶；3、冷卻帶；4、水栗；5、供水管道；6、水過濾器；7、高速噴嘴；8、霧化器；9、冷卻水噴頭；10、隧道窯窯車；11、焙燒物料；12、冷卻帶蒸汽排放口。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。
[0016]如圖1-2所示，一種鐵礦石隧道窯高溫還原物料窯內(nèi)快速冷卻裝置，在隧道窯冷卻帶3頂部設(shè)有焙燒物料冷卻系統(tǒng)，焙燒物料冷卻系統(tǒng)包括依次連接的冷卻水供水裝置、冷卻水霧化裝置和冷卻水噴水裝置，冷卻水供水裝置包括相互連接的水栗4和供水管道5，供水管道5上設(shè)有水過濾器6，冷卻水霧化裝置包括相互連接的高速噴嘴7和霧化器8，高速噴嘴7與供水管道5相連，冷卻水噴水裝置包括與霧化器8相連的冷卻水噴頭9，冷卻水噴頭9沿隧道窯長度方向在冷卻帶3頂部中部設(shè)置3-4個，冷卻水噴頭9材質(zhì)選擇耐熱溫度為600°C以上的材料，冷卻水噴頭9安裝高度距離隧道窯窯車10焙燒物料11面為0.5-1.0m，每個冷卻水噴頭9噴出的霧化水在降落在焙燒物料11表面上時呈現(xiàn)矩形區(qū)域，噴水的范圍在覆蓋整個焙燒物料11面寬度區(qū)域的同時，噴出的水霧又不下落在窯體及隧道窯窯車10的耐火材料上，冷卻水噴頭9噴水量為使上層焙燒礦冷卻后含水量為6-7%、下層焙燒礦冷卻后含水量為2-3%，冷卻水噴頭9的最大水量和最小水量的調(diào)節(jié)比為4倍以上。
[0017]將本實用新型的鐵礦石隧道窯高溫還原物料窯內(nèi)快速冷卻方法應(yīng)用于鐵礦石磁化焙燒過程中，具體實施過程如下:
[0018]1、焙燒物料的選擇:鐵礦石隧道窯磁化焙燒選用塊狀鐵礦石、粉狀鐵礦石、球團礦等物料，還原煤選用揮發(fā)分為40-50%的煤種。
[0019]2、鐵礦石配入2-6%還原煤后鋪設(shè)在隧道窯窯車10上，焙燒物料11鋪設(shè)厚度控制為 65_85mm。
[0020]3、隧道窯窯車10推入隧道窯內(nèi)后，在依次經(jīng)過隧道窯的預(yù)熱帶1、加熱還原帶2的過程中，通過控制加熱還原帶2窯溫1050-1100°C、加熱時間240-300min，可使鐵礦石在隧道窯內(nèi)得到還原。
[0021]4、經(jīng)過隧道窯還原后溫度為1000-1050°C的焙燒物料11，在進入到冷卻帶3后進行冷卻，冷卻水經(jīng)過水栗4加壓至0.25-0.35MPa后經(jīng)過供水管道5上的水過濾器6進行超細過濾，使冷卻水中懸浮物的顆?？刂圃?0 μ m以下；過濾后的冷卻水通過高速噴嘴7噴出后，水的一部分壓力能變成動能，從而使水流的速度提高，高速流動的水沖擊霧化器8，可將水流霧化成10-15 μ m的水霧粒子；將霧化水經(jīng)冷卻帶3頂部設(shè)置的冷卻水噴頭9噴射在高溫焙燒物料11上方，冷卻水噴頭9噴水量為使上層焙燒礦冷卻后含水量為6-7%、下層焙燒礦冷卻后含水量為2-3%，冷卻水噴頭9的最大水量和最小水量的調(diào)節(jié)比為4倍以上。
[0022]5、在高溫焙燒物料11冷卻初期，霧化水在下降過程中與高溫爐氣進行熱交換，霧化水吸熱后變成水蒸汽從冷卻帶蒸汽排放口 12頂部抽出，高溫爐氣放熱后溫度降低，降溫的爐氣再與高溫焙燒物料11進行熱交換，從而提高高溫焙燒物料11的冷卻速度。
[0023]6、在高溫焙燒物料11冷卻后期，霧化水直接噴射在焙燒物料11表面并與高溫焙燒物料11直接進行換熱，使高溫焙燒物料11溫度降低到100°C以下。
[0024]本實用新型可使高溫焙燒物料11在無氧冷卻情況下，隧道窯窯車10上的高溫焙燒物料11在15-20min時間內(nèi)溫度降低到100°C以下。
【主權(quán)項】
1.一種鐵礦石隧道窯高溫還原物料窯內(nèi)快速冷卻裝置，其特征在于:在隧道窯冷卻帶(3)頂部設(shè)有焙燒物料冷卻系統(tǒng)，所述焙燒物料冷卻系統(tǒng)包括依次連接的冷卻水供水裝置、冷卻水霧化裝置和冷卻水噴水裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵礦石隧道窯高溫還原物料窯內(nèi)快速冷卻裝置，其特征在于:所述冷卻水供水裝置包括相互連接的水栗(4)和供水管道(5)，所述供水管道(5)上設(shè)有水過濾器(6)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鐵礦石隧道窯高溫還原物料窯內(nèi)快速冷卻裝置，其特征在于:所述冷卻水霧化裝置包括相互連接的高速噴嘴(7)和霧化器(8)，所述高速噴嘴(7)與供水管道(5)相連。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鐵礦石隧道窯高溫還原物料窯內(nèi)快速冷卻裝置，其特征在于:所述冷卻水噴水裝置包括與霧化器(8)相連的冷卻水噴頭(9)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鐵礦石隧道窯高溫還原物料窯內(nèi)快速冷卻裝置，其特征在于:所述冷卻水噴頭(9)沿隧道窯長度方向在冷卻帶(3)頂部中部設(shè)置3-4個。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種鐵礦石隧道窯高溫還原物料窯內(nèi)快速冷卻裝置，其特征在于:所述冷卻水噴頭(9)安裝高度距離隧道窯窯車(10)焙燒物料(11)面為.0.5-1.0m。
【專利摘要】本實用新型公開了一種鐵礦石隧道窯高溫還原物料窯內(nèi)快速冷卻裝置，在隧道窯冷卻帶頂部設(shè)有焙燒物料冷卻系統(tǒng)，焙燒物料冷卻系統(tǒng)包括冷卻水供水裝置、冷卻水霧化裝置和冷卻水噴水裝置。本實用新型冷卻水經(jīng)加壓、過濾、霧化后均勻地噴射在高溫焙燒物料上方，使經(jīng)隧道窯高溫焙燒后的物料在從隧道窯加熱還原帶進入到冷卻帶后，高溫爐氣與下落過程中的霧化水進行接觸進行充分熱交換，霧化水吸熱后變成水蒸汽從冷卻帶頂部被抽走，同時焙燒物料上方的高溫爐氣放熱后溫度降低，爐氣溫度降低也使窯頂和窯墻的溫度隨之降低，由于高溫焙燒物料在隧道窯內(nèi)主要以輻射傳熱的形式將熱量傳遞給爐氣、窯墻和窯頂，物料傳熱溫差的降低加快了高溫焙燒物料的溫降速度。
【IPC分類】C22B1/26
【公開號】CN204959004
【申請?zhí)枴緾N201520702307
【發(fā)明人】王明華, 展仁禮, 權(quán)芳民, 雷鵬飛, 張志剛, 郭憶, 魯逢霖, 李慧春, 付濤, 張科, 白江虎, 寇明月, 邊立國
【申請人】甘肅酒鋼集團宏興鋼鐵股份有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年9月11日