1.本实用新型涉及金属球团矿冷却技术领域，尤其是一种用于竖炉生产球团矿的冷却及余热回收装置。
背景技术：
2.竖炉生产的金属球团矿排矿温度较高，常规采用带式冷却器＋喷水方式进行冷却，但是，这种方式存在粉尘污染无法治理、余热无法回收、现场蒸汽无组织排放等问题，并且球团喷水时易爆裂破碎，增加高炉球团返矿；水份高的球团入高炉后，需用焦炭干燥，增加了炼铁焦比。
3.由于球团带式冷却机结构形式的缺陷，不可避免在使用过程中造成球团矿粉尘无组织外溢的环境污染，并且没有余热利用。
技术实现要素：
4.本实用新型目的就是为了解决现有球团矿冷却方式污染环境、余热无法回收、生产成本高的问题，提供了一种用于竖炉生产球团矿的冷却及余热回收装置，不仅可以有效避免冷却粉尘污染环境，而且在冷却中将余热回收利用，提高了环保效益和经济效益。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
6.一种用于竖炉生产球团矿的冷却及余热回收装置，包括一个与球团竖炉篦辊机排料口相连的竖冷器，竖冷器的循环风出口与一个多管
除尘器相连，多管除尘器再通过管道与一个余热锅炉相连，以用于将高温气体经余热锅炉进行换热产生可利用的蒸汽；
7.余热锅炉的出风口再通过管道与一个循环风机相连，循环风机的出风口与竖冷器的循环风进口相连，以用于将降温后的气体再次输入竖冷器内对球团矿进行降温处理。
8.进一步地，所述竖冷器的主体框架上设有出风塔顶部水冷支撑梁、出风塔中部水冷支撑梁和出风塔底部水冷支撑梁，且三组出风塔水冷支撑梁与出风塔骨架支撑梁垂直相连，出风塔顶部水冷支撑梁和出风塔底部水冷支撑梁的一端分别设有内冷梁冷却水进口，出风塔中部水冷支撑梁的一端设有内冷梁冷却水出口，以用于通过冷却水对内冷梁整体框架进行冷却、保证结构强度。
9.进一步地，所述竖冷器的主体框架内设有相互配合的百叶窗和导流隔板，百叶窗包括斜面百叶窗和立面百叶窗，斜面百叶窗设于出风塔顶部水冷支撑梁和出风塔中部水冷支撑梁之间，立面百叶窗设于出风塔中部水冷支撑梁和出风塔底部水冷支撑梁之间，导流隔板连接在左右两组立面百叶窗之间。
10.进一步地，所述竖冷器的主体框架上设有循环风进口和循环风出口，循环风出口设置在立面百叶窗的两侧，正对着循环风出口的主体框架上设有循环风顶部水冷支撑梁、循环风中部水冷支撑梁和循环风底部水冷支撑梁，且三组循环风水冷支撑梁与循环风骨架支撑梁垂直相连，循环风顶部水冷支撑梁和循环风底部水冷支撑梁的一端分别设有外冷梁冷却水进口，循环风中部水冷支撑梁的一端设有外冷梁冷却水出口，以用于通过冷却水对
外冷梁整体结构进行冷却、保证结构强度。
11.进一步地，所述循环风进口处连有一组循环风调节翻版。
12.与现有技术相比，本实用新型的具体优点在于：
13.（1）利用竖冷炉系统对球团矿进行冷却，同时通过冷却空气与球团矿的热交换将球团矿余热置换出来，冷却空气与热球团矿换热后温度升高，经余热锅炉进行换热产生蒸汽，并入公司蒸汽管网回收利用；
14.（2）热空气先后经过除尘器、余热锅炉，最后经循环风机送回到竖冷炉，循环利用，无粉尘外排，绿色环保，不但解决了球团矿冷却粉尘污染严重的问题，而且巧妙地将球团矿冷却过程的余热加以充分利用，吨矿发电量达到28kwh；
15.（3）竖冷器的冷却过程负压运行，冷却风循环利用不外排，基本无粉尘外逸，粉尘排放≤10mg/nm3，通过高效除尘器回收含铁粉尘循环使用，降低生产成本；
16.（4）球团矿在竖冷器里冷却全过程无漏风现象，冷却效果好，所需风机冷却电耗比带式机冷却电耗降低20%以上；
17.（5）由于球团矿下行，冷却风上行，因此在球团矿逐步下行过程中不会出现急冷等现象，该竖炉冷却系统取消了原喷水降温工艺，提高了球团的产品强度，减少返矿率；
18.（6）竖冷器的内套筒采用特殊耐热耐磨合金材料，结构形式充分考虑到在高温条件下热应力对其产生的影响，使用寿命较长，不易变形。
附图说明
19.图1为本实用新型的冷却及余热回收装置的流程结构示意图；
20.图2为本实用新型的竖冷器的结构正视图；
21.图3为本实用新型的竖冷器的结构侧视图。
具体实施方式
22.实施例1
23.为使本实用新型更加清楚明白，下面结合附图对本实用新型的一种用于竖炉生产球团矿的冷却及余热回收装置进一步说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
24.参见图1，一种用于竖炉生产球团矿的冷却及余热回收装置，其特征在于：
25.包括一个与球团竖炉篦辊机排料口相连的竖冷器1，竖冷器1的循环风出口112与一个多管除尘器2相连，多管除尘器2再通过管道与一个余热锅炉3相连，以用于将高温气体经余热锅炉进行换热产生可利用的蒸汽；
26.余热锅炉3的出风口再通过管道与一个循环风机4相连，循环风机4的出风口与竖冷器1的循环风进口111相连，以用于将降温后的气体再次输入竖冷器内对球团矿进行降温处理。
27.本实用新型所用竖冷器1的主体结构配置为现有技术，但是，在不改变其主体配置的前提下，对其结构进行了相应的改造，包括构建内冷梁和外冷梁，梁内通入冷却水，以用于对支撑水管进行冷却，增加主体结构强度和使用寿命。
28.参见图2和图3，竖冷器1的主体框架上设有出风塔顶部水冷支撑梁11、出风塔中部
水冷支撑梁12和出风塔底部水冷支撑梁13，且三组出风塔水冷支撑梁与出风塔骨架支撑梁14垂直相连，以用于构建内冷梁主体框架结构；
29.出风塔顶部水冷支撑梁11和出风塔底部水冷支撑梁13的一端分别设有内冷梁冷却水进口，出风塔中部水冷支撑梁12的一端设有内冷梁冷却水出口，以用于通过冷却水对内冷梁整体框架进行冷却、保证结构强度；
30.竖冷器1的主体框架内设有相互配合的百叶窗19和导流隔板110，百叶窗19包括斜面百叶窗19a和立面百叶窗19b，斜面百叶窗19a设于出风塔顶部水冷支撑梁11和出风塔中部水冷支撑梁12之间，立面百叶窗19b设于出风塔中部水冷支撑梁12和出风塔底部水冷支撑梁13之间，导流隔板110连接在左右两组立面百叶窗19b之间；
31.竖冷器1的主体框架上设有循环风进口111和循环风出口112，循环风出口112设置在立面百叶窗19b的两侧，正对着循环风出口112的主体框架上设有循环风顶部水冷支撑梁15、循环风中部水冷支撑梁16和循环风底部水冷支撑梁17，且三组循环风水冷支撑梁与循环风骨架支撑梁18垂直相连，以用于构建外冷梁的主体框架结构；
32.循环风顶部水冷支撑梁15和循环风底部水冷支撑梁17的一端分别设有外冷梁冷却水进口，循环风中部水冷支撑梁16的一端设有外冷梁冷却水出口，以用于通过冷却水对外冷梁整体结构进行冷却、保证结构强度；
33.循环风进口111处连有一组循环风调节翻版113。
34.本实用新型的技术采用空气对流热交换机理，球团矿利用重力自由下落， 与竖冷器筒内的冷却风进行逆流热交换，经过冷却风与热球团矿的逆流热交换， 将球团矿温度从700℃降到180℃以下，获得废气温度大于380℃，高品质热废气通过余热锅炉产生蒸汽并网利用；而后经循环风机送回到竖冷炉，循环利用，无粉尘外排，绿色环保。
35.本实施例中，所用竖冷炉系统是球团矿冷却及余热回收的重要设备，用于冷却热球团矿，同时进行球团矿显热的高效回收，竖冷炉冷却系统由炉本体、冷却系统、供风系统等组成，如图2和图3所示：
36.（1）炉型及规格——竖冷炉采用竖向方形结构，内衬耐磨及耐火材料，外部为钢板、型钢等组成的框架结构，用于固定炉膛内壁耐材、外部风箱等，同时保证炉体的整体稳定性；在竖冷炉周围设有检修孔及观察孔，便于设备维修及维护。
37.（2）竖冷炉主要技术参数——处理能力：热矿 120 t/h；给料温度：～700
±
50℃；卸料温度：≤180℃；出料方式：振动
给料机出料。
38.（3）冷却系统——竖冷炉冷却系统由顶部分料器、矩形配风装置、水冷框架和冷却风导流器等部分组成。
39.（4）排料系统——竖冷炉出料口与出料漏斗上口直接连接，采用振动给料机出料方式；该系统主要由下料斗、控制阀、给料机等组成；振动给料机排出的球团矿经由下方链板机输送装置送至现有的成品筛分楼。
40.（5）供风系统——球团矿冷却风由一台循环风机鼓入竖冷炉膛配风装置进行球团矿冷却；循环风机设置于炉体附近，采用变频控制，风机进风口设置调节装置， 用于调节风量与风压。供风管道上设有流量测量、调节装置等。
41.本实用新型中，从竖冷炉炉膛配风装置供入的冷却风，经与球团矿换热后转化为含尘的高温废气，温度达到 380~480℃，从竖冷炉膛侧面流出，经总管进入多管除尘器一次
除尘，沉降大颗粒的灰尘后，进入余热锅炉换热生产蒸汽，余热锅炉出口低温废气温度降低到180℃以下，送至循环风机入口，循环利用，没有粉尘烟气外排口。
42.其中，循环风机性能参数：流量为180000nm /h；全压为7000pa；温度为160℃；电机采用800kw、10kv供电；控制方式为变频+风门调节。
43.其中，余热锅炉系统暂按球团成品矿产量120t/d设备能力进行设计，锅炉所产蒸汽量随矿量或矿温的变化而变化；根据球团竖炉及竖冷炉相关技术参数及相关工程经验，通过优化，确定球团竖冷炉余热锅炉主要技术参数见下表：
[0044][0045]
通过使用本实用新型的装置对球团矿进行冷却及余热回收处理，取得了以下明显的改善：
[0046]
（1）蒸汽收益：18*24*330*100*0.95＝1354万元。按照蒸汽1.0mpa、250℃按100元／吨，4吨低压蒸汽升压至管网压力，锅炉利用系数0.95计算；
[0047]
（2）产品减少粉化率1.5%，年产生效益80*1.5%*200＝240万元。按照球团矿加工成本200元／吨计算；
[0048]
（3）减少喷水损失3*104吨，减少费用6万元。按照水价2元／吨计算；
[0049]
（4）回收金属矿粉末效益：10*330*400=132万元。按照除尘灰每吨 400 元计算；
[0050]
（5）节省煤气效益：25000*3%*8000*0.1=60万元；
[0051]
（6）球团竖炉提高产量效益：80*5%*50=200万元。按照每吨球团效益50 元计算；
[0052]
（7）维修费用低于带冷系统20万元；
[0053]
（8）扣除运行人工成本80万元，按每班增加一个锅炉操作工；
[0054]
（9）扣除循环风机电耗：800*330*24*0.85*0.5=269万元；
[0055]
（10）另有球团强度提高和减少水分对高炉顺行带来经济效益。
[0056]
除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。技术特征：
1.一种用于竖炉生产球团矿的冷却及余热回收装置，其特征在于：包括一个与球团竖炉篦辊机排料口相连的竖冷器（1），竖冷器（1）的循环风出口（112）与一个多管除尘器（2）相连，多管除尘器（2）再通过管道与一个余热锅炉（3）相连；余热锅炉（3）的出风口再通过管道与一个循环风机（4）相连，循环风机（4）的出风口与竖冷器（1）的循环风进口（111）相连。2.根据权利要求1所述的用于竖炉生产球团矿的冷却及余热回收装置，其特征在于：所述竖冷器（1）的主体框架上设有出风塔顶部水冷支撑梁（11）、出风塔中部水冷支撑梁（12）和出风塔底部水冷支撑梁（13），且三组出风塔水冷支撑梁与出风塔骨架支撑梁（14）垂直相连，出风塔顶部水冷支撑梁（11）和出风塔底部水冷支撑梁（13）的一端分别设有内冷梁冷却水进口，出风塔中部水冷支撑梁（12）的一端设有内冷梁冷却水出口。3.根据权利要求2所述的用于竖炉生产球团矿的冷却及余热回收装置，其特征在于：所述竖冷器（1）的主体框架内设有相互配合的百叶窗（19）和导流隔板（110），百叶窗（19）包括斜面百叶窗（19a）和立面百叶窗（19b），斜面百叶窗（19a）设于出风塔顶部水冷支撑梁（11）和出风塔中部水冷支撑梁（12）之间，立面百叶窗（19b）设于出风塔中部水冷支撑梁（12）和出风塔底部水冷支撑梁（13）之间，导流隔板（110）连接在左右两组立面百叶窗（19b）之间。4.根据权利要求3所述的用于竖炉生产球团矿的冷却及余热回收装置，其特征在于：所述竖冷器（1）的主体框架上设有循环风进口（111）和循环风出口（112），循环风出口（112）设置在立面百叶窗（19b）的两侧，正对着循环风出口（112）的主体框架上设有循环风顶部水冷支撑梁（15）、循环风中部水冷支撑梁（16）和循环风底部水冷支撑梁（17），且三组循环风水冷支撑梁与循环风骨架支撑梁（18）垂直相连，循环风顶部水冷支撑梁（15）和循环风底部水冷支撑梁（17）的一端分别设有外冷梁冷却水进口，循环风中部水冷支撑梁（16）的一端设有外冷梁冷却水出口。5.根据权利要求4所述的用于竖炉生产球团矿的冷却及余热回收装置，其特征在于：所述循环风进口（111）处连有一组循环风调节翻版（113）。
技术总结
本实用新型涉及一种用于竖炉生产球团矿的冷却及余热回收装置，包括一个与球团竖炉篦辊机排料口相连的竖冷器（1），竖冷器（1）的循环风出口（112）与一个多管除尘器（2）相连，多管除尘器（2）再通过管道与一个余热锅炉（3）相连；余热锅炉（3）的出风口再通过管道与一个循环风机（4）相连，循环风机（4）的出风口与竖冷器（1）的循环风进口（111）相连。本实用新型的优点是不仅可以有效避免冷却粉尘污染环境，而且在冷却中将余热回收利用，提高了环保效益和经济效益。益。益。
技术研发人员：唐云祥 赵伟
受保护的技术使用者：南京金瀚环保科技有限公司
技术研发日：2021.08.17
技术公布日：2022/3/25
声明：
“用于竖炉生产球团矿的冷却及余热回收装置的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：南京金瀚环保科技有限公司
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2024年05月17日 ~ 19日 
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