專利名稱：一種直接還原豎爐的冷卻方法
技術領域：
本發明涉及一種冷卻方法，具體涉及一種直接還原豎爐的冷卻方法。
背景技術：
直接還原鐵是鐵礦在固態條件下直接還原而成，具有成分穩定、有害雜質低、粒度均勻等優點，可以用來作為冶煉優質鋼、特殊鋼的純凈原料，也可作為鑄造、鐵合金、粉末冶金等工藝的含鐵原料。目前，直接還原豎爐主要由還原段和冷卻段組成，還原煤氣預熱后通過豎爐圍管進入還原段完成礦石的還原反應；室溫的冷卻氣加壓后由豎爐冷卻段下部進入豎爐，與豎爐內的熱態還原鐵進行熱交換，完成還原鐵的冷卻，冷卻氣主要是豎爐原料氣，由冷卻段上部的導出裝置將吸收了還原鐵熱量的冷卻氣排出，冷卻氣經過洗滌、冷卻、加壓后重新進入冷卻段下部，在冷卻段形成一個自身的小循環。這種小循環冷卻方法將海綿鐵從850°C降至50°C釋放的熱量全部由冷卻氣帶走，造成能量的嚴重損耗。
發明內容
本發明的目的在于提供一種能夠降低能量損耗的直接還原豎爐的冷卻方法。本發明的目的是這樣實現的，一種直接還原豎爐的冷卻方法，其特征在于:冷卻氣分為兩部分進入冷卻段，一部分冷卻氣從冷卻段上部通入豎爐，在冷卻海綿鐵的同時，被熱海綿鐵加熱并進入還原段參與還原反應；另一部冷卻氣從冷卻段下部通入豎爐，進一步冷卻海綿鐵后從冷卻段中部的冷卻 氣導出管導出。上述冷卻段上部錐段直徑較大，為了保證豎爐內冷卻氣沿軸向均勻分布，以便與海綿鐵均勻換熱且上升到還原段后與還原煤氣均勻混合，共同還原鐵礦石，所述冷卻段上部內設冷卻氣分配器。上述冷卻氣導出管設在上述冷卻氣分配器下面，導出的冷卻氣經過洗滌、加壓、除濕后進入冷卻段下部循環使用。上述冷卻段下部錐段直徑較小，為了保證海綿鐵均勻冷卻，所述冷卻段下部內設分配器或在爐殼上均勻開孔使冷卻氣從所述開孔進入豎爐。上述冷卻氣為常溫的還原煤氣或脫除CO2和H2O的豎爐爐頂煤氣。現有的豎爐采用小循環冷卻，海綿鐵從850°C至50°C熱量全部被冷卻氣體帶走洗滌，損失能量約0.55GJ/t，而采用大循環冷卻，將海綿鐵冷卻至50°C，則需要冷卻氣量較大，冷卻氣上升至還原段與還原煤氣匯合后，會使還原煤氣溫度降低，不能滿足還原煤氣的溫度要求，若采用較少的冷卻氣，將冷卻氣加熱到滿足還原煤氣溫度要求時，則海綿鐵的排料溫度偏高，不能滿足排料要求。本發明將冷卻氣分為兩部分對冷卻段進行兩段式冷卻，由于冷卻段上部海綿鐵溫度較高，上部冷卻氣流量相對較小，冷卻后溫度較高，上升到還原段與進入還原段的還原煤氣混合后作為還原煤氣使用，溫度、成分均滿足還原煤氣的要求，充分利用了高溫段海綿鐵能量，同時減少了風口段還原煤氣的進入量，減少了需要加熱的還原煤氣。冷卻氣采用加熱前的還原煤氣或脫除CO2和H2O的豎爐爐頂煤氣，保證了與還原煤氣混合后的氣體成分。冷卻氣導出管與上部冷卻段冷卻氣入口之間充滿了海綿鐵產品，冷卻氣通過海綿鐵具有一定的阻力損失，控制冷卻氣導出管與上部冷卻段冷卻氣入口之間的壓差，使其小于冷卻氣導出管與上部冷卻段冷卻氣入口之間的阻力損失，可使冷卻段上部、冷卻段下部的冷卻氣不互相干擾。本發明具有如下有益效果，本發明將冷卻氣分為兩部分并采用兩段式冷卻，不僅充分利用了高溫段海綿鐵能量，而且減少了循環的冷卻氣；不僅減少了還原煤氣的進入量，減少了需要加熱的還原煤氣，而且降低了冷卻氣出口溫度，減少了洗滌冷卻氣的水量以及加壓、除濕的氣量；不僅降低了生產過程中的能耗，而且節約了能源。
圖1為本發明實 施例直接還原豎爐冷卻方法示意圖。
具體實施例方式實施例，一種直接還原豎爐的冷卻方法，如圖1所示，一部分冷卻氣從冷卻段上部冷卻氣入口 3通入豎爐，冷卻氣為常溫，冷卻氣進入冷卻段上部8后，與豎爐生產的高溫海綿鐵進行熱交換，使海綿鐵溫度降至400°C左右，同時，冷卻氣溫度上升為750°C至800°C，升至還原段與還原煤氣4混合后還原鐵礦石，冷卻段上部8內設冷卻氣分配器，可保證豎爐內冷卻氣沿軸向均勻分布；另一部分冷卻氣從冷卻段下部9的冷卻氣入口 I通入豎爐，冷卻氣為常溫，冷卻段下部9內設分配器或在爐殼上均勻開孔使冷卻氣從開孔進入豎爐，通入冷卻段下部9的冷卻氣與經過冷卻段上部8冷卻后的約400°C的海綿鐵進行熱交換，將海綿鐵冷卻至50°C，冷卻氣溫度升高至約250°C，經設置在冷卻段中部的冷卻氣導出管2導出，冷卻氣導出管2設在冷卻氣分配器下面，導出后的冷卻氣經過洗滌器5洗滌冷卻至常溫，并除去粉塵，經加壓機6加壓，再經除濕設施7除去多余的水后進入冷卻段下部9循環使用。冷卻段中部的冷卻氣導出管2和冷卻段上部冷卻氣入口 3之間充滿了海綿鐵產品，冷卻氣通過海綿鐵具有一定的阻力損失，控制冷卻氣導出管2與冷卻段上部冷卻氣入口 3之間的壓差小于其阻力損失，使冷卻段上部8與冷卻段下部9的冷卻氣不會互相干擾。還原煤氣4在進入豎爐前，在爐外加熱到800°C至1000°C ;冷卻氣采用加熱前的還原煤氣或脫除CO2和H2O的豎爐爐頂煤氣，保證與還原煤氣混合后的氣體成分相同。
權利要求
1.一種直接還原豎爐的冷卻方法，其特征在于:冷卻氣分為兩部分進入冷卻段，一部分冷卻氣從冷卻段上部通入豎爐，在冷卻海綿鐵的同時，被熱海綿鐵加熱并進入還原段與還原煤氣混合還原鐵礦石；另一部分冷卻氣從冷卻段下部通入豎爐，進一步冷卻海綿鐵后從冷卻段中部的冷卻氣導出管導出。
2.按權利要求1所述的直接還原豎爐的冷卻方法，其特征在于:所述冷卻段上部內設冷卻氣分配器。
3.按權利要求2所述的直接還原豎爐的冷卻方法，其特征在于:所述冷卻氣導出管設在所述冷卻氣分配器下面，導出的冷卻氣經過洗滌、加壓、除濕后進入冷卻段下部循環使用。
4.按權利要求1-3任一項所述的直接還原豎爐的冷卻方法，其特征在于:所述冷卻段下部內設分配器或在爐殼上均勻開孔使冷卻氣從所述開孔進入豎爐。
5.按權利要求4所述的直接還原豎爐的冷卻方法，其特征在于:所述冷卻氣為常溫的還原煤氣或脫除CO2和H2O的豎爐 爐頂煤氣。
全文摘要
一種直接還原豎爐的冷卻方法，其特征在于冷卻氣分為兩部分進入冷卻段，一部分冷卻氣從冷卻段上部通入豎爐，在冷卻海綿鐵的同時，被熱海綿鐵加熱并進入還原段參與還原反應；另一部分冷卻氣從冷卻段下部通入豎爐，進一步冷卻海綿鐵后從冷卻段中部的冷卻氣導出管導出。本發明將冷卻氣分為兩部分并采用兩段式冷卻，不僅充分利用了高溫段海綿鐵能量，而且減少了循環的冷卻氣；不僅減少了風口段還原煤氣的進入量，減少了需要加熱的還原煤氣，而且降低了冷卻氣出口溫度，減少了洗滌冷卻氣的水量以及加壓、除濕的氣量；不僅降低了生產過程中的能耗，而且節約了能源。
文檔編號C21B13/02GK103088182SQ201110339580
公開日2013年5月8日 申請日期2011年11月1日 優先權日2011年11月1日
發明者宋華, 呂遐平, 金明芳, 尹慧超, 張濤, 倪曉明, 陳凌 申請人:中冶賽迪工程技術股份有限公司, 中冶賽迪上海工程技術有限公司