專利名稱：一種直接還原豎爐的冷卻方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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(shù)：
直接還原鐵是鐵礦在固態(tài)條件下直接還原而成，具有成分穩(wěn)定、有害雜質(zhì)低、粒度均勻等優(yōu)點(diǎn)，可以用來作為冶煉優(yōu)質(zhì)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(yù)熱后通過豎爐圍管進(jìn)入還原段完成礦石的還原反應(yīng)；室溫的冷卻氣加壓后由豎爐冷卻段下部進(jìn)入豎爐，與豎爐內(nèi)的熱態(tài)還原鐵進(jìn)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(dǎo)出裝置將吸收了還原鐵熱量的冷卻氣排出，冷卻氣經(jīng)過洗滌、冷卻、加壓后重新進(jìn)入冷卻段下部，在冷卻段形成一個(gè)自身的小循環(huán)。這種小循環(huán)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(yán)重?fù)p耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)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(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)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(jìn)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(shí)，被熱海綿鐵加熱并進(jìn)入還原段參與還原反應(yīng)；另一部冷卻氣從冷卻段下部通入豎爐，進(jìn)一步冷卻海綿鐵后從冷卻段中部的冷卻 氣導(dǎo)出管導(dǎo)出。上述冷卻段上部錐段直徑較大，為了保證豎爐內(nèi)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?jī)?nèi)設(shè)冷卻氣分配器。上述冷卻氣導(dǎo)出管設(shè)在上述冷卻氣分配器下面，導(dǎo)出的冷卻氣經(jīng)過洗滌、加壓、除濕后進(jìn)入冷卻段下部循環(huán)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?jī)?nèi)設(shè)分配器或在爐殼上均勻開孔使冷卻氣從所述開孔進(jìn)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?，F(xiàn)有的豎爐采用小循環(huán)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(huán)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(huì)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(shí)，則海綿鐵的排料溫度偏高，不能滿足排料要求。本發(fā)明將冷卻氣分為兩部分對(duì)冷卻段進(jìn)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(duì)較小，冷卻后溫度較高，上升到還原段與進(jìn)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(shí)減少了風(fēng)口段還原煤氣的進(jìn)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(dǎo)出管與上部冷卻段冷卻氣入口之間充滿了海綿鐵產(chǎn)品，冷卻氣通過海綿鐵具有一定的阻力損失，控制冷卻氣導(dǎo)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(dǎo)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(fā)明具有如下有益效果，本發(fā)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(huán)的冷卻氣；不僅減少了還原煤氣的進(jìn)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(chǎn)過程中的能耗，而且節(jié)約了能源。


圖1為本發(fā)明實(shí) 施例直接還原豎爐冷卻方法示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)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(jìn)入冷卻段上部8后，與豎爐生產(chǎn)的高溫海綿鐵進(jìn)行熱交換，使海綿鐵溫度降至400°C左右，同時(shí)，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(nèi)設(shè)冷卻氣分配器，可保證豎爐內(nèi)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(nèi)設(shè)分配器或在爐殼上均勻開孔使冷卻氣從開孔進(jìn)入豎爐，通入冷卻段下部9的冷卻氣與經(jīng)過冷卻段上部8冷卻后的約400°C的海綿鐵進(jìn)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(jīng)設(shè)置在冷卻段中部的冷卻氣導(dǎo)出管2導(dǎo)出，冷卻氣導(dǎo)出管2設(shè)在冷卻氣分配器下面，導(dǎo)出后的冷卻氣經(jīng)過洗滌器5洗滌冷卻至常溫，并除去粉塵，經(jīng)加壓機(jī)6加壓，再經(jīng)除濕設(shè)施7除去多余的水后進(jìn)入冷卻段下部9循環(huán)使用。冷卻段中部的冷卻氣導(dǎo)出管2和冷卻段上部冷卻氣入口 3之間充滿了海綿鐵產(chǎn)品，冷卻氣通過海綿鐵具有一定的阻力損失，控制冷卻氣導(dǎo)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(huì)互相干擾。還原煤氣4在進(jìn)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(quán)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(jìn)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(shí)，被熱海綿鐵加熱并進(jìn)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(jìn)一步冷卻海綿鐵后從冷卻段中部的冷卻氣導(dǎo)出管導(dǎo)出。
2.按權(quán)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?jī)?nèi)設(shè)冷卻氣分配器。
3.按權(quán)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(dǎo)出管設(shè)在所述冷卻氣分配器下面，導(dǎo)出的冷卻氣經(jīng)過洗滌、加壓、除濕后進(jìn)入冷卻段下部循環(huán)使用。
4.按權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)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?jī)?nèi)設(shè)分配器或在爐殼上均勻開孔使冷卻氣從所述開孔進(jìn)入豎爐。
5.按權(quán)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(jìn)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(shí)，被熱海綿鐵加熱并進(jìn)入還原段參與還原反應(yīng)；另一部分冷卻氣從冷卻段下部通入豎爐，進(jìn)一步冷卻海綿鐵后從冷卻段中部的冷卻氣導(dǎo)出管導(dǎo)出。本發(fā)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(huán)的冷卻氣；不僅減少了風(fēng)口段還原煤氣的進(jìn)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(chǎn)過程中的能耗，而且節(jié)約了能源。
文檔編號(hào)C21B13/02GK103088182SQ201110339580
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月1日
發(fā)明者宋華, 呂遐平, 金明芳, 尹慧超, 張濤, 倪曉明, 陳凌 申請(qǐng)人:中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司, 中冶賽迪上海工程技術(shù)有限公司