本實用新型涉及一種冷卻裝置及其使用方法，具體涉及礦冶領(lǐng)域一種立式冷卻裝置及其使用方法，特別涉及一種DRI用立式水-風(fēng)復(fù)合冷卻方法及其裝置。

背景技術(shù)：

直接還原鐵(DRI-Direct Reduced Iron，簡稱DRI)是指精鐵粉或氧化鐵在爐內(nèi)經(jīng)低溫還原形成的低碳多孔狀物質(zhì)，其化學(xué)成分穩(wěn)定，雜質(zhì)含量少。與燒結(jié)礦與氧化球團(tuán)礦進(jìn)高爐煉鐵不同，直接還原鐵礦大部分用作電爐與轉(zhuǎn)爐煉鋼的原料，可增加鋼材均勻性，還可改善和提高鋼的物理性質(zhì)，從而達(dá)到生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼的目的。直接還原鐵不僅是優(yōu)質(zhì)廢鋼的替代物，還是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼材必不可少的高級原料。

直接還原鐵的生產(chǎn)工藝流程分為七個工序：配料、干燥、破碎、混合、預(yù)熱、焙燒與冷卻。經(jīng)過冷卻工序后的成品直接還原鐵礦即可進(jìn)入成品礦倉，充當(dāng)電爐或轉(zhuǎn)爐煉鋼的原料。能否把好“冷卻”這最后一關(guān)，使前六道工序不至前功盡棄，最終生產(chǎn)出合格、優(yōu)質(zhì)的DRI成品礦，是每個技術(shù)人員都關(guān)心的一個問題。

目前市面上直接還原鐵的冷卻方法有兩種：直接接觸式水冷法與間接接觸式水冷法。直接接觸式水冷法是指將通過焙燒后的高溫DRI球團(tuán)礦(約1400℃)直接與冷水接觸從而換熱冷卻，該技術(shù)的代表性設(shè)備是內(nèi)噴淋水冷卻塔，該技術(shù)優(yōu)點是換熱系數(shù)高，冷卻效率好；但DRI礦因高溫急冷，容易發(fā)生粉化從而降低成品率，且還原鐵礦與水接觸極易發(fā)生二次氧化，故沒有為市場接受。間接接觸式水冷法是指將高溫DRI球團(tuán)礦間接與冷水接觸從而換熱冷卻，該技術(shù)的代表性設(shè)備是外噴淋水旋轉(zhuǎn)冷卻筒，該技術(shù)優(yōu)點是還原鐵礦不與水直接接觸，粉化率與二次氧化率都大大降低，成品率大幅提高，雖然換熱系數(shù)沒有直接接觸法高，但可通過增大換熱面積的方法來彌補，目前市場對該技術(shù)應(yīng)用較廣泛。

但傳統(tǒng)間接接觸式水冷法為臥式外噴淋水法，存在以下兩個缺陷：

1.DRI工藝規(guī)模無法大型化：由于采用臥式結(jié)構(gòu)，冷卻筒需要托輥裝置作支撐?，F(xiàn)有DRI工藝最大規(guī)模為15萬噸/年，其冷卻筒長度已經(jīng)達(dá)到35米，需要設(shè)置三對托輥裝置。隨著DRI工藝規(guī)模的大型化，冷卻筒的長度必定會越來越長，托輥裝置的數(shù)量也會越來越多，而托輥裝置過多會導(dǎo)致載荷分布難均勻、托輥與冷卻筒安裝設(shè)置難同心等一系列問題，所以說臥式結(jié)構(gòu)的冷卻筒限制了DRI工藝的大型化，無法適應(yīng)大型化后的工藝要求；

2.單一的冷卻形式導(dǎo)致冷卻效率低下：由于外噴淋水臥式冷卻筒技術(shù)只有單一地用水當(dāng)作冷卻介質(zhì)的冷卻形式，雖然其改進(jìn)技術(shù)通過設(shè)置臥式水冷套、螺旋肋片等在一定程度上強化了冷卻效率，但系統(tǒng)的整體冷卻效率還是偏低，冷卻效果欠佳。且冷卻水帶走的物理顯熱無法被回收利用，導(dǎo)致系統(tǒng)整體能耗指標(biāo)偏高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對以上缺陷，本實用新型的設(shè)計人通過改變冷卻方式，變臥式為立式，變單一冷卻介質(zhì)為復(fù)合冷卻介質(zhì)，研發(fā)出一種冷卻效率高、冷卻效果好、可回收部分物料顯熱、易實現(xiàn)大型化規(guī)模生產(chǎn)的用立式套筒型復(fù)合高效冷卻裝置，以求彌補現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

根據(jù)本實用新型提供的第一種實施方案，提供一種立式冷卻裝置，尤其用于直接還原鐵物料的冷卻。

一種立式冷卻裝置，它包括立式冷卻筒。立式冷卻筒的頂部設(shè)有進(jìn)料口。立式冷卻筒的底部設(shè)有出料口。立式冷卻筒的外圍設(shè)有冷卻套。冷卻套和立式冷卻筒之間設(shè)有空隙或間隙。

在本實用新型中，冷卻套為水冷套或風(fēng)冷套。

在本實用新型中，水冷套的上部設(shè)有水冷套上部進(jìn)水口。水冷套的下部設(shè)有水冷套下部出水口。

在本實用新型中，水冷套的下部設(shè)有水冷套下部進(jìn)水口。水冷套的上部設(shè)有水冷套上部出水口。

在本實用新型中，風(fēng)冷套的上部設(shè)有風(fēng)冷套上部進(jìn)風(fēng)口。風(fēng)冷套的下部設(shè)有風(fēng)冷套下部出風(fēng)口。

在本實用新型中，風(fēng)冷套的下部設(shè)有風(fēng)冷套下部進(jìn)風(fēng)口，風(fēng)冷套的上部設(shè)有風(fēng)冷套上部出風(fēng)口。

在本實用新型中，立式冷卻筒的下部設(shè)有冷卻風(fēng)進(jìn)風(fēng)口。立式冷卻筒的上部設(shè)有冷卻風(fēng)出風(fēng)口。

作為優(yōu)選，空隙或間隙內(nèi)設(shè)有肋片。

作為優(yōu)選，肋片為螺旋肋片。

在本實用新型中，肋片設(shè)置在立式冷卻筒的外壁或設(shè)置在冷卻套的內(nèi)壁上。

作為優(yōu)選，立式冷卻筒內(nèi)部，在進(jìn)料口下部設(shè)有散料裝置。優(yōu)選散料裝置為傘狀結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選，傘狀結(jié)構(gòu)上設(shè)有通氣孔。

作為優(yōu)選，出料口上方設(shè)有卸料閥。優(yōu)選卸料閥為雙層卸料閥。

作為優(yōu)選，出料口下方設(shè)有輸料機。

作為優(yōu)選，冷卻風(fēng)進(jìn)風(fēng)口的數(shù)量為1-20個，優(yōu)選為2-10個，更優(yōu)選為3-8個。

作為優(yōu)選，立式冷卻筒還包括進(jìn)風(fēng)裝置。進(jìn)風(fēng)裝置通過進(jìn)風(fēng)支管與冷卻風(fēng)進(jìn)風(fēng)口連接。優(yōu)選進(jìn)風(fēng)裝置為環(huán)形布管式進(jìn)風(fēng)裝置?！碍h(huán)形布管”，即將管道圍繞本體裝置做環(huán)形布置，這是工業(yè)爐窯在設(shè)計進(jìn)風(fēng)口經(jīng)常用到的一種布管結(jié)構(gòu)技術(shù)。

根據(jù)本實用新型提供的第二種實施方案，提供上述立式冷卻裝置的使用方法，即，一種立式冷卻裝置的使用方法。

一種立式冷卻裝置的使用方法，該方法包括以下步驟：

(1)直接還原鐵物料從進(jìn)料口進(jìn)入立式冷卻筒內(nèi)，同時，冷卻風(fēng)通過進(jìn)風(fēng)裝置從冷卻風(fēng)進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入立式冷卻筒，物料與冷卻風(fēng)接觸換熱，物料進(jìn)入立式冷卻筒下部，物料從出料口排出，冷卻風(fēng)與物料換熱后從冷卻風(fēng)出風(fēng)口排出；

(2)冷卻水從冷卻套上部進(jìn)水口(或冷卻套下部進(jìn)水口)進(jìn)入冷卻套，冷卻水在肋片的引導(dǎo)下，圍繞立式冷卻筒外側(cè)流動，對筒壁進(jìn)行冷卻換熱，冷卻水從水冷套下部出水口(或水冷套上部出水口)排出；或

風(fēng)冷套冷卻風(fēng)從風(fēng)冷套上部進(jìn)風(fēng)口(或風(fēng)冷套下部進(jìn)風(fēng)口)進(jìn)入冷卻套，風(fēng)冷套冷卻風(fēng)在肋片的引導(dǎo)下，圍繞立式冷卻筒外側(cè)流動，對筒壁進(jìn)行冷卻換熱，從風(fēng)冷套下部出風(fēng)口(或風(fēng)冷套上部出風(fēng)口)排出。

作為優(yōu)選，在步驟中，物料從進(jìn)料口進(jìn)入，與散料裝置接觸，落入立式冷卻筒內(nèi)。

作為優(yōu)選，物料經(jīng)過卸料閥從出料口排出至輸料機，送往后續(xù)工序。

作為優(yōu)選，冷卻風(fēng)為不含氧氣的冷卻風(fēng)，優(yōu)選冷卻風(fēng)為氮氣。

根據(jù)本實用新型提供的第三種實施方案，提供一種立式冷卻裝置：

一種立式冷卻裝置，包括立式冷卻筒。立式冷卻筒的頂部設(shè)有進(jìn)料口。立式冷卻筒的底部設(shè)有出料口。立式冷卻筒的下部設(shè)有冷卻風(fēng)進(jìn)風(fēng)口。立式冷卻筒的上部設(shè)有冷卻風(fēng)出風(fēng)口。

作為優(yōu)選，冷卻風(fēng)進(jìn)風(fēng)口的數(shù)量為1-20個，優(yōu)選為2-10個，更優(yōu)選為3-8個。

作為優(yōu)選，立式冷卻筒還包括進(jìn)風(fēng)裝置。進(jìn)風(fēng)裝置通過進(jìn)風(fēng)支管與冷卻風(fēng)進(jìn)風(fēng)口連接。優(yōu)選進(jìn)風(fēng)裝置為環(huán)形進(jìn)風(fēng)裝置。

作為優(yōu)選，立式冷卻筒的外圍設(shè)有冷卻套。冷卻套和立式冷卻筒之間設(shè)有空隙或間隙。

在本實用新型中，冷卻套為水冷套。

在本實用新型中，冷卻套為風(fēng)冷套。

在本實用新型中，水冷套的上部設(shè)有水冷套上部進(jìn)水口。水冷套的下部設(shè)有水冷套下部出水口。

在本實用新型中，水冷套的下部設(shè)有水冷套下部進(jìn)水口。水冷套的上部設(shè)有水冷套上部出水口。

在本實用新型中，風(fēng)冷套的上部設(shè)有風(fēng)冷套上部進(jìn)風(fēng)口。風(fēng)冷套的下部設(shè)有風(fēng)冷套下部出風(fēng)口。

在本實用新型中，風(fēng)冷套的下部設(shè)有風(fēng)冷套下部進(jìn)風(fēng)口，風(fēng)冷套的上部設(shè)有風(fēng)冷套上部出風(fēng)口。

作為優(yōu)選，空隙或間隙內(nèi)設(shè)有肋片。

作為優(yōu)選，肋片為螺旋肋片。

在本實用新型中，肋片設(shè)置在立式冷卻筒的外壁。

在本實用新型中，肋片設(shè)置在冷卻套的內(nèi)壁上。

作為優(yōu)選，立式冷卻筒內(nèi)部，在進(jìn)料口下部設(shè)有散料裝置。優(yōu)選散料裝置為傘狀結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選，傘狀結(jié)構(gòu)上設(shè)有通氣孔。

作為優(yōu)選，出料口上方設(shè)有卸料閥。優(yōu)選卸料閥為雙層卸料閥。

作為優(yōu)選，出料口下方設(shè)有輸料機。

根據(jù)本實用新型提供的第四種實施方案，提供一種DRI用立式水-風(fēng)復(fù)合冷卻裝置：

一種DRI用立式水-風(fēng)復(fù)合冷卻裝置，采用本實用新型第一種或第三種實施方案。

在本實用新型中，立式冷卻筒的外直徑Φ為2-10m，優(yōu)選3-8m。筒體的高度(即從進(jìn)口到出口之間高度差)為6-25m，優(yōu)選10-20m，如15m。

在本實用新型中，冷卻套和立式冷卻筒之間設(shè)有空隙或間隙，空隙或間隙的寬度為100-500mm。

在本實用新型中，冷卻套和立式冷卻筒之間可以通入空氣或其他氣體，也可以采用水作為冷卻介質(zhì)。通入空隙或間隙中的空氣(或其他氣體)可以上進(jìn)下出。也可以下進(jìn)上出；即空氣(或其他氣體)可以由冷卻套下方的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入空隙或間隙，從冷卻套上方的出風(fēng)口排出，也可以由冷卻套上方的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入空隙或間隙，從冷卻套下方的出風(fēng)口排出。同理，通入空隙或間隙中的水可以上進(jìn)下出。也可以下進(jìn)上出；即水可以由冷卻套下方的進(jìn)水口進(jìn)入空隙或間隙，從冷卻套上方的出水口排出，也可以由冷卻套上方的進(jìn)水口進(jìn)入空隙或間隙，從冷卻套下方的出水口排出。

本實用新型裝置采用立式結(jié)構(gòu)，上端進(jìn)料、下端排料，并通過在進(jìn)料口設(shè)置散料裝置，優(yōu)選帶有通氣孔的傘狀結(jié)構(gòu)，使得物料分散進(jìn)入冷卻筒內(nèi)，同時在散料過程中冷卻風(fēng)可以從上而下穿過通氣孔與傘面物料換熱。

此外，本實用新型裝置在原有水冷方式基礎(chǔ)上加入風(fēng)冷，實現(xiàn)復(fù)合換熱。本實用新型裝置在立式冷卻筒的外側(cè)設(shè)置水冷套，水冷套與冷卻筒外壁之間的環(huán)形通道內(nèi)灌滿冷卻水，并在水冷套上設(shè)置進(jìn)水口，出水口，保證冷卻水的循環(huán)流動。優(yōu)選將進(jìn)水口設(shè)在水冷套上部，出水口設(shè)在水冷套下部。優(yōu)選在冷卻筒外壁設(shè)置螺旋肋片，以強化冷卻水與筒內(nèi)物料的換熱效率。

同時本實用新型裝置在冷卻筒設(shè)置進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口，優(yōu)選進(jìn)風(fēng)口設(shè)于冷卻筒下部，出風(fēng)口設(shè)于冷卻筒上部，冷卻風(fēng)吹入與物料層逆向換熱，從出風(fēng)口吹出。本實用新型裝置還可采用進(jìn)風(fēng)裝置，設(shè)有一個或多個進(jìn)風(fēng)支管和進(jìn)風(fēng)口配合(進(jìn)風(fēng)裝置優(yōu)選環(huán)形，進(jìn)風(fēng)支管數(shù)量可根據(jù)實際生產(chǎn)規(guī)模而調(diào)整)。進(jìn)風(fēng)口將不含氧氣的冷卻風(fēng)(由于要防止DRI礦二次氧化，不能用空氣，優(yōu)選氮氣)以一定壓力和流速吹入冷卻裝置，穿過料層，與物料換熱，從出風(fēng)口吹出。

采用本實用新型的方法，生產(chǎn)時高溫物料從冷卻筒上端進(jìn)料口進(jìn)入筒內(nèi)，掉落在散料裝置上被均勻散開，同時與下部吹上的冷卻風(fēng)接觸換熱，然后進(jìn)入冷卻筒下部堆積成料層，最后穿過卸料閥從出料口排出至輸料機上，被送往后續(xù)工序。冷卻水從進(jìn)水口進(jìn)入水冷套與冷卻筒之間的環(huán)形通道內(nèi)，在螺旋肋片的引導(dǎo)下圍繞冷卻筒外側(cè)作螺旋流動，對筒壁進(jìn)行冷卻換熱，從出水口排出。冷卻風(fēng)如氮氣從冷卻筒下部的環(huán)形進(jìn)風(fēng)口吹入，與料層進(jìn)行逆向換熱，最后從冷卻筒上部的出風(fēng)口吹出。

相比較現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型技術(shù)有以下優(yōu)點：

1.DRI生產(chǎn)規(guī)模易大型化：本實用新型取消了現(xiàn)有技術(shù)的臥式結(jié)構(gòu)，改為立式結(jié)構(gòu)，故不再存在大型化后托輥數(shù)量過多的問題，而托輥裝置過多會導(dǎo)致載荷分布難均勻、托輥與冷卻筒安裝設(shè)置難同心等一系列問題，本實用新型的裝置可根據(jù)DRI的生產(chǎn)規(guī)模按比例縮放。

2.冷卻效率高：本實用新型將現(xiàn)有技術(shù)的外噴淋水冷卻法改為了水、風(fēng)復(fù)合冷卻法，料層在受內(nèi)部冷卻風(fēng)冷卻的同時，還受外部冷卻水的冷卻，大幅提高冷卻效率，強化了換熱效果。

3.本實用新型的冷卻裝置，避免了物料與水直接接觸，從而避免發(fā)生二次氧化，大大降低了粉化率和二次氧化率，成品率答復(fù)提高。

4.本實用新型的方法采用氮氣作為冷卻氣體，利用氮氣的惰性，對高溫物料起到保護(hù)作用，避免二次氧化。

5、本實用新型將一部分物料物理顯熱通過氣冷方式冷卻，升溫后的高溫氣體可利用余熱鍋爐或省煤器等裝置回收利用，較現(xiàn)有技術(shù)而言節(jié)能效果顯著；

6.本實用新型裝置與方法在大型化、冷卻效率和節(jié)能方面明顯優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)，且一次投入成本不高，可以預(yù)見在未來市場會廣受歡迎。

附圖說明

圖1為本實用新型第一種立式冷卻裝置結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本實用新型第二種立式冷卻裝置結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本實用新型第三種立式冷卻裝置結(jié)構(gòu)圖；

圖4為本實用新型第四種立式冷卻裝置結(jié)構(gòu)圖；

圖5為本實用新型散料裝置的主視圖；

圖6為本實用新型散料裝置的俯視圖；

圖7為本實用新型進(jìn)風(fēng)裝置的結(jié)構(gòu)圖(即圖1中A-A的剖視圖)。

附圖標(biāo)記：1：立式冷卻裝置；2：立式冷卻筒；3：冷卻套；301：空隙或間隙；302：水冷套上部進(jìn)水口；303：水冷套下部出水口；304：水冷套下部進(jìn)水口；305：水冷套上部出水口；306：風(fēng)冷套上部進(jìn)風(fēng)口；307：風(fēng)冷套下部出風(fēng)口；308：風(fēng)冷套下部進(jìn)風(fēng)口；309：風(fēng)冷套上部出風(fēng)口；4：進(jìn)料口；5：出料口；6：冷卻風(fēng)進(jìn)風(fēng)口；7：冷卻風(fēng)出風(fēng)口；8：肋片；9：散料裝置；901：通氣孔；10：卸料閥；11：輸料機；12：進(jìn)風(fēng)裝置；1201：進(jìn)風(fēng)支管；13：冷卻風(fēng)；14：冷卻水；15：風(fēng)冷套冷卻風(fēng)；16：物料。

具體實施方式

根據(jù)本實用新型提供的第一種實施方案，提供一種立式冷卻裝置：

一種立式冷卻裝置1，包括立式冷卻筒2。立式冷卻筒2的頂部設(shè)有進(jìn)料口4。立式冷卻筒2的底部設(shè)有出料口5。立式冷卻筒2的外圍設(shè)有冷卻套3。冷卻套3和立式冷卻筒2之間設(shè)有空隙或間隙301。

在本實用新型中，冷卻套3為水冷套或風(fēng)冷套。

在本實用新型中，水冷套的上部設(shè)有水冷套上部進(jìn)水口302。水冷套的下部設(shè)有水冷套下部出水口303。

在本實用新型中，水冷套的下部設(shè)有水冷套下部進(jìn)水口304。水冷套的上部設(shè)有水冷套上部出水口。

在本實用新型中，風(fēng)冷套的上部設(shè)有風(fēng)冷套上部進(jìn)風(fēng)口306。風(fēng)冷套的下部設(shè)有風(fēng)冷套下部出風(fēng)口。

在本實用新型中，風(fēng)冷套的下部設(shè)有風(fēng)冷套下部進(jìn)風(fēng)口308，風(fēng)冷套的上部設(shè)有風(fēng)冷套上部出風(fēng)口。

在本實用新型中，立式冷卻筒2的下部設(shè)有冷卻風(fēng)進(jìn)風(fēng)口6。立式冷卻筒2的上部設(shè)有冷卻風(fēng)出風(fēng)口7。

作為優(yōu)選，空隙或間隙301內(nèi)設(shè)有肋片8。

作為優(yōu)選，肋片8為螺旋肋片。

在本實用新型中，肋片8設(shè)置在立式冷卻筒2的外壁。

在本實用新型中，肋片8設(shè)置在冷卻套3的內(nèi)壁上。

作為優(yōu)選，立式冷卻筒2內(nèi)部，在進(jìn)料口4下部設(shè)有散料裝置9。優(yōu)選散料裝置9為傘狀結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選，傘狀結(jié)構(gòu)上設(shè)有通氣孔901。

作為優(yōu)選，出料口5上方設(shè)有卸料閥10。優(yōu)選卸料閥10為雙層卸料閥。

作為優(yōu)選，出料口5下方設(shè)有輸料機11。

作為優(yōu)選，冷卻風(fēng)進(jìn)風(fēng)口6的數(shù)量為1-20個，優(yōu)選為2-10個，更優(yōu)選為3-8個。

作為優(yōu)選，立式冷卻筒2還包括進(jìn)風(fēng)裝置12。進(jìn)風(fēng)裝置12通過進(jìn)風(fēng)支管1201與冷卻風(fēng)進(jìn)風(fēng)口6連接。優(yōu)選進(jìn)風(fēng)裝置12為環(huán)形進(jìn)風(fēng)裝置。

根據(jù)本實用新型提供的第二種實施方案，提供一種立式冷卻裝置的使用方法：

一種立式冷卻裝置的使用方法，該方法包括以下步驟：

(1)物料16從進(jìn)料口4進(jìn)入立式冷卻筒2內(nèi)，同時，冷卻風(fēng)13通過進(jìn)風(fēng)裝置12從冷卻風(fēng)進(jìn)風(fēng)口6進(jìn)入立式冷卻筒2，物料16與冷卻風(fēng)13接觸換熱，物料16進(jìn)入立式冷卻筒2下部，物料16從出料口5排出，冷卻風(fēng)13與物料16換熱后從冷卻風(fēng)出風(fēng)口7排出；

(2)冷卻水14從冷卻套上部進(jìn)水口302(或冷卻套下部進(jìn)水口304)進(jìn)入冷卻套3，冷卻水14在肋片8的引導(dǎo)下，圍繞立式冷卻筒2外側(cè)流動，對筒壁進(jìn)行冷卻換熱，冷卻水14從水冷套下部出水口303(或水冷套上部出水口305)排出；或

風(fēng)冷套冷卻風(fēng)15從風(fēng)冷套上部進(jìn)風(fēng)口306(或風(fēng)冷套下部進(jìn)風(fēng)口308)進(jìn)入冷卻套3，風(fēng)冷套冷卻風(fēng)15在肋片8的引導(dǎo)下，圍繞立式冷卻筒2外側(cè)流動，對筒壁進(jìn)行冷卻換熱，從風(fēng)冷套下部出風(fēng)口307(或風(fēng)冷套上部出風(fēng)口309)排出。

作為優(yōu)選，在步驟1中，物料16從進(jìn)料口4進(jìn)入，與散料裝置9接觸，落入立式冷卻筒2內(nèi)。

作為優(yōu)選，物料16經(jīng)過卸料閥10從出料口5排出至輸料機11，送往后續(xù)工序。

作為優(yōu)選，冷卻風(fēng)13為不含氧氣的冷卻風(fēng)，優(yōu)選冷卻風(fēng)13為氮氣。

根據(jù)本實用新型提供的第三種實施方案，提供一種立式冷卻裝置：

一種立式冷卻裝置1，包括立式冷卻筒2。立式冷卻筒2的頂部設(shè)有進(jìn)料口4。立式冷卻筒2的底部設(shè)有出料口5。立式冷卻筒2的下部設(shè)有冷卻風(fēng)進(jìn)風(fēng)口6。立式冷卻筒2的上部設(shè)有冷卻風(fēng)出風(fēng)口7。

作為優(yōu)選，冷卻風(fēng)進(jìn)風(fēng)口6的數(shù)量為1-20個，優(yōu)選為2-10個，更優(yōu)選為3-8個。

作為優(yōu)選，立式冷卻筒2還包括進(jìn)風(fēng)裝置12。進(jìn)風(fēng)裝置12通過進(jìn)風(fēng)支管1201與冷卻風(fēng)進(jìn)風(fēng)口6連接。優(yōu)選進(jìn)風(fēng)裝置12為環(huán)形進(jìn)風(fēng)裝置。

作為優(yōu)選，立式冷卻筒2的外圍設(shè)有冷卻套3。冷卻套3和立式冷卻筒2之間設(shè)有空隙或間隙301。

在本實用新型中，冷卻套3為水冷套。

在本實用新型中，冷卻套3為風(fēng)冷套。

在本實用新型中，水冷套的上部設(shè)有水冷套上部進(jìn)水口302。水冷套的下部設(shè)有水冷套下部出水口303。

在本實用新型中，水冷套的下部設(shè)有水冷套下部進(jìn)水口304。水冷套的上部設(shè)有水冷套上部出水口。

在本實用新型中，風(fēng)冷套的上部設(shè)有風(fēng)冷套上部進(jìn)風(fēng)口306。風(fēng)冷套的下部設(shè)有風(fēng)冷套下部出風(fēng)口。

在本實用新型中，風(fēng)冷套的下部設(shè)有風(fēng)冷套下部進(jìn)風(fēng)口308，風(fēng)冷套的上部設(shè)有風(fēng)冷套上部出風(fēng)口。

作為優(yōu)選，空隙或間隙301內(nèi)設(shè)有肋片8。

作為優(yōu)選，肋片8為螺旋肋片。

在本實用新型中，肋片8設(shè)置在立式冷卻筒2的外壁。

在本實用新型中，肋片8設(shè)置在冷卻套3的內(nèi)壁上。

作為優(yōu)選，立式冷卻筒2內(nèi)部，在進(jìn)料口4下部設(shè)有散料裝置9。優(yōu)選散料裝置9為傘狀結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選，傘狀結(jié)構(gòu)上設(shè)有通氣孔901。

作為優(yōu)選，出料口5上方設(shè)有卸料閥10。優(yōu)選卸料閥10為雙層卸料閥。

作為優(yōu)選，出料口5下方設(shè)有輸料機11。

根據(jù)本實用新型提供的第四種實施方案，提供一種DRI用立式水-風(fēng)復(fù)合冷卻裝置：

一種DRI用立式水-風(fēng)復(fù)合冷卻裝置，采用本實用新型第一種或第三種實施方案。

實施例1

如圖1所示，一種立式冷卻裝置1，包括立式冷卻筒2。立式冷卻筒2的頂部設(shè)有進(jìn)料口4。立式冷卻筒2的底部設(shè)有出料口5。立式冷卻筒2的外圍設(shè)有冷卻套3。冷卻套3和立式冷卻筒2之間設(shè)有空隙或間隙301。冷卻套3為水冷套。水冷套的上部設(shè)有水冷套上部進(jìn)水口302。水冷套的下部設(shè)有水冷套下部出水口303?？障痘蜷g隙301內(nèi)設(shè)有肋片8。肋片8為螺旋肋片。肋片8設(shè)置在立式冷卻筒2的外壁。立式冷卻筒的外直徑Φ為8m。筒體的高度(即從進(jìn)口到出口之間高度差)為18m。

使用本裝置冷卻直接還原鐵，由950℃-1000℃冷卻到50℃需要50-60min。

使用本裝置冷卻直接還原鐵，平均每冷卻1噸DRI大約可余熱發(fā)電10-14度。

實施例2

如圖2所示，重復(fù)實施例1，只是冷卻套3為另一種水冷套設(shè)計，其中水冷套的下部設(shè)有水冷套下部進(jìn)水口304。水冷套的上部設(shè)有水冷套上部出水口。立式冷卻筒的外直徑Φ為6m。筒體的高度(即從進(jìn)口到出口之間高度差)為15m。

使用本裝置冷卻直接還原鐵，由950℃-1000℃冷卻到50℃需要60-90min。

實施例3

如圖3所示，重復(fù)實施例1，只是冷卻套3為風(fēng)冷套。風(fēng)冷套的上部設(shè)有風(fēng)冷套上部進(jìn)風(fēng)口306。風(fēng)冷套的下部設(shè)有風(fēng)冷套下部出風(fēng)口。立式冷卻筒的外直徑Φ為7m。筒體的高度(即從進(jìn)口到出口之間高度差)為16m。

使用本裝置冷卻直接還原鐵，由950℃-1000℃冷卻到50℃需要90-110min。

實施例4

如圖4所示，重復(fù)實施例1，只是冷卻套3為風(fēng)冷套。風(fēng)冷套的下部設(shè)有風(fēng)冷套下部進(jìn)風(fēng)口308，風(fēng)冷套的上部設(shè)有風(fēng)冷套上部出風(fēng)口。立式冷卻筒的外直徑Φ為8m。筒體的高度(即從進(jìn)口到出口之間高度差)為18m。

使用本裝置冷卻直接還原鐵，由950℃-1000℃冷卻到50℃需要85-105min。

實施例5

重復(fù)實施例1，只是立式冷卻筒2的下部設(shè)有冷卻風(fēng)進(jìn)風(fēng)口6。立式冷卻筒2的上部設(shè)有冷卻風(fēng)出風(fēng)口7。立式冷卻筒2還包括進(jìn)風(fēng)裝置12。進(jìn)風(fēng)裝置12通過進(jìn)風(fēng)支管1201與冷卻風(fēng)進(jìn)風(fēng)口6連接。進(jìn)風(fēng)裝置12為環(huán)形進(jìn)風(fēng)裝置。冷卻風(fēng)進(jìn)風(fēng)口6的數(shù)量為6個。立式冷卻筒的外直徑Φ為8m。筒體的高度(即從進(jìn)口到出口之間高度差)為18m。

使用本裝置冷卻直接還原鐵，由950℃-1000℃冷卻到50℃需要85-105min。

實施例6

重復(fù)實施例5，只是肋片8設(shè)置在冷卻套3的內(nèi)壁上。立式冷卻筒的外直徑Φ為8m。筒體的高度(即從進(jìn)口到出口之間高度差)為18m。

使用本裝置冷卻直接還原鐵，由950℃-1000℃冷卻到50℃需要84-103min。

實施例7

重復(fù)實施例5，只是立式冷卻筒2內(nèi)部，在進(jìn)料口4下部設(shè)有散料裝置9。優(yōu)選散料裝置9為傘狀結(jié)構(gòu)。傘狀結(jié)構(gòu)上設(shè)有通氣孔901。出料口5上方設(shè)有卸料閥10。優(yōu)選卸料閥10為雙層卸料閥。出料口5下方設(shè)有輸料機11。立式冷卻筒的外直徑Φ為8m。筒體的高度(即從進(jìn)口到出口之間高度差)為18m。

使用本裝置冷卻直接還原鐵，由950℃-1000℃冷卻到50℃需要87-110min。

實施例8

重復(fù)實施例5，只是冷卻風(fēng)進(jìn)風(fēng)口6的數(shù)量為2個。立式冷卻筒的外直徑Φ為8m。筒體的高度(即從進(jìn)口到出口之間高度差)為18m。

使用本裝置冷卻直接還原鐵，由950℃-1000℃冷卻到50℃需要83-102min。

實施例9

重復(fù)實施例5，只是冷卻風(fēng)進(jìn)風(fēng)口6的數(shù)量為10個。立式冷卻筒的外直徑Φ為8m。筒體的高度(即從進(jìn)口到出口之間高度差)為18m。

使用本裝置冷卻直接還原鐵，由950℃-1000℃冷卻到50℃需要70-85min。

對比例1

一種立式冷卻裝置1，包括立式冷卻筒2。立式冷卻筒2的頂部設(shè)有進(jìn)料口4。立式冷卻筒2的底部設(shè)有出料口5。立式冷卻筒2的下部設(shè)有冷卻風(fēng)進(jìn)風(fēng)口6。立式冷卻筒2的上部設(shè)有冷卻風(fēng)出風(fēng)口7。立式冷卻筒2還包括進(jìn)風(fēng)裝置12。進(jìn)風(fēng)裝置12通過進(jìn)風(fēng)支管1201與冷卻風(fēng)進(jìn)風(fēng)口6連接。優(yōu)選進(jìn)風(fēng)裝置12為環(huán)形進(jìn)風(fēng)裝置。冷卻風(fēng)進(jìn)風(fēng)口6的數(shù)量為6個。立式冷卻筒的外直徑Φ為8m。筒體的高度(即從進(jìn)口到出口之間高度差)為18m。

使用本裝置冷卻直接還原鐵，由950℃-1000℃冷卻到50℃需要85-105min。

使用本裝置冷卻直接還原鐵，由950℃-1000℃冷卻到50℃需要110-130min。

實施例10

一種立式冷卻裝置的使用方法，采用實施例1的具有水冷套的裝置，該方法包括以下步驟：

(1)直接還原鐵物料16從進(jìn)料口4進(jìn)入立式冷卻筒2內(nèi)，同時，冷卻風(fēng)13通過進(jìn)風(fēng)裝置12從冷卻風(fēng)進(jìn)風(fēng)口6進(jìn)入立式冷卻筒2，物料16與冷卻風(fēng)13接觸換熱，物料16進(jìn)入立式冷卻筒2下部，物料16從出料口5排出，冷卻風(fēng)13與物料16換熱后從冷卻風(fēng)出風(fēng)口7排出；

(2)冷卻水14從冷卻套上部進(jìn)水口302進(jìn)入冷卻套3，冷卻水14在肋片8的引導(dǎo)下，圍繞立式冷卻筒2外側(cè)流動，對筒壁進(jìn)行冷卻換熱，冷卻水14從水冷套下部出水口303排出。

其中，在步驟(1)中，物料16從進(jìn)料口4進(jìn)入，與散料裝置9接觸，落入立式冷卻筒2內(nèi)。物料16經(jīng)過卸料閥10從出料口5排出至輸料機11，送往后續(xù)工序。冷卻風(fēng)13為氮氣。

使用實施例1的裝置冷卻直接還原鐵，由950℃-1000℃冷卻到50℃需要50-60min。

實施例11

一種立式冷卻裝置的使用方法，采用實施例2的具有水冷套的裝置，包括以下過程：

(1)物料16從進(jìn)料口4進(jìn)入立式冷卻筒2內(nèi)，同時，冷卻風(fēng)13通過進(jìn)風(fēng)裝置12從冷卻風(fēng)進(jìn)風(fēng)口6進(jìn)入立式冷卻筒2，物料16與冷卻風(fēng)13接觸換熱，物料16進(jìn)入立式冷卻筒2下部，物料16從出料口5排出，冷卻風(fēng)13與物料16換熱后從冷卻風(fēng)出風(fēng)口7排出；

(2)冷卻水14從冷卻套下部進(jìn)水口304進(jìn)入冷卻套3，冷卻水14在肋片8的引導(dǎo)下，圍繞立式冷卻筒2外側(cè)流動，對筒壁進(jìn)行冷卻換熱，冷卻水14從水冷套上部出水口305排出。

其中，在步驟(1)中，物料16從進(jìn)料口4進(jìn)入，與散料裝置9接觸，落入立式冷卻筒2內(nèi)。物料16經(jīng)過卸料閥10從出料口5排出至輸料機11，送往后續(xù)工序。冷卻風(fēng)13為氮氣。

使用實施例2的裝置冷卻直接還原鐵，由950℃-1000℃冷卻到50℃需要60-90min。

實施例12

一種立式冷卻裝置的使用方法，采用實施例3的具有風(fēng)冷套的裝置，該方法包括以下步驟：

(1)直接還原鐵物料16從進(jìn)料口4進(jìn)入立式冷卻筒2內(nèi)，同時，冷卻風(fēng)13通過進(jìn)風(fēng)裝置12從冷卻風(fēng)進(jìn)風(fēng)口6進(jìn)入立式冷卻筒2，物料16與冷卻風(fēng)13接觸換熱，物料16進(jìn)入立式冷卻筒2下部，物料16從出料口5排出，冷卻風(fēng)13與物料16換熱后從冷卻風(fēng)出風(fēng)口7排出；

(2)風(fēng)冷套冷卻風(fēng)15從風(fēng)冷套上部進(jìn)風(fēng)口306進(jìn)入冷卻套3，風(fēng)冷套冷卻風(fēng)15在肋片8的引導(dǎo)下，圍繞立式冷卻筒2外側(cè)流動，對筒壁進(jìn)行冷卻換熱，從風(fēng)冷套下部出風(fēng)口307排出。

其中，在步驟(1)中，物料16從進(jìn)料口4進(jìn)入，與散料裝置9接觸，落入立式冷卻筒2內(nèi)。物料16經(jīng)過卸料閥10從出料口5排出至輸料機11，送往后續(xù)工序。冷卻風(fēng)13為氮氣。

使用實施例3的裝置冷卻直接還原鐵，由950℃-1000℃冷卻到50℃需要90-110min。

實施例13

一種立式冷卻裝置的使用方法，采用實施例3的具有風(fēng)冷套的裝置，該方法包括以下步驟：

(1)物料16從進(jìn)料口4進(jìn)入立式冷卻筒2內(nèi)，同時，冷卻風(fēng)13通過進(jìn)風(fēng)裝置12從冷卻風(fēng)進(jìn)風(fēng)口6進(jìn)入立式冷卻筒2，物料16與冷卻風(fēng)13接觸換熱，物料16進(jìn)入立式冷卻筒2下部，物料16從出料口5排出，冷卻風(fēng)13與物料16換熱后從冷卻風(fēng)出風(fēng)口7排出；

(2)風(fēng)冷套冷卻風(fēng)15從風(fēng)冷套下部進(jìn)風(fēng)口308進(jìn)入冷卻套3，風(fēng)冷套冷卻風(fēng)15在肋片8的引導(dǎo)下，圍繞立式冷卻筒2外側(cè)流動，對筒壁進(jìn)行冷卻換熱，從風(fēng)冷套上部出風(fēng)口309排出。

其中，在步驟(1)中，物料16從進(jìn)料口4進(jìn)入，與散料裝置9接觸，落入立式冷卻筒2內(nèi)。物料16經(jīng)過卸料閥10從出料口5排出至輸料機11，送往后續(xù)工序。冷卻風(fēng)13為氮氣。

使用實施例4的裝置冷卻直接還原鐵，由950℃-1000℃冷卻到50℃需要85-105min。