球团分层冷却仓及其应用方法

技术领域

本发明涉及冶金领域，尤其涉及球团分层冷却仓及其应用方法。

背景技术

金属化炉料的应用是现代冶金工业发展的重要趋势，而金属球团是金属化炉料的主要原料。在生产金属球团的过程中，金属球团的温度高达1100℃，而金属球团需要冷却到150℃以下才能满足输送和进仓储存的要求。

目前市面上的高温金属球团的冷却方式主要有两种：水冷及风冷，风冷是将装载有大量高温球团的链篦机经过风道，风道中喷吹出的气流自下而上穿过链篦机中的高温球团层，气流先与下层的高温球团进行热交换后温度升高，温度升高的气流不利于对上层高温球团的冷却，需要延长冷却时间。而水冷分为两种，一种是将高温球团直接放入冷却水中进行冷却，当高温球团与冷却水直接进行接触时，高温球团的外侧会快速降温，而高温球团的内芯温度极高，容易使球团发生爆裂，而且球团与水接触后，会留有较多水分，在与空气长时间接触后容易被氧化，而且球团会对水造成污染，需要在后续设置污水处理设备对被污染的冷却水进行净化；另一种是将高温球团装到金属筒中，然后用喷淋装置对装有高温球团的圆筒喷淋，使冷却水与筒体进行热交换实现冷却，这种冷却方式与风冷类似，只能先对外侧的高温球团进行冷却，堆积在内部的高温球团需要长时间的静置后才能得到冷却，冷却时间也较长。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够使球团快速均匀冷却的球团分层冷却仓及其应用方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：球团分层冷却仓，包括：仓体，在仓体中设置有分层冷却机构，所述分层冷却机构包括：两块支撑板、若干水冷管及若干风冷管，两块支撑板固定在仓体中，在两块支撑板之间从上往下设置有若干层支撑架，在每层支撑架上从前往后间隔排布有若干从左往右向下倾斜的水冷管，在每层支撑架上前后每相邻的两根水冷管之间的间隙小于合规球团的球径，水冷管的进水口和出水口均与蓄水池相连通，在上下相邻的两层水冷管之间从左往右间隔均布有一层风冷管，在位于最上层的水冷管上方的两块支撑板之间从左往右间隔均布有一层风冷管，在各风冷管的底壁上均布有若干出风孔，风冷管与管道风机相连通，在仓体的右端设置有排料口，在排料口中升降设置有阻料闸门，阻料闸门与水冷管之间的间距小于合规球团的球径，在仓体上设置有排风孔及相连通的进料斗和出料腔，在进料斗上设置有阀门，出料腔竖直设置在仓体内、并位于分层冷却机构的左侧，在出料腔的右侧壁上从上到下依次设置有若干出料孔，每个出料孔与一层水冷管相对应，在出料孔上斜向下设置有导料板，导料板的低端抵靠在对应层的水冷管上，在出料腔中升降设置有从左往右向下倾斜的斜导料台，在斜导料台的右端向下延伸设置有封堵板。

进一步的，前述的球团分层冷却仓，其中，在排风孔上设置有排风管，在排风管上设置有第一三通电磁阀及温度传感器，在第一三通电磁阀的两个出口端上分别连接有第一连接管及第二连接管，在第一连接管上设置有第二三通电磁阀，在第二三通电磁阀的两个出口端上分别连接有回风管及第一回热支管，在第二连接管上设置有第三三通电磁阀，在第三三通电磁阀的两个出口端上分别连接有第二回热支管及第三回热支管。

进一步的，前述的球团分层冷却仓，其中，在出料腔中设置有能够驱动斜导料台升降的剪叉升降机构。

进一步的，前述的球团分层冷却仓，其中，在仓体的外侧壁上包围设置有第一夹套，在出料腔的外侧壁上包围设置有第二夹套，第一夹套和第二夹套的进出水管均与蓄水池相连通。

进一步的，前述的球团分层冷却仓，其中，在仓体上设置有第一检修口，在第一检修口上设置有第一检修门，在靠近第一检修口的支撑板上设置有出渣口，在出料腔上设置有第二检修口，在第二检修口上设置有第二检修门。

进一步的，前述的球团分层冷却仓，其中，阻料闸门与仓体之间的连接结构为：在仓体上开设有与排料口相连通的导向孔，在导向孔的前后两侧壁上分别设置有梯形凸导轨，在阻料闸门的前后两侧壁上分别设置有能够与梯形凸导轨相适配的梯形凹导槽，在仓体上设置有与阻料闸门相连的链传动升降机构相连，排料口底壁为从左往右向下倾斜的斜壁，阻料闸门的底壁与斜壁相楔合。

进一步的，前述的球团分层冷却仓，其中，在仓体内壁上均布有若干冷却风机，在冷却风机上的外侧设置有金属网护罩。

进一步的，前述的球团分层冷却仓，其中，每层水冷管的进水口与一根进水分配管相连，每层水冷管的出水口与一根出水分配管相连，进水分配管和出水分配管均与两块支撑板相连，在仓体上设置有进水接管及出水接管，进水接管与出水接管通过软管与蓄水池相连通，进水分配管和出水分配管的连接端伸出支撑板后分别与进水接管及出水接管相连。

进一步的，前述的球团分层冷却仓，其中，风冷管的进风端伸出于支撑板，每层风冷管的进风端与一根进风分配管相连，在仓体上设置有进风接管，进风接管通过软管与管道风机相连，进风分配管的连接端与进风接管相连，在每层风冷管的下方置有能够让小于合规球团及废渣穿过的金属网板，金属网板与两块支撑板相连。

所述的球团分层冷却仓的应用方法，其步骤如下：

S1、斜导料台上移至越过最上方的出料孔处停止，斜导料台上的封堵板将出料腔中的所有出料孔封堵住，蓄水池中的冷却水进入到水冷管中进行循环水冷，管道风机中吹出的冷却风进入到风冷管中，然后从风冷管的出风孔喷吹出来；

S2、焙烧完成的高温球团被送入到进料斗中，打开阀门，高温球团堆积在出料腔中的斜导料台上，斜导料台下降，斜导料台每下降经过一个出料孔时，斜导料台上的高温球团就会在自重下经过出料孔滚到每层水冷管上，然后在阻料闸门的阻挡下停留在对应层的水冷管上，斜导料台上的高温球团进入到仓体中后，斜导料台上升至越过最上方的出料孔处停止，斜导料台上的封堵板重新将出料腔中的所有出料孔封堵住，同时，水冷管及风冷管同时对每层水冷管上的高温球团层进行冷却，热风通过排风孔向外排放；

S3、打开阀门，使出料腔能够与外界空气进行接触从而快速冷却，冷却完成后，关闭阀门，等待下一次进料；

S4、仓体内的高温球团冷却至适合储存及运输的温度后，打开阻料阀门，每层水冷管上的球团在自重作用下就会经过排料口向外排放。

本发明的优点在于：将原有的高温球团层经过出料腔上的不同的出料孔分批输送到分层冷却机构的不同层的水冷管上，使高温球团层的层厚降低，每层水冷管上的高温球团层的下层球团与水冷管中的循环冷却水进行热交换冷却，而每层水冷管上的高温球团层的上层球团与风冷管中喷吹出来的冷风进行热交换冷却，高温球团层的层厚降低后，使得每层高温球团中的球团能够得到均匀冷却，提高了风冷和水冷对每层高温球团层的冷却效率；球团在倾斜的水冷管上能够在自重下进行落料，解决了传统链篦机需要使用大量电能的缺陷；当球团在每层水冷管上滚动时，小于合规球团球径的球团及废渣就会从水冷管的间隙中掉落到仓体的底部，这样就能自动筛除掉不合规的球团及废渣。

附图说明

图1是本发明所述的球团分层冷却仓的结构示意图。

图2是图1中俯视方向的部分剖视结构示意图。

图3是图1中A方向的局部放大结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及优选实施例对本发明所述的技术方案作进一步说明。

如图1～图3所示，本发明所述的球团分层冷却仓，包括：仓体1，在仓体1的外侧壁上包围设置有第一夹套11，第一夹套11的进出水管均与蓄水池相连通，在仓体1上设置有第一检修口，在第一检修口上设置有第一检修门12，在仓体1的内壁上均布有若干冷却风机13，在冷却风机13上的外侧设置有金属网护罩用来保护冷却风机13。在仓体1中设置有分层冷却机构2，所述分层冷却机构2包括：两块支撑板21、若干水冷管22及若干风冷管23，两块支撑板21固定在仓体1中，支撑板21不与仓体1的顶部相连，这样就能保证仓体1中的空气与分层冷却机构2中的空气相连通，在靠近第一检修口的支撑板21上设置有出渣口211，在两块支撑板21之间从上往下设置有若干层支撑架212，在每层支撑架212上从前往后间隔排布有若干从左往右向下倾斜的水冷管22，水冷管22的倾斜角度为5°～7°，在每层支撑架212上前后每相邻的两根水冷管22之间的间隙小于合规球团的球径，这样，当球团进入到每层的水冷管22上时，合规球团就能在水冷管22及水冷管22的间隙中进行滚动，而小于合规球团球径的球团就会从间隙中掉落到仓体1的底部，每层水冷管22的进水口与一根进水分配管24相连，每层水冷管22的出水口与一根出水分配管25相连，进水分配管24和出水分配管25均与两块支撑板21相连，在仓体1上设置有进水接管14及出水接管15，进水接管14与出水接管15通过软管与蓄水池相连通，进水分配管24和出水分配管25的连接端伸出支撑板21后分别与进水接管14及出水接管15相连，在上下相邻的两层水冷管22之间从左往右间隔均布有一层风冷管23，在位于最上层的水冷管22上方的两块支撑板21之间从左往右间隔均布有一层风冷管23，在各风冷管23的底壁上均布有若干出风孔，在每层风冷管23的下方均设置有能够让小于合规球团及废渣穿过的金属网板26，金属网板26就不会阻碍不合规的球团及废渣的掉落，金属网板26与两块支撑板21相连，金属网板26能够防止球团与风冷管23发生接触，从而保护风冷管23，风冷管23的进风端伸出于支撑板21，每层风冷管23的进风端与一根进风分配管27相连，在仓体1上设置有进风接管16，进风接管16通过软管与管道风机相连，进风分配管27的连接端与进风接管16相连。

在仓体1上设置有排风孔，在排风孔上设置有排风管17，在排风管17上设置有第一三通电磁阀171及温度传感器172，在第一三通电磁阀171的两个出口端上分别连接有第一连接管173及第二连接管174，在第一连接管173上设置有第二三通电磁阀175，在第二三通电磁阀175的两个出口端上分别连接有回风管1751及第一回热支管1752，回风管1751与尾气处理系统相连，第一回热支管1752与干燥系统相连，在第二连接管174上设置有第三三通电磁阀176，在第三三通电磁阀176的两个出口端上分别连接有第二回热支管1761及第三回热支管1762，第二回热支管1761与焙烧机中的焙烧段相连，第三回热支管1762与焙烧机中的预热段相连。市面上是将冷却分成三段式冷却，每个冷却段根据温度的不同与焙烧机中的预热段、焙烧段以及干燥系统进行连通，利用冷却段中的高温气体进行辅助工作，所以焙烧机以及干燥系统均是现有技术，且尾气处理系统也是现有技术，在此不作赘述，也没在图上显示。

在仓体1的右端设置有排料口18，在排料口18中升降设置有阻料闸门5，阻料闸门5与水冷管22之间的间距小于合规球团的球径，阻料闸门5与仓体1之间的连接结构为：在仓体1上开设有与排料口18相连通的导向孔，在导向孔的前后两侧壁上分别设置有梯形凸导轨181，在阻料闸门5的前后两侧壁上分别设置有能够与梯形凸导轨181相适配的梯形凹导槽，在仓体1上设置有与阻料闸门5相连的链传动升降机构6相连，链传动升降机构6为现有技术，在此不再赘述，排料口18底壁为从左往右向下倾斜的斜壁182，阻料闸门5的底壁与斜壁相楔合。

在仓体1上设置有相连通的进料斗3和出料腔4，在进料斗3上设置有阀门31，出料腔4竖直设置在仓体1内、并位于分层冷却机构2的左侧，在出料腔4的外侧壁上包围设置有第二夹套41，第二夹套41的进出水管均与蓄水池相连通，在出料腔4上设置有第二检修口，在第二检修口上设置有第二检修门42，在出料腔4的右侧壁上从上到下依次设置有若干出料孔43，每个出料孔43与一层水冷管22相对应，在出料孔43上斜向下设置有导料板44，导料板44的低端抵靠在对应层的水冷管22上，在出料腔4中设置有剪叉升降机构45，在剪叉升降机构45上设置有从左往右向下倾斜的斜导料台46，在斜导料台46的右端向下延伸设置有封堵板47。

本发明所述的球团分层冷却仓的应用方法，其步骤如下：

S1、剪叉升降机构45推动斜导料台46上移至越过最上方的出料孔43处停止，斜导料台46上的封堵板47将出料腔4中的所有出料孔43封堵住，蓄水池中的冷却水经过各进水分配管24进入到各层水冷管22中，然后从各出水分配管25回流到蓄水池中形成循环水冷系统，蓄水池中的冷却水经过在第一夹套11及第二夹套41中进行循环形成循环水冷系统，同时，打开冷却风机13及管道风机，管道风机中吹出的冷却风经过各进风分配管27进入到各层风冷管23中，然后从风冷管23的出风孔喷吹出来，此时，仓体1中的温度处于常温，排风管17上的温度传感器172所感应到的仓体1中的温度较低，打开排风管17上的第一三通电磁阀171，将其切换至第一连接管173的通路，并将第二三通电磁阀175切换到回风管1751的通路，此时仓体1内的空气就会经过回风管1751进入到尾气处理系统中进行后续处理；

S2、焙烧完成的高温球团被送入到进料斗3中，打开阀门31，高温球团堆积在出料腔4中的斜导料台46上，第二夹套41对出料腔4进行初冷却，然后关闭阀门31，封闭住出料腔4，剪叉升降机构45驱动斜导料台46下降，当斜导料台46下降至打开最上方的出料孔43时，斜导料台46上的高温球团就会在自重下经过最上方的出料孔43滚落到最上层的水冷管22上，然后被支撑板21及阻料闸门5阻挡停留在最上层的水冷管22上，在滚动过程中，小于合规球径的球团及废渣就会从水冷管22之间的间隙中往下掉落到下层的水冷管22的间隙中，最后掉落在仓体1的底部，当最上层的水冷管22上铺满高温球团后，斜导料台46上的高温球团无法再进入到该层的水冷管22上，剪叉升降机构45驱动斜导料台46继续下降打开下一个出料孔43，高温球团通过该出料孔43进入到对应层的水冷管22上，斜导料台46持续下降，直至所有高温球团进入到各层水冷管22上分层形成高温球团层，由于水冷管22的倾斜角度在5°～7°，所以高温球团在自重下的滚落速度较慢，使高温球团之间以及高温球团与支撑板21及阻料闸门5之间的碰撞较弱，保护了高温球团的完整性，而且不符合合规球径的球团在滚动过程中就会从间隙中往下掉落自动筛除掉不符合要求的球团及废渣，当斜导料台46上的高温球团都进入到分层冷却机构2中后，剪叉升降机构45驱动斜导料台46上升至越过最上方的出料孔43后停止，斜导料台46上的封堵板47重新将出料腔4上的所有出料孔43封堵住，高温球团层的下层球团与水冷管22直接接触进行降温，而高温球团层的上层球团在风冷管23的喷吹下进行降温，由于仓体1上的第一夹套11对仓体1的侧壁进行降温，冷却风机13在喷吹时，能够提高仓体1内的高温空气与仓体1侧壁的热交换效率，从而提高仓体1内的空气冷却速度，对球团冷却起到辅助作用；

在此过程中，仓体1内的温度会发生较大的变化，仓体1内的温度随着球团的温度变化而进行变化的，当排风管17上的温度传感器172感应到仓体1内的温度不低于1000℃时，将第一三通电磁阀171切换至第二连接管174的通路，并将第三三通电磁阀176切换至第二回热支管1761的通路，仓体1内不低于1000℃的高温气体通过第二连接管174及第二回热支管1761进入到焙烧机的焙烧段中提高焙烧段的温度，从而改善煤粉的燃烧情况，提高球团的焙烧质量；

当经过一段时间的冷却后，仓体1内的温度就会降低，当温度传感器172感应到仓体1内的温度在600℃～1000℃之间时，第三三通电磁阀176切换至第三回热支管1762的通路，仓体1中600℃～1000℃的高温气体通过第二连接管174及第三回热支管1762进入到焙烧机的预热段中提高球团的预热质量；

再经过一端时间的冷却后，仓体1内的温度就会继续降低，当温度传感器172感应到仓体1内的温度在150℃～600℃之间时，第一三通电磁阀171切换至第一连接管173的通路，并将第二三通电磁阀175切换至第一回热支管1752的通路，仓体1中150℃～600℃的高温气体通过第一连接管173及第一回热支管1752进入到干燥系统中进行辅助干燥；

最后，当温度传感器172感应到仓体1内的温度低于150℃时，第二三通电磁阀175切换至回风管1751的通路，仓体1中低于150℃的气体通过第一连接管173及回风管1751进入到尾气处理系统中进行处理；

S3、打开阀门31，使出料腔4能够与外界空气进行接触从而快速冷却，由于封堵板47将出料孔43全部封堵住了，所以仓体1内的流动的气体就会进入到出料腔4中，当阀门31打开后，也不会发生扬尘的情况，出料腔4冷却完成后，关闭阀门31，等待下一次进料；

S4、仓体1内的高温球团冷却至适合储存及运输的温度（即低于150℃）后，链传动升降机构6驱动阻料阀门5向上移动，打开排料口18，各层水冷管22上的球团在自重下经过排料口18向外排放，由于排料口18的底壁为从左往右向下倾斜的斜壁182，所以球团不会堆积在排料口18的底壁上。

S5、当需要对仓体1进行清扫时，在仓体1中还有余热时，用风冷管23对水冷管22进行喷吹，使留在水冷管22上的粉尘喷吹掉落在仓体1的底部，然后关闭风冷管23，等仓体1中的温度降低至常温后（可根据温度传感器172显示的温度进行判断），打开仓体1上的第一检修门12，工作人员从第一检修口进入到仓体1中，并从支撑板21上的出渣口211进入到分层冷却机构2的下方，并对该处进行清扫，清扫完成后关闭第一检修门12即可；

当需要对出料腔4中的剪叉升降机构45进行检修时，依次打开仓体1上的第一检修门12及出料腔4上的第二检修门42，工作人员就能进行检修工作。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。