一种还原铁高效冷却及余热回收装置的制造方法
【技术领域】
[0001]一种还原铁高效冷却及余热回收装置，主要用于冶金矿山行业中对还原铁球团、烧结球团进行冷却和余热回收。
【背景技术】
[0002]冷却是煅烧还原铁工艺的工序之一。直接还原铁球团经转底炉或回转窑出口的温度高达1100°c，大部分钢铁公司采用回转筒式冷却机对高温球团进行冷却:高温球团经溜槽进入带有倾角的冷却筒，冷却筒转动，物料由进料端运动到出料端；采用冷却水直接喷淋筒体外部达到冷却效果。这种冷却方式存在一些不足:(1)传热方式以物料与筒体之间的热传导和冷却水与筒体之间的热对流为主，综合传热系数比较低；(2)筒体在回转时，物料容易筒体底部滑动，物料与筒体之间的接触传热面积比较少；(3)物料的热量需要经过筒体传给冷却水，由于筒体的壁厚较大，因而筒体温度较高、变形严重；(4)物料的显热没有回收。由于冷却效率低，筒体的长度很大，一般达到30~40m，设备投资较高，占地面积很大；喷淋水量也很大，达到400m3/h以上，消耗了大量的水。CN101787435A公开了 “还原铁高效喷雾回转筒式冷却机”，其筒体由冷却筒体、前端筒体和尾端筒体组成；前端筒体和尾端筒体为双层筒体，在该双层筒体内采用喷雾冷却；整个冷却单元的筒体表面被喷雾冷却覆盖。由于整个筒体被雾化水滴包裹，有效地保护了筒体，减少变形，也提高了设备的作业率和可靠性。但是该技术对筒体内部的物料运动和传热情况没有改善，物料的显热也没有回收。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是:克服现有技术的不足，提供一种换热强度大、冷却效果好、能够回收物料显热的还原铁高效冷却及余热回收装置。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:该还原铁高效冷却及余热回收装置，包括下料溜槽和横向设置的回转冷却筒体，回转冷却筒体的进料端通过进料密封装置密封，下料溜槽穿过进料密封装置进入回转冷却筒体内，回转冷却筒体的出料端密封固定有出料仓，进料密封装置和出料仓固定设置，回转冷却筒体连接有驱动其旋转的筒体旋转驱动机构，出料仓下部设有下料口，其特征在于:所述回转冷却筒体包括冷却筒体，在冷却筒体的内壁设有循环冷却换热机构，循环冷却换热机构连接有供水总管和回水总管，在冷却筒体的内侧还设有蒸发器。循环冷却换热机构与冷却筒体内的高温物料换热，冷却物料，同时对冷却筒体的侧壁进行冷却，可以有效降低筒体的温度，减少变形，在冷却筒体的内侧设有蒸发器，采用蒸发器吸收物料的辐射热，提高了冷却效果，而且蒸发器可以与汽包相结合产生蒸汽，实现余热的高效利用。
[0005]优选的，所述循环冷却换热机构在冷却筒体的内侧形成推动物料随冷却筒体转动的凹凸结构。使物料随冷却筒体一起转动到一定高度后才下落，避免在冷却筒体转动过程中物料在冷却筒体底部滑动，从而有效增大了物料与循环冷却换热机构之间的接触面积，提高换热效率。现有的冷却筒体在内侧设置螺旋翅片来推动物料前进，然而螺旋翅片只是推动物料轴向移动，物料在冷却筒体光滑的内壁仍然是滑动的，物料仍然是集中在冷却筒体的底部，无法随冷却筒体一起转动，所述凹凸结构很好的解决了该问题，而且还强化了物料的掺混。。
[0006]优选的，所述循环冷却换热机构包括第一冷却管道和第二冷却管道，其中第一冷却管道与冷却筒体内壁固定连接，在冷却筒体的进料端设有换向机构，在冷却筒体的出料端设有分水机构和集水机构，第一冷却管道的两端分别连通分水机构和换向机构，分水机构连接供水总管，第二冷却管道的两端分别连通换向机构和集水机构，集水机构连接有回水总管，分水机构将供水总管内的冷却介质送入第一冷却管道，第一冷却管道内的冷却介质通过换向机构进入第二冷却管道，第二冷却管道内的冷却介质依次经过集水机构和回水总管排出。
[0007]第一冷却管道和/或第二冷却管道在冷却筒体内壁形成推动物料随冷却筒体一起转动的凹凸结构。避免在冷却筒体转动过程中物料在冷却筒体底部滑动，使物料随冷却筒体一起转动到一定高度后才下落，从而有效增大了物料与循环冷却换热机构之间的接触面积，提尚换热效率。
[0008]优选的，所述第一冷却管道是设置在冷却筒体内壁上的多个冷却半管，冷却半管与冷却筒体内壁固结形成冷却流道。与高温物料换热的同时，冷却半管对冷却筒体进行冷却，防止冷却筒体变形，提高使用寿命。
[0009]优选的，第二冷却管道是设置在多个冷却半管所围成的圆周回转体内侧的多个冷却圆管。冷却圆管可以深入到物料层内部，减少了物料的传热距离，强化了换热效果，而且冷却圆管与冷却半管分布在不同的径向高度上，进一步形成推动物料随冷却筒体一起转动的凹凸结构，更加有效的推动物料随冷却筒体一起转动，物料随冷却筒体转动上升到一定高度再抛洒落下，物料与冷却圆管之间产生一定的对流换热，同时也强化了物料的掺混。
[0010]优选的，所述供水总管和回水总管位于冷却筒体出料端的轴线上，且回水总管位于供水总管的内部，供水总管通过径向进水管与分水机构相通，回水总管通过径向回水管与集水机构相通，供水总管、回水总管穿过出料仓末端与旋转接头连接。
[0011]优选的，所述分水机构为环形设置在冷却筒体出料端内壁上的分水半管，分水半管与冷却筒体内壁固结形成环形水道；
换向机构为环形设置在冷却筒体进料端的内壁上的改向半管，改向半管与冷却筒体内壁固结形成环形水道；
所述集水机构为环形设置在冷却筒体出料端的汇水管。
[0012]优选的，筒体旋转驱动机构包括托轮支撑总成和驱动总成，冷却筒体的外壁面上设有两个圆环形轮带和一个圆环形齿带，两个所述托轮支撑总成通过轮带支撑冷却筒体，驱动总成的输出端通过齿轮啮合齿带；一个轮带的中心横截面与改向半管的中心横截面重合，另一个轮带的中心横截面与分水半管的中心横截面重合。改向半管和分水半管内的可以冷却轮带，避免拖轮支撑总成的拖轮超温。因此本发明有效解决了冷却筒体和拖轮的高温变形和损坏的问题，提高了设备工作可靠性和使用寿命。
[0013]优选的，所述蒸发器设置在冷却筒体内的进料端，蒸发器由一个下集箱、一个上集箱、多个蒸发管构成，位于蒸发器上部的上集箱和位于蒸发器下部的下集箱的前端伸出进料密封装置并与进料密封装置固定连接，上集箱和下集箱末端用集箱封板堵住，多根蒸发管设置在上集箱和下集箱之间，蒸发管的两端分别与上集箱和下集箱固结并相通。还原铁球团在进入冷却筒体时温度高达1100°c，其辐射热很大，将蒸发器设置在冷却筒体的进料端能够有效回收热量。
[0014]优选的，所述下集箱的轴线由进料密封装置至冷却筒体向上倾斜，上集箱的轴线由进料密封装置至冷却筒体向下倾斜。水由下集箱进入蒸发管，在蒸发管内吸热变成汽水两相混合物，然后进入上集箱，下集箱和上集箱沿介质流动方向均向上倾斜，有利于介质流动，避免在蒸发器内产生气阻。
[0015]优选的，所述进料密封装置为前端封闭、末端深入到冷却筒体进料端内部的头部筒体，在头部筒体与冷却筒体所形成的环形缝隙内设有密封填料，用第一压盖将密封填料压紧；下料溜槽从头部筒体的前端外部穿过头部筒体并深入到第一冷却管道和第二冷却管道所围成的空间内；
头部筒体包括头部外筒体、头部内筒体、外端板、内端板和环形封板，头部内筒体位于头部外筒体的内部，头部外筒体前端设有外端板并固结密封，头部内筒体前端设有内端板并固结密封，在头部外筒体和头部内筒体之间的环形缝隙末端设有环形封板，头部外筒体、头部内筒体、外端板、内端板和环形封板一起围成一个水冷夹套，在所述的