[发明专利]一种通过优化调整燃料量控制还原回转窑温度的方法

说明书

本发明提出一种通过优化调整燃料量控制还原回转窑温度的方法，通过在回转窑窑头罩上增设超声波测温测距分析仪，同时从还原回转窑的窑头和窑尾加入还原性燃料。实时在线监测沿窑长方向线上的温度，根据所测点温度与目标温度的差异，调整还原回转窑的窑头和/或窑尾的还原性燃料的添加量，确保沿窑长方向窑内温度场的均匀，防止局部温度过高或过低，避免了回转窑内结圈的出现，为还原物料提供了更长的高温带，产品质量指标得到显著提升。

技术领域

本发明涉及一种控制回转窑温度的方法，具体涉及一种通过优化调整燃料量控制还原回转窑温度的方法，属于回转窑技术领域。

背景技术

环保部门早已对SO₂和NOx排放收费，随着碳减排压力加剧，中国碳排放权交易系统即将运行，CO₂排放也将逐步纳入缴费范围。传统长流程将给钢企带来比短流程更高的成本负担；世界钢铁发展趋势逐步由“高炉-转炉”长流程向“直接还原(废钢)-电炉”短流程过渡，美国的电炉钢比将由66.8％提高到70％，许多高炉将被关闭或是暂时闲置；直接还原+电炉短流程是钢铁产业绿色低碳高效发展的方向，美国纽柯钢铁公司短流程的吨钢成本比采用高炉-转炉流程的共和钢公司降低近50-60美元。

直接还原是将铁氧化物在不熔化、不造渣条件下，进行固态还原，生产金属铁产品，即直接还原铁(DRI)。直接还原方法具有以下优势：缩短钢铁生产流程、摆脱对焦煤资源的依赖，改善能源结构；降低吨钢能耗、节能减排，促使钢铁产业的可持续发展；优化钢铁产品结构，生产优质钢、纯净钢的重要原料；生产优质纯净钢铸锻件坯料，有效促进我国装备制造业的发展；解决优质废钢资源短缺问题；实现冶金资源的综合利用，特别是难处理特色冶金资源。

世界上现有煤基直接还原工艺不少，但真正形成生产规模的煤基直接还原工艺主要是煤基回转窑法，回转窑法是煤基法中最重要、最有价值、应用较广的工艺。此法还原铁矿石可按不同的作业温度生产海绵铁、粒铁，但以低温作业的回转窑生产海绵铁最有意义。回转窑的优点是能够直接使用固体煤作为能源，原燃料适应性强、分布广泛，还原效率较高。

传统还原窑受限于产能小，易结圈，从热工系统方面来看，主要有以下几个问题:

1)因窑尾煤供入量少，而窑头煤喷射距离又覆盖不了回转窑中后部区域，因而造成中后部球团不能被还原煤所覆盖，导致出窑球团金属化率波动大，不合格球团多，生产不稳定。

2)操作中为了覆盖回转窑中后部球团而提高窑尾煤供入量时，由于窑尾煤挥发分溢出量增大，致使冷烟室温度迅速升至1100℃～1200℃，造成再燃室内灰尘软熔严重，粘结形成“结圈”，当“结圈”局部脱落落入水封槽时又造成严重的“水爆”现象，带来了安全隐患。

3)沿窑身方向的温度场波动较大，回转窑易结圈。

另外二次风喷嘴结构形式还决定了二次风与窑内可燃成份基本上处于平行流动状态，混合不好，窑尾煤挥发分不能在窑中后部完全燃烧，使之进入冷烟室后再燃烧，这也是造成冷烟室温度过高的另一重要原因。

现有的回转窑测温方法包括红外测温，只能监测一些点的温度，且受环境的干扰大，温度不准确；热电偶插入窑内直接测温，非常容易磨损，难以更换，寿命短；非接触式测温(软测量)，精度不高，不能实时反映窑内的温度变化。

生产中，上述存在的问题造成了回转窑易结圈现象，温度难以控制，燃烧和还原效率低，造成产品质量指标不达标。

发明内容