[其他]直接还原窑

说明书

本发明涉及回转窑中采用既作燃料又作还原剂的高挥发份的煤直接还原矿石。具体地说，本发明涉及海绵铁的生产，但又不局限于此。

海绵铁生产的直接还原法的优点是能够还原高品位的铁矿石，而不必用传统的高炉冶炼中所使用的昂贵的焦炭。直接还原法所用的可以代替焦炭的还原剂包括各种固体反应物，例如未焦化烟煤、无烟煤以及褐煤，还包括各种气体还原剂。

在生产海绵铁的传统直接还原方法中，铁矿石被连续地输入回转窑的上端，与至少若干份还原剂和熔剂混和。通过回转窑的排料端引入的可燃物的燃烧，还可通过回转窑的入口端任意地引入可燃物的燃烧，达到还原。

虽然，有人业已在利用外加的能量方面作了一些尝试，例如，利用通过底床吹入空气使回转窑炉料在加热和还原过程中所放出的一氧化碳和别的可燃物燃烧时的能量。但是在回转窑中直接还原铁矿石中采用既作燃料又作还原剂的含有高挥发份的廉价低级煤方面的尝试几乎都不成功。

在全部用高挥发份煤作燃料和还原剂的一种尝试中，煤由排料端吹入回转窑。结果，操作上有困难，金属还原差，由回转窑中排出不均匀的固体。

可以认为，这是由以下因素所造成的：回转窑内气体组份是变动的，但供给的空气量是恒定的;窑内气体压力的波动;窑内煤的分布不均匀。

另一方面，业已证明，由回转窑的进料端进煤的尝试是不行的，因为大部分挥发物从回转窑内喷出成为废气而与燃烧的气体一起排走。

操作上的困难在于实施这些方法，因为需要在燃烧器之后增加进一步冷却的设备和较大处理能力的废气处理装置。

最后，有人曾提出，从回转窑的排料端将高挥发份的煤吹入，而一部分煤从其入口端输入。对这种方法来说，从入口端输入的煤的挥发物随还原过程中产生的废气排出，从而损失了能量。

此外，这类回转窑在操作上的困难主要在于废气的含量和废气的处理装置。解决上述这些问题的办法是改变向回转窑中供给空气的方向，以利于燃料和挥发物的燃烧。

本发明的目的在于能够在回转窑直接还原中使用含高挥发份的碳质物既作燃料又作还原剂，又克服上述方法中的至少一些缺点，并且使从碳质物的挥发物中得到比上述方法更多的可利用的能量。

本发明的第一个方面提供了一种矿石直接还原的方法。在该方法中，矿石和所需的任何熔剂被输入具有氧化性气体的热回转窑内，氧化性气体由沿回转窑的长度方向上设置的许多入口导入;而既作燃料又作还原剂的含高挥发份的碳质固体物质由回转窑的两端推入，大体上没有导入任何推动剂。

本发明的第一个方面的另一个特点是回转窑中被还原的矿石可在铁矿石、含钛铁矿石和含铬铁矿石组成的一组矿石中选择;补加的碳质物被推入回转窑中的最终还原段;提供的氧化性气体其中被通入预热段的，流向排料端，通入还原段的，流向进料端;氧化性气体是空气或者富氧气;推动剂是压缩空气;炉料则是在回转窑内被挡住的。

本发明的第二方面提供了一种实施本发明的第一方面的方法的一种回转窑。该回转窑有矿石和熔剂的进料装置，已还原的产品的排料装置，窑内气体产物从排出的气体收集装置，沿着回转窑长度导入氧化性气体的风口，还有从回转窑两端将固体碳质物推入的推动装置，被采用的推动装置大体上不会向窑内导入气体推动剂。

推动装置最好包括碳质物推入的一般气动装置;一只箱体，其上有一个入口，用于接受被推入的碳质物，还有一个出口，用于将碳质物排入窑内，箱体直径比它的出口大得多;一个排气装置，排气装置在箱体上的连接要做到在使用推动装置时可将箱体内出、入口之间的几乎全部推动剂都去除。

回转窑的再一个特征是装有将碳质物推入回转窑还原段的附加推动装置;氧化性气体导入窑内的风口均单独控制;风口要弯曲到导入回转窑预热段的氧化性气体向着排料端流动，而导入还原段的氧化性气体向着进料端流动;回转窑的挡料装置包括在至少预热段设置的和在还原段随意设置的纵向间隔圈。

应当指出，本发明的方法特别适合于在具有大长径比（至少20至大约35）的回转窑中实施。以下结合附图通过实施例对本发明作更详细地叙述。

附图说明：

图1    为本发明的一种回转窑的示意侧视图;

图2    为图1的回转窑中所用的推动装置的横剖视图。

一般来说，回转窑1的长度L＝65米，直径d＝2米，L/d＝32.5，回转窑1的长径比要较通常长径比大约大于12的大多数的回转窑大得多。