[发明专利]回转窑中直接还原含有铁氧化物物料生产海绵铁的方法

说明书

本发明涉及一个利用固态含碳还原剂在回转窑中直接还原含有氧化铁的物质制备海绵铁的方法，其中粗粒的含有氧化铁的物质从进料端加到回转窑中，而细粒的含有氧化铁的物质直接吹到还原区域。

在回转窑中利用固态含碳还原剂在低于物料软化点的温度下直接还原块状或球团状矿石来制备海绵铁时，通常在往回转窑中加料前将大约5mm以下的细粒筛除。必须筛除这些细粒的原因是它们在回转窑中比粗粒块矿被加热和还原得较快，因此细粒组分容易出现过热现象和/或被再氧化。尤其在煤灰的存在下，这会导致物料的转化和结圈。通常购置的事先粉碎的具有特定大小的矿粒，例如大小在60-100mm之间，而后将其研磨成不超过某一个特定在15-25mm间为上限的矿粒，这样便会得到一部分，甚至可高至原料25%的低于5mm的细粒，这些只能折价出售或被废弃，这便提高了生产海绵铁的成本。

英国专利说明书第1，098，157号披露了一个直接还原细粒铁矿石的方法，其中所有大于5mm或2mm的矿粒均被筛除并从进料端加进回转窑中，而细粒矿石则从出料端吹进回转窑中，使其分布于至少4米长范围内的物料上。小于0.06mm的极细矿粒最好从细粒矿石中筛出来，压制成球团状或块状而后从进料端加至回窑中。如果只有少量的大于5mm或2mm的矿粒，则矿粒可全部吹至回转转窑中，压制成块的极细组分也可吹进回转窑中，但这一方法用于处理块状矿石时则不太理想。

本发明的一个目的便是尽可能经济地利用含有氧化铁的块状矿石的处理过程中的细粒组分，同时不给操作过程带来什么不利。

本发明实现这一目的方法是将加进回转窑的含有氧化铁的块状物质在筛分3-6mm间和筛分0.8-1.5mm间分为粗粒组分、细粒组分和极细粒组分，粗粒组分从进料端加至回转窑中，而细粒组分从出料端吹至回转窑中并分布于还原区域的物料上。术语“含有氧化铁的块状物质”包括块状铁矿石以及由铁矿石或其它含有氧化铁的物质，如炼钢过程中收集的炉尘组成的球团颗粒。在球团状颗粒物料中，细粒组分包括球团状碎粒和磨碎了的细粒。术语“筛分”定义了用上述范围内的一定在小筛孔的筛子筛出的一个组分。细粒组分利用一个气流，最好是空气流从出料端吹至回转窑中，这样在回转窑中相对较粗的颗粒比相对较细的颗粒被吹得复盖较大距离。调整矿物细粒组分的耗量和分布，使矿物被加热，并保证其到达出料端时被显著还原。可选用一个或多个吹风装置。细粒组分吹进回转窑的距离可通过吹风装置风向的变化和/或吹风速度的变化来调整和控制。细粒组分可单独或和固态还原剂一起吹进回转窑，回转窑中物料和空气的流动方向可以逆向，也可以顺向，在逆向操作中细粒组分以其中空气流动的方向吹进回转窑，而在顺向操作中则以相反于空气流动的方向吹进回转窑。回转窑中的还原区域是指还原生成金属铁的区域。

较好的一种情况是将含氧化铁物质的细粒组分吹至整个回转窑长度的40%（从回转窑的出料端量起），最好的情况是回转窑长度的15%-20%。吹入上述长度的细粒组分便得到高效、快速的还原，而不影响回转窑的操作。

较好的一种情况是不加固态含碳还原剂，而单独将含有氧化铁物质的细粒组分吹至回转窑中，细粒组分的单独吹入可使其特别有效和均匀地分布到物料上。

较好的一个情况是含有氧化铁物质的细粒组分分布于回转窑截面的上部四分之一，从而分布到从窑壁上慢慢移动下来的物料上。如果回转窑是向左旋转的，细粒组分将分布到回转窑截面右手上部四分之一处的物料上，这样吹入的细粒组分在被拉进物料床之前，在滴流物料床的表面可停留较长的时间，从而延长了细粒组分在物料表面的滞留时间，使细料组分得到充分加热。

较好的一种情况是将含氧化铁物质的极细粒组分同从回转窑出料端卸出的还原了的物质一起加至间接冷却器中。从回转窑中卸出的还原了的物质加进间接冷却器中，并隔绝空气，由于冷却器通过回转窑的出料端与还原性的气体气氛相连，所以冷却是在还原的条件下进行的，往冷却器的外表面上喷洒水。甚至极细粒组分不需额外开支，不引进操作上的不便也可得到进一步处理，因为在冷却器中有耐火材料的第一部分中的极细粒组分可以被高度还原。

较好的一种情况是将含氧化铁物质的极细粒组分加至回转窑出料端和间接冷却器进料端间的传递斜槽内，这样便可使其特别充分地混合，在传递斜槽内极细粒组分便被加热，从而将会在冷却器中被有效地还原。

在用于顺向操作的回转窑中，极细粒组分也可以从出料端吹至回转窑中，这种情况必须保证极细粒组分被炉中的气氛完全从回转窑中带出，并加至冷却器或贮存热物料的容器中。

尤为突出的一种情况是在将极细粒组分加至冷却器中之前使其与油混合，这样会提高海绵铁的含碳量。