[发明专利]含氧化铁物料的回转窑直接还原方法

说明书

本发明涉及一种含氧化铁物料在回转窑中直接还原的方法，其中，在含氧化铁物料中添加有固态碳素还原剂，然后该物料被还原以形成海绵铁;为维持稳定的温度分布，以被控的供应速率经分布于回转窑体上的套管或喷嘴组将空气穿过窑体外壳送入炉体;空气是由用扇鼓送至套管或喷嘴组，而且这些风扇是被装置于回转窑上的。

为了获得并控制窑体各区段所应维持的温度，须借助分布于回转窑体的各区段上的套管或喷嘴组将空气经窑体外壳送入炉体。套管沿径向延伸，穿过窑体外壳且它们的出口端基本上是处于窑体的中心，即它们的开口端将总是被置于窑体内的自由空间中。喷嘴组也是沿径向延伸，穿过窑体外壳，但它们的出口端却是近似地处于窑衬的内表面处并暂时地被炉料所覆盖。在使用喷嘴组时，则在每一个送风部位上通常都装置有环列的喷嘴组。借助风扇将空气送至套管或喷嘴组，这些风扇被装置于窑体上并与窑体一起转动。经滑环及固定电刷使连接风扇的驱动电机与电源相联，而滑环是被固定在炉体上的。

在于炉料的软化点以下对含氧化铁物料进行直接还原以形成海绵铁的过程中，须确切保证窑体若干个区段内的特定温度分布。这就需要对各送风部位的供风速率进行准确的控制。此外，在对意外情况下的应急操作中，当回转窑以非常低的速度旋转时，供风速率必须立即迅速地减小以避免过热。

供风速率是借助节流阀来控制，所说的节流阀被安装在套管或喷嘴组上。由公开的德国专利申请2334676和美国专利3825405可知，节流阀的调节是在来自监测台的控制命令的控制下进行的。在此情况下，每一节流阀均须与一伺服电机相连，而伺服电机经滑环及固定电刷与电源相联，所说的滑环被固定在窑体上。这种设置导致了设备及自动控制系统方面的巨大开支，而且正是由于这一原因，尽管手动调节费时，但在实际操作中节流阀仍是由手动来调节。因为不可能调节每一台节流阀，除非操作者从控制台上可够得到它们。

本发明的目的就是提供一种迅速简便的对供气速率的控制方法，经套管或喷嘴组所鼓送的空气就是以此供应速率被鼓入的。

这一目的的达到是基于：本文前面所提及的工艺是以本发明所涉及的特定方式进行，亦即以一可控的供应速率在各个部位经套管或喷嘴组向回转窑内送入空气，供风速率的控制是借助电源电压的频率变化使装置在回转窑上的风扇驱动电机的转速发生变化来实现。

为对于若干部位的空气供应速率作最初调节，对套管或喷嘴组上的风门作手动调节的。利用频率变换器调节电源电压的频率所需要的值，所说的频率变换器将原电源的频率转变成所需要的电源电压的频率。这一过程可以某种方式进行，例如将三相交流电（来自电源的）整流，以获得直流电，并利用电子装置（或方法）将直流电转变为具有所需频率的三相交流电。可利用可控硅（整流）控制器来进行上述的整流及变换。然后，借助电刷和滑环将具有所需频率的三相交流电送至那些通常由三相感应电机构成的驱动电机。各风扇以所需速率运转时所要求的电源电压频率可以被计算得出或用实验确定。在回转窑的正常运转期间，当回转窑的物料通过速率发生改变或炉料的水含量发生改变时，供风速率将不得不随之改变。为增加送风速率，须向风扇驱动电机供以更高频率的电流以使其以更高的速率旋转。为减小送风速率，须向电机供以较低频率的电流。

根据一种优选的特点，由回转窑排出的废气的温度被用作频率变化的参考变量。废气温度是回转窑内温度分布变化（相对于所希望的温度分布）的优良且迅速的指示参数。所需要的废气温度值、即对应于所需要的（窑内）温度分布的废气温度值，是由实验确定。对应于废气温度的改变;向风扇驱动电机供以较高或较低频率的电流直至废气温度被恢复到所希望的数值。

根据一优选的特点，在回转窑出现意外情况并对其进行处理期间，频率须被变换至预先选定的较低的数值。如果在运转期间出现了某种干扰的情况下，回转窑的辅助驱动系统将被用来代替主驱动系统，向窑内加料的操作也将停顿。因此，送风速率必须立即减小，否则炉料将发生过热，硬壳亦会形成，或者，随后进行的上述的运行状况的恢复将耗费很多的时间。由于在辅助驱动系统进行运行时，窑体是以非常低的、大约每小时一周的速率旋转。因此几乎不可能通过对窑体的调节来迅速、足够地减小送风速率。风扇驱动系统的电源（电压）频率的变化就能产生迅速及时地减小送风速率。所需的电源（电压）频率值可由实验确定。风扇驱动系统的电源（电压）频率最好是随辅助驱动系统的运行的启动而自动地减小。