[发明专利]在回转窑内直接还原含氧化铁物料的工艺

说明书

本发明涉及一项在回转窑内直接还原含氧化铁的物料以生产海绵铁的工艺，炉料在窑内与窑内气体呈逆流方向移动通过回转窑。在回转窑的装料端加入具有高含量挥发性组分的固体碳质还原剂，在回转窑的排料端吹入具有高含量挥发性组分的固体碳质还原剂，并使它分布在窑长的一部分的炉料上，含氧的气体则从炉壳的多数位置上通过回转窑内。

回转窑排料端的正前方地区特别容易受到温度波动和炉料中碳消耗的影响，其结果可使金属化的程度有波动、窑内产生结圈和热量消耗增加。

已经出现过各种方案，提出如何把部分的固体碳质还原剂在排料端靠气动吹入回转窑内，并使它分布在窑长的一部分炉料上。

美国专利第981，280号提出使用空气通过第一个吹入装置吹入粉状烟煤，此装置的作用和供粉煤燃烧的燃烧器相似。粒度为10到20毫米的块煤用第二个吹入装置吹入。

美国专利第4，378，244号提出把总煤量的15至35%颗粒大小为0至12.5毫米的部分用两个吹入装置在排料端将它送入窑内，并使这些煤分布在最少为窑长的50%的区域内。其余粒度约在50毫米以下的则在装料端送入窑内。

加拿大专利第872，728号提出使用一吹入装置在排料端把颗粒直径为6毫米以下的煤吹进窑内，其余的煤则在装料端送入，不同的是粒度在1毫米以下的煤也是在排料端吹进窑内。

印度专利第142，368号提出把所有的煤用6毫米的筛子分做两部分，把粗的部分在装料端加入窑内，而把细的部分在排料端加入窑内。细粒部分用一个或两个吹入装置吹进窑内，其量占总煤量的40到70%。

已公布的西德专利第3，332，556号提出把60至100%的外加的煤在排料端加入窑内，并指出吹入的煤不能含有外加煤总量的20%以上的粒度为4毫米以下的细煤部分。使用两个吹入装置来把煤吹进窑内。一个吹入装置用来把筛下的粒度在4毫米以下的在允许量以内的部分吹进窑内，并把它分布在窑长的20%的区域内;第二个吹入装置是用来把筛上的粒度为4毫米以上的煤吹进。这部分的煤是分布在排料端前面窑长的20%和70%之间的区域内。

但是这些工艺通常都不能使回转窑的最终区域保持最适宜的工作条件。

本发明的目的是要使回转窑的最终区域经常保持最适宜的工作条件。

按照本发明为了实现这一目的可把具有高含量挥发性组分的固体碳质物料分做粗的和细的部分，将一部分粗的和一部分细的混合起来，用一个吹入装置把所得的混合物在排料端吹进回转窑内，所述的混合物内含有10至40%的细粒部分和90至60%的粗粒部分，吹进的量最多达加入的固体碳量的50%，吹进的混合物分布在窑长的50%以内的区域，剩余的固体碳质物料则在装料端加入窑内。固体碳质还原剂的可燃挥发性组分的含量在20%以上。部分挥发性组分含量低的还原剂则可从进料端加入。通常由空气组成的含氧气体经过炉壳上的管子及（或）一组喷嘴吹进窑内，这些管子的开孔系布置在回转窑的纵轴上，而喷嘴的出口孔则大致分布在窑的内衬上。空气是在排料端经过中央燃烧器的空气管适当地送入窑内。当回转窑开始工作和在停顿期间都可用中央燃烧器来加热，为了使温度上升，也可在短时间内使用它。可以把全部的或其中一部分的固体碳质还原剂进行分离以取得粗的和细的部分。可使用振动筛来进行适当的分离。不需吹进窑内的粗的和细的部分可在装料端装进窑内。任何没有经受过上述分离操作的还原剂也可在装料端装入窑内。吹进窑内的还原剂的分布长度系从窑的排料端量起。假如还原剂中的挥发性组分含量较低，则选择吹入混合物的细粒部分的比例时就应取较高的值，因为在这种情况下就应燃烧较多量的细颗粒还原剂，以便供给所需的热。假如挥发性组分的含量较高则所选用的比例就应在较低的范围内，因为这时被排出的挥发性组分燃烧时会供应更多的热量。在分离还原剂时所选用的筛眼网目应取决于煤的反应性质、挥发性组分的含量和窑内所需的工作条件。假如回转窑是在低的生产能力之下工作，则吹入的碳质物料所占总加入量的百分数就要在较高的范围内。

在最佳的实施方案中固体碳物料的分离是用3-5毫米的筛分的。所谓“筛分”是指所用筛眼网目是在该范围内。大多数情况下在这样范围内筛分能取得特别好的工作条件。

在最佳的实施方案中，吹进的碳质物料混合物内含有15至30%的细粒部分和85至70%的粗粒部分。大多数情况下这样的混合比能取得特别好的工作条件。

在最佳的实施方案中吹进的固体碳质物料混合物的量为加入的总的碳质物料量的15至30%。大多数情况下这样的量能取得特别好的工作条件，特别是当炉料处理量高的时候。