本發(fā)明涉及回轉(zhuǎn)窯中采用既作燃料又作還原劑的高揮發(fā)份的煤直接還原礦石。具體地說，本發(fā)明涉及海綿鐵的生產(chǎn)，但又不局限于此。

海綿鐵生產(chǎn)的直接還原法的優(yōu)點是能夠還原高品位的鐵礦石，而不必用傳統(tǒng)的高爐冶煉中所使用的昂貴的焦炭。直接還原法所用的可以代替焦炭的還原劑包括各種固體反應物，例如未焦化煙煤、無煙煤以及褐煤，還包括各種氣體還原劑。

在生產(chǎn)海綿鐵的傳統(tǒng)直接還原方法中，鐵礦石被連續(xù)地輸入回轉(zhuǎn)窯的上端，與至少若干份還原劑和熔劑混和。通過回轉(zhuǎn)窯的排料端引入的可燃物的燃燒，還可通過回轉(zhuǎn)窯的入口端任意地引入可燃物的燃燒，達到還原。

雖然，有人業(yè)已在利用外加的能量方面作了一些嘗試，例如，利用通過底床吹入空氣使回轉(zhuǎn)窯爐料在加熱和還原過程中所放出的一氧化碳和別的可燃物燃燒時的能量。但是在回轉(zhuǎn)窯中直接還原鐵礦石中采用既作燃料又作還原劑的含有高揮發(fā)份的廉價低級煤方面的嘗試幾乎都不成功。

在全部用高揮發(fā)份煤作燃料和還原劑的一種嘗試中，煤由排料端吹入回轉(zhuǎn)窯。結果，操作上有困難，金屬還原差，由回轉(zhuǎn)窯中排出不均勻的固體。

可以認為，這是由以下因素所造成的：回轉(zhuǎn)窯內(nèi)氣體組份是變動的，但供給的空氣量是恒定的;窯內(nèi)氣體壓力的波動;窯內(nèi)煤的分布不均勻。

另一方面，業(yè)已證明，由回轉(zhuǎn)窯的進料端進煤的嘗試是不行的，因為大部分揮發(fā)物從回轉(zhuǎn)窯內(nèi)噴出成為廢氣而與燃燒的氣體一起排走。

操作上的困難在于實施這些方法，因為需要在燃燒器之后增加進一步冷卻的設備和較大處理能力的廢氣處理裝置。

最后，有人曾提出，從回轉(zhuǎn)窯的排料端將高揮發(fā)份的煤吹入，而一部分煤從其入口端輸入。對這種方法來說，從入口端輸入的煤的揮發(fā)物隨還原過程中產(chǎn)生的廢氣排出，從而損失了能量。

此外，這類回轉(zhuǎn)窯在操作上的困難主要在于廢氣的含量和廢氣的處理裝置。解決上述這些問題的辦法是改變向回轉(zhuǎn)窯中供給空氣的方向，以利于燃料和揮發(fā)物的燃燒。

本發(fā)明的目的在于能夠在回轉(zhuǎn)窯直接還原中使用含高揮發(fā)份的碳質(zhì)物既作燃料又作還原劑，又克服上述方法中的至少一些缺點，并且使從碳質(zhì)物的揮發(fā)物中得到比上述方法更多的可利用的能量。

本發(fā)明的第一個方面提供了一種礦石直接還原的方法。在該方法中，礦石和所需的任何熔劑被輸入具有氧化性氣體的熱回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，氧化性氣體由沿回轉(zhuǎn)窯的長度方向上設置的許多入口導入;而既作燃料又作還原劑的含高揮發(fā)份的碳質(zhì)固體物質(zhì)由回轉(zhuǎn)窯的兩端推入，大體上沒有導入任何推動劑。

本發(fā)明的第一個方面的另一個特點是回轉(zhuǎn)窯中被還原的礦石可在鐵礦石、含鈦鐵礦石和含鉻鐵礦石組成的一組礦石中選擇;補加的碳質(zhì)物被推入回轉(zhuǎn)窯中的最終還原段;提供的氧化性氣體其中被通入預熱段的，流向排料端，通入還原段的，流向進料端;氧化性氣體是空氣或者富氧氣;推動劑是壓縮空氣;爐料則是在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)被擋住的。

本發(fā)明的第二方面提供了一種實施本發(fā)明的第一方面的方法的一種回轉(zhuǎn)窯。該回轉(zhuǎn)窯有礦石和熔劑的進料裝置，已還原的產(chǎn)品的排料裝置，窯內(nèi)氣體產(chǎn)物從排出的氣體收集裝置，沿著回轉(zhuǎn)窯長度導入氧化性氣體的風口，還有從回轉(zhuǎn)窯兩端將固體碳質(zhì)物推入的推動裝置，被采用的推動裝置大體上不會向窯內(nèi)導入氣體推動劑。

推動裝置最好包括碳質(zhì)物推入的一般氣動裝置;一只箱體，其上有一個入口，用于接受被推入的碳質(zhì)物，還有一個出口，用于將碳質(zhì)物排入窯內(nèi)，箱體直徑比它的出口大得多;一個排氣裝置，排氣裝置在箱體上的連接要做到在使用推動裝置時可將箱體內(nèi)出、入口之間的幾乎全部推動劑都去除。

回轉(zhuǎn)窯的再一個特征是裝有將碳質(zhì)物推入回轉(zhuǎn)窯還原段的附加推動裝置;氧化性氣體導入窯內(nèi)的風口均單獨控制;風口要彎曲到導入回轉(zhuǎn)窯預熱段的氧化性氣體向著排料端流動，而導入還原段的氧化性氣體向著進料端流動;回轉(zhuǎn)窯的擋料裝置包括在至少預熱段設置的和在還原段隨意設置的縱向間隔圈。

應當指出，本發(fā)明的方法特別適合于在具有大長徑比（至少20至大約35）的回轉(zhuǎn)窯中實施。以下結合附圖通過實施例對本發(fā)明作更詳細地敘述。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明的一種回轉(zhuǎn)窯的示意側視圖;

圖2為圖1的回轉(zhuǎn)窯中所用的推動裝置的橫剖視圖。

一般來說，回轉(zhuǎn)窯1的長度L＝65米，直徑d＝2米，L/d＝32.5，回轉(zhuǎn)窯1的長徑比要較通常長徑比大約大于12的大多數(shù)的回轉(zhuǎn)窯大得多。

回轉(zhuǎn)窯按常用的方法，通過回轉(zhuǎn)窯1入口端上的加料斗2連續(xù)地供料，產(chǎn)品通過流槽3在回轉(zhuǎn)窯1的出口端排出。包括高品位鐵礦和熔劑石灰石或者白云石的爐料按箭頭“a”和“b”所指的路線通過。驅(qū)動和安放環(huán)4用于支承回轉(zhuǎn)窯1并使其旋轉(zhuǎn)。

回轉(zhuǎn)窯1裝有一對推動裝置5，分別設置在回轉(zhuǎn)窯1的兩端。推動裝置5適合于在大體上沒有任何推動劑導入的情況，將直徑小于25毫米的含高揮發(fā)份的粒狀煤推入回轉(zhuǎn)窯1中。為了方便，采用空氣作推動劑。

圖2更清楚地表示了推動裝置5，它包括一個箱體6，由常用的汽動裝置7把煤帶入到由入口8進入箱體6的汽流中送給箱體6。箱體6的直徑比箱體上通向回轉(zhuǎn)窯的排出口9的直徑大得多。推動裝置5還包括一個使推動空氣從入口8和出口9之間的箱體6中去除的排氣風扇10。

回轉(zhuǎn)窯1在排料端還裝有附加推動裝置11，用于把煤推入回轉(zhuǎn)窯1中的最終還原段。后者，即附加的推動裝置11可隨意地包括上述類型的推動裝置，亦即包括一個箱體和排氣裝置，或者可僅包括常用的推動煤的氣動裝置，由于該裝置是公知的，在此不作贅述。

很清楚，附加推動裝置11的作用僅僅是把煤這種形式的還原劑供入到推動裝置5推動的煤無法到達的最終還原段。

回轉(zhuǎn)窯還裝有許多單獨控制的風口12，用于導入煤和煤的揮發(fā)份燃燒所需的空氣以及使回轉(zhuǎn)窯氣氛中CO與CO之比達到最佳值。

應當指出，從圖1中看，回轉(zhuǎn)窯有許多風口12，其中預熱段上安置的兩個風口被彎曲成能夠使氣流向著回轉(zhuǎn)窯1的排料流動，其余安置在還原段中的風口被彎曲成能夠使氣流向著回轉(zhuǎn)窯1的進料端流動。

很清楚，把煤送入回轉(zhuǎn)窯1中而不夾帶任何推動氣體，特別是如空氣那樣的氧化性氣體，便可允許單獨控制的風口12很精確地調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)窯氣氛的壓力和組份。

很明顯，由回轉(zhuǎn)窯的進料端推入的煤中的任何揮發(fā)物將在回轉(zhuǎn)窯預熱段的一個區(qū)域內(nèi)被放出，該區(qū)域離回轉(zhuǎn)窯進料端足夠遠，以致?lián)]發(fā)物在對本方法沒有起到任何有用的作用是不會隨廢氣逸出的。另外，推動空氣的有意識排除使氣體處理裝置被處理的氣體體積減至最小。

應當指出，在回轉(zhuǎn)窯的排料端，大量地排除空氣可使回轉(zhuǎn)窯中出來的諸如海綿鐵的還原產(chǎn)品的氧化的可能性減至最小。在沒有任何推動氣體排氣裝置的情況下，可有選擇地包括任何附加的煤推動裝置11，如圖1中所示，并設置在回轉(zhuǎn)窯的排料端。由于該裝置是想把煤推入回轉(zhuǎn)窯的最終還原段，所以為了達到此目的不需要大量的空氣。

很清楚，本發(fā)明的方法在很大的程度上沿用沿著回轉(zhuǎn)窯的長度朝進料端的方向上把空氣直接供入窯內(nèi)的常規(guī)做法，兩者之間的唯一明顯的區(qū)別在于本發(fā)明是使預熱段中供給的空氣流向回轉(zhuǎn)窯的排料端。這就具有兩個優(yōu)點，既可使這種空氣隨窯內(nèi)廢氣帶走減至最小，又可避免由進料端推入的任何煤聚集在風口出口中。

回轉(zhuǎn)窯1還裝有一對縱向間隔的堰13，在窯壁中形成且朝回轉(zhuǎn)窯1的入口段在端壁30米中設置。這兩個堰在回轉(zhuǎn)窯1的整個直徑上延伸，大體上呈環(huán)狀。

在工作中，堰13保留爐料，以致可提高回轉(zhuǎn)窯的能力，尤其是預熱段的能力。在此借助煤和煤的揮發(fā)物與空氣的燃燒使回轉(zhuǎn)的爐料預熱，同時，回轉(zhuǎn)的爐料與落在其表面上的剩余的未氧化的煤混合。煤的分布要選擇到可使煤分布在沿著回轉(zhuǎn)窯的長度很寬的距離范圍內(nèi)，并且與爐料形成一種均勻的混合物。

通常，包含煤的爐料在大約900℃離開預熱段，進入回轉(zhuǎn)窯的中段和后段，并在那里溫度為950-1050℃下使大約95%的爐料大體上完全還原。爐料在大約1050℃下通過所提供的流槽3離開回轉(zhuǎn)窯。

申請人相信，上述的回轉(zhuǎn)窯在能量利用率方面較以前所使用的回轉(zhuǎn)窯高，因為在一般窯的預熱過程中從包含還原劑的爐料中放出的揮發(fā)物慣常由回轉(zhuǎn)窯排入大氣而廢棄。本發(fā)明中則用于預熱爐料。

而且，設想上述的回轉(zhuǎn)窯能提供與具有較小的長徑比較常見的回轉(zhuǎn)窯相同的爐料容量。因此，申請人的回轉(zhuǎn)窯在支承輥上施加的負荷大體上是較小的，而且輔助輥和驅(qū)動裝置均不必滿足在高負荷狀態(tài)下所需要的那種技術要求。再有，申請人的回轉(zhuǎn)窯的投資費并不比較常見的回轉(zhuǎn)窯的投資費用有很大的差別。最后，因為空氣是在整個回轉(zhuǎn)窯內(nèi)供給燃燒的，所以廢氣燃燒之后幾乎不需要空氣，故而使仍較多的費用減至最少。

很清楚，上述的本發(fā)明在沒有離開其范圍的情況下可作出多種變換。特別是回轉(zhuǎn)窯的尺寸可以作很多的變動而仍舊保持較大的長徑比。進口端和出口端也可供給許多用于供應碳質(zhì)物的管子。

通常，設想中的氧化性氣體是空氣，但可能的話也包括富氧的空氣。

在特殊的情況下，在爐料送入回轉(zhuǎn)窯之前，可能還需要供給與爐料一起混合的補加的碳質(zhì)物。例如，可把從回轉(zhuǎn)窯排出的不被人所注目的廢氣中回收的碳當作一種與進料混合的摻和劑來使用。