CN115572819A - 一种均热均质还原焙烧的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种均热均质还原焙烧的方法，通过定义热平衡差值为均热均质热平衡标准差的控制标准，在铁氧化物还原过程中，及时准确收集烟气温度、二次风流量以及喷煤量等关键数据并进行热平衡计算，快速反馈调节窑尾和窑头的加煤量与氧气量等工艺参数，达到提高喷煤燃烧效率，控制烟气温度，防止局部温度过热的目标，实现回转窑的均热效果；本发明控温效果好，可实现铁氧化物的均热均质还原焙烧，可实现提质降耗、节能减排的目的。
Description
技术领域
本发明涉及还原焙烧球团的生产方法，具体涉及一种均热均质还原焙烧的方法，属于冶金技术领域。
背景技术
煤基回转窑法是最重要、最有价值、应用较广的工艺。采用此法还原铁矿石可按不同的作业温度生产海绵铁、粒铁，但以低温作业的回转窑生产海绵铁最有意义。回转窑热工制度包括供煤制度、供风制度、合理的窑温分布等，它是保证回转窑正常运转的重要因素之一。合理的供煤制度是还原过程中回转窑内各段具有适当的碳铁比的根本保证，也是合理的回转窑热工制度的基础。
一般回转窑可以分为预热带和金属化带两个主要带。预热带温度为900-1000℃，物料在该带内升温，发生水分蒸发、煤热解形成碳氢化物等行为，裂解形成的碳氢化物上升到料层上方燃烧供热，铁氧化物在该段带内还原到FeO和少量还原为金属铁。金属化带的温度稳定在1050-1100℃，大部分的FeO在该段带内还原到金属铁。窑头喷煤与内配煤为同种煤，喷煤粒度＞1mm，主要集中在3-8mm。
传统还原窑受限于产能小，易结圈，从热工系统方面来看，主要存在以下问题：
1）因窑尾煤供入量少，而窑头煤喷射距离又覆盖不了回转窑中后部区域，因而造成中后部球团不能被还原煤所覆盖，导致出窑球团金属化率波动大，不合格球团多，生产不稳定。
2）操作中为了覆盖回转窑中后部球团而提高窑尾煤供入量时，由于窑尾煤挥发分溢出量增大，致使冷烟室温度迅速升至1100℃~1200℃，造成再燃室内灰尘软熔严重，粘结形成“结圈”，当“结圈”局部脱落落入水封槽时又造成严重的“水爆”现象，带来了安全隐患。
发明内容
针对现有技术中煤基回转窑窑内温度沿窑身方向温度场波动大，造成窑身容易出现结圈以及窑尾供煤少，窑头喷射距离长，使得还原不均匀，不合格球团多，生产不稳定等不足，提出一种均热均质还原焙烧的方法。具体为通过分析窑内铁氧化物还原反应历程、燃料燃烧放热及烟气余热和收集回转窑热平衡计算大数据等，建立相对精确的回转窑热平衡关系与数值控制界面；在铁氧化物还原过程中，及时准确收集烟气温度、二次风流量以及喷煤量等关键数据并进行热平衡计算；同时定义热平衡差值（热量收入-热量支出）占热量收入的百分比（1%~5%）为均热均质热平衡标准差，快速反馈调节窑尾和窑头的加煤量与氧气量等工艺参数，达到提高喷煤燃烧效率，控制烟气温度，防止局部温度过热的目标，实现回转窑的均热效果；本发明控温效果好，可实现铁氧化物的均热均质还原焙烧，可实现提质降耗、节能减排的目的。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案具体如下所述：
一种均热均质还原焙烧的方法，该方法包括如下步骤：
1）球团物料从回转窑窑尾进料口送入，依次经过预热段和金属化段进行还原处理，获得的还原物料从回转窑窑头的排料口排出。
2）在还原处理过程中，根据回转窑内热量生成量与热量消耗量之间热量差值的大小，实时调整窑内燃料的添加量和/或助燃气体的输入量，使得所述热量差值满足均热均质热平衡差的要求。
所述均热均质热平衡差为回转窑内热量生成量与热量消耗量之间的热量差值占回转窑内热量生成量的百分比。
优选，所述均热均质热平衡差的取值范围为1-5%，优选为1.5-4%，更优选为2-3%。
作为优选，步骤2）包括。
201）根据回转窑预热段内热量生成量与热量消耗量之间热量差值的大小，实时调节预热段内燃料的添加量和/或助燃气体的输入量，使得预热段内的热量差值满足均热均质热平衡差的要求。
202）根据回转窑金属化段内热量生成量与热量消耗量之间热量差值的大小，实时调节金属化段内燃料的添加量和/或助燃气体的输入量，使得金属化段内的热量差值满足均热均质热平衡差的要求。
作为优选，步骤201）具体为：检测并计算球团中铁氧化物在预热段内进行间接还原反应所释放的热量、检测并计算燃料在预热段内与二氧化碳进行布多尔反应所吸收的热量以及检测并计算预热段内燃料与氧气进行燃烧反应所释放的热量。根据球团中铁氧化物在预热段内进行间接还原反应所释放的热量、燃料在预热段内与二氧化碳进行布多尔反应所吸收的热量以及预热段内燃料与氧气进行燃烧反应所释放的热量计算获得预热段内的热量差值，判断计算获得的预热段内的热量差值与设定的均热均质热平衡差之间的大小，调节预热段内燃料的添加量和/或助燃气体的输入量，使得预热段内的热量差值满足均热均质热平衡差的要求。
作为优选，检测并计算球团中铁氧化物在预热段内进行间接还原反应所释放的热量具体为：检测预热段内球团中Fe2O3的质量记为MFe2O3，g。在预热段内Fe2O3进行的间接还原反应如下所示：
3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2 △H=-53.45kJ/mol
Fe3O4+CO=3FeO+CO2 △H=-36.50kJ/mol
则：预热段内Fe2O3进行间接还原反应所释放的热量Q1为：
作为优选，检测并计算燃料在预热段内与二氧化碳进行布多尔反应所吸收的热量具体为：基于预热段内Fe2O3进行的间接还原反应，预热段内燃料与二氧化碳进行的布多尔反应如下所示：
C+CO2=2CO △H=172.46kJ/mol
则：预热段内燃料与二氧化碳进行布多尔反应所吸收的热量Q2为：
进一步地，所需固定碳量M1 c为：
作为优选，检测并计算预热段内燃料与氧气进行燃烧反应所释放的热量具体为：检测预热段内CO的总量为M1 co，g，在预热段内燃料与氧气进行的燃烧反应如下所示：
2CO+O2=2CO2 △H=-565.97kJ/mol
其中来源于预热段料层内部逸出的CO的占比为λ1 co，λ1 co取值为20%~30%，则有：
2C+O2=2CO △H=-221.05kJ/mol
则：预热段内燃料与氧气进行的燃烧反应所释放的热量Q3为：
进一步地，所需固定碳量M2 c为：
故：在预热段内，所需总氧气量M1 o2为：
在预热段内，所需总固定碳量M1 cz为：
通过实时调节燃料的加入量M1 cz和氧气的加入量M1 o2的大小，使得Q1、Q2、Q3之间的关系满足均热均质热平衡差的要求。
作为优选，步骤202）具体为：检测并计算球团中间接还原后的铁氧化物在金属化段内进一步进行还原反应所释放的热量、检测并计算燃料在金属化段内与二氧化碳进行布多尔反应所吸收的热量以及检测并计算金属化段内燃料与氧气进行燃烧反应所释放的热量。根据球团中间接还原后的铁氧化物在金属化段内进一步进行还原反应所释放的热量、燃料在金属化段内与二氧化碳进行布多尔反应所吸收的热量以及金属化段内燃料与氧气进行燃烧反应所释放的热量计算获得金属化段内的热量差值，并根据设定的均热均质热平衡差大小，调节金属化段内燃料的添加量和/或助燃气体的输入量，使得金属化段内的热量差值满足均热均质热平衡差的要求。
作为优选，检测并计算球团中间接还原后的铁氧化物在金属化段内进一步进行还原反应所释放的热量具体为：设定还原物料的金属化率为r。在金属化段内FeO进行的还原反应如下所示：
FeO+CO=Fe+CO2 △H=-16.47kJ/mol
则：金属化段内FeO进行还原反应所释放的热量Q4为：
作为优选，检测并计算燃料在金属化段内与二氧化碳进行布多尔反应所吸收的热量具体为：基于金属化段内FeO进行的还原反应，金属化段内燃料与二氧化碳进行的布多尔反应如下所示：
C+CO2=2CO △H=172.46kJ/mol
则：金属化段内燃料与二氧化碳进行布多尔反应所吸收的热量Q5为：
进一步地，所需固定碳量M3 c为：
作为优选，检测并计算金属化段内燃料与氧气进行燃烧反应所释放的热量具体为：检测金属化段内除去流入至预热段内的该部分CO后剩余CO的总量为M2 co，g，在预热段内燃料与氧气进行的燃烧反应如下所示：
2CO+O2=2CO2 △H=-565.97kJ/mol
2C+O2=2CO △H=-221.05kJ/mol
则：金属化段内燃料与氧气进行的燃烧反应所释放的热量Q6为：
进一步地，所需固定碳量M4 c为：
故：在金属化段内，所需总氧气量M2 o2为：
在金属化段内，所需总固定碳量M2 cz为：
通过实时调节燃料的加入量M2 cz和氧气的加入量M2 o2的大小，使得Q4、Q5、Q6之间的关系满足均热均质热平衡差的要求。
作为优选，所述助燃气体为空气，则回转窑内烟气成分主要包括二氧化碳和氮气，其中二氧化碳为回转窑内反应生成，氮气为回转窑外助燃气体带入，则有：
在预热段内，烟气中所含二氧化碳的质量M1 co2为：
。
在预热段内，烟气中所含氮气的质量M1 N2为：
。
则在温度T1，℃时，预热段内烟气的热量Q1 yq为：
同理：在金属化段内，烟气中所含二氧化碳的质量M2 co2为：
。
在金属化段内，烟气中所含氮气的质量M2 N2为：
。
则在温度T2，℃时，预热段内烟气的热量Q2 yq为：
其中CN2为氮气的比热容，CCO2为二氧化碳的比热容。
作为优选，根据热量平衡原理：
在预热段内：Q1 yq=α（Q1+Q3）-Q2，其中α为预热段热量有效利用率，α的取值为82%~85%。
进一步地，代入前述公式，则获得预热段内烟气温度函数f（T1）为：
其中，
为常数。（是前面各个公式中对应参数前的常数系数。为便于书写此处以
为代替常数，其中：
为3.3，
为1.57，
为0.11，
为0.15，
为10.1，
为3.95，
为0.18，
为0.36，
为0.57，
为0.57）
同理，在金属化段内：Q2 yq=β（Q4+Q6）-Q5，其中β为金属化段热量有效利用率，β的取值为78%~82%。
进一步地，代入前述公式，则获得金属化段内烟气温度函数f（T2）为：
在现有技术中，现有技术生产规模小（只能达到15万吨/年）；窑内温度不能实时测控，同时仅由10台左右二次风喷嘴供风，沿窑身方向温度场波动大，造成窑身容易出现结圈；窑尾供煤少，窑头喷射距离长，使得还原不均匀，不合格球团多，生产不稳定。
在本发明中，本发明创新性地提出一种均热均质还原焙烧的方法，主要是通过调整窑内煤、氧化、还原气体的数量与分布来实现的，具体为通过理论分析窑内铁氧化物还原反应历程、燃料燃烧放热及烟气余热和收集回转窑热平衡计算大数据等，建立相对精确的回转窑热平衡关系与数值控制界面；在铁氧化物还原过程中，及时准确收集烟气温度、二次风流量等关键数据并进行热平衡计算，以热平衡差值（热量收入-热量支出）占热量收入的百分比（1-5%，优选为1.5-4%，更优选为2-3%）为控制标准，快速反馈调节窑尾和窑头的加煤量与氧气量等工艺参数，达到提高喷煤燃烧效率，控制烟气温度，防止局部温度过热的目标，实现回转窑的均热效果；另外，均热焙烧防止结圈，多喷孔回转窑鼓风抑制结圈物快速粘结，系统解决回转窑结圈引发产质量变差的问题，实现回转窑均质生产。本发明控制水平高，自动控温效果好；实现铁氧化物均热均质还原焙烧，达到提质降耗、节能减排的目的。
在本发明中，煤基回转窑主要包括预热带（预热段）和金属化带（金属化段）两个主要带。其中，在回转窑的窑尾预热段内，球团向窑头行进过程中，铁氧化物Fe2O3或Fe3O4还原到FeO，以间接还原和布多尔反应为主，其中间接还原反应为放热反应，布多尔反应为吸热反应，总反应热量供给以烟气中CO燃烧辐射放热为主，涉及到的反应如下：
在球团料层中，初始铁氧化物质量MFe2O3（单位g），
3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2 △H=-53.45kJ/mol...（1）
式（1）反应释放的热量为：
。
C+CO2=2CO △H=172.46kJ/mol...（2）
式（2）反应吸收的热量为：
；
式（2）反应所需固定碳量为：
。
Fe3O4+CO=3FeO+CO2 △H=-36.50kJ/mol...（3）
式（3）反应释放的热量为：
。
C+CO2=2CO △H=172.46kJ/mol...（4）
式（4）反应吸收的热量为：
；
式（4）反应所需固定碳量为：
。
在预热段的烟气中，CO来源于两部分，检测获得其总量为M1 co，g，其中一部分来源于窑尾预热段料层内部逸出的CO，占比设为λ1 co（取值为20%~30%），另一部分来源于窑中金属化段流入的CO，占比设为λ2 co（λ2 co=1-λ1 co），则有：
2CO+O2=2CO2 △H=-565.97kJ/mol...（5）
式（5）反应释放的热量为：
；
式（5）反应所需氧气量为：
；
式（5）反应CO2生成量：
。
2C+O2=2CO △H=-221.05kJ/mol...（6）
式（6）反应释放的热量为：
；
式（6）反应所需固定碳量为：
；
式（6）反应所需氧气量为：
。
综上所述，结合式（1）-式（6），根据物料平衡：故：在预热段内，所需总氧气量M1 o2为：
在本发明中，球团经过预热段的预处理后进入窑中金属化带进行进一步还原处理，主要为将FeO进一步还原到Fe，脱除剩余氧，设定出窑中的还原物料的金属化率为，涉及到的反应如下：
FeO+CO=Fe+CO2 △H=-16.47kJ/mol...（7）
式（7）反应所释放的热量为：
。
C+CO2=2CO △H=172.46kJ/mol...（8）
式（8）反应所吸收的热量为：
；
式（8）反应所需固定碳量为：
。
在金属化段的烟气中，设定燃烧提供热量的CO总量为M2 co，g，则：
2CO+O2=2CO2 △H=-565.97kJ/mol...（9）
式（9）反应所释放的热量为：
；
式（9）反应所需氧气量为：
；
式（9）反应的CO2生成量为：
。
在金属化段内，由于有部分CO流入至预热段内，假定金属化段内的CO全部来源于固定碳的不完全燃烧，则金属化段内CO的总量实际为：
，则有：
2C+O2=2CO △H=-221.05kJ/mol...（10）
式（10）反应所释放的热量为：
；
式（10）反应所需固定碳量为：
；
式（10）反应所需氧气量为：
。
综上所述，结合式（7）-式（10），根据物料平衡：故：在金属化段内，所需总氧气量M2 o2为：
在金属化段内，所需总固定碳量M2 cz为：
。
在本发明中，煤基回转窑内烟气组成与温度调整为：只考虑烟气中最主要的两种成分CO2与N2，其中CO2是通过反应生成的，而N2是通过多喷孔喷入的空气（助燃气体）带入的，在空气中，氧气与氮气质量比值=21*32:79*28=1:3.3，则：
在窑尾预热段内，烟气中所含二氧化碳的质量M1 co2为：
。烟气中所含氮气的质量M1 N2为：
。
则当预热段内烟气的温度需要设定为T1，℃时，预热段内烟气的热量Q1 yq为：
同理：在金属化段内，烟气中所含二氧化碳的质量M2 co2为：
。
在金属化段内，烟气中所含氮气的质量M2 N2为：
。
则当金属化段内烟气的温度需要设定为T2，℃时，预热段内烟气的热量Q2 yq为：
其中CN2氮气的比热容，CCO2为二氧化碳的比热容。
作为优选，根据热量平衡原理：
在预热段内：Q1 yq=α（Q1+Q3）-Q2，其中α为预热段热量有效利用率（α的取值为82%~85%）。
进一步地，代入前述公式，则获得预热段内烟气温度函数f（T1）为：
其中，
为常数。
同理，在金属化段内：Q2 yq=β（Q4+Q6）-Q5，其中β为金属化段热量有效利用率（取值为78%~82%）。
进一步地，代入前述公式，则获得金属化段内烟气温度函数f（T2）为：
高温气体各气体的比热容C/kJ/(Nm3·℃)
在本发明中，所述煤基回转窑为沿窑身设置有多个进气喷孔的多喷孔回转窑，多喷孔窑突破传统，将鼓风机放置于地上，通过风机将风先送入窑尾的动静结合风套，然后风流通过窑身风管分别送至分布于窑身各段的多喷孔结构，多喷孔结构在窑身运转中通过变径圆环自行驱动，当运行至上部时自动打开向窑内各段定量定点供风，有效的调节窑内温度场，解决回转窑温度场不均匀、窑内还原气体利用率低的问题。本发明的回转窑采用多孔窑的特殊结构，可对窑内精确供风，改善温度场分布，实时精确监测温度；多孔窑鼓风耦合窑身控温共同抑制窑体结圈，提高回转窑利用率，实现设备大型化。
与现有技术相比较，本发明的有益技术效果如下所述：
1：本发明通过深入分析回转窑内铁氧化物还原反应历程、燃料燃烧放热及烟气余热等，建立基于热量平衡稳定差值法的加煤量、风量的控制模型，实现窑尾、窑身两段或多段式独立控制。
2：本发明的方法可通过回转窑工艺参数大数据收集与修正，加强控制模型准确性、高效性，真正实现铁氧化物均热均质还原焙烧，实现高质量的提质降耗、节能减排。
附图说明
图1为本发明所述方法的工艺流程控制逻辑图。
图2为多喷孔回转窑示意图。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案进行举例说明，本发明请求保护的范围包括但不限于以下实施例。
实施例1：
根据现有技术的生产方法，以C/Fe比为0.289进行1000kg赤铁矿进行还原处理，检测到窑尾的烟气温度为约为866℃，其热平衡差值比例为0.8%；检测到窑中的烟气温度约为1211℃，其热平衡差值比例约为5.4%；检测到还原产物的金属化率约为81%。
根据本发明均热均质还原焙烧的方法，保持C/Fe比为0.289，对1000kg赤铁矿进行还原，并调节窑尾的热平衡差值比例为1.4%，调节窑中的热平衡差值比例为3.6%；检测到还原产物的金属化率约为85%，此时回转窑内的生产条件如下：
实施例2
重复实施例1中的均热均质还原焙烧的方法，并针对实施例1中窑尾和窑中烟气温度分别为903℃和1152℃使得窑内温度不均的情况，及时调控优化热平衡差值，首先通过调整窑尾入料中的配煤量，提高多喷孔的鼓风量，将窑尾烟气温度提升至1010℃左右，然后通过微调窑中喷煤量和多喷孔的鼓风量，将窑中烟气温度降至1109℃左右，进而实现回转窑内温度精准控制。此时，还原产物的金属化率提高到约89%。具体生产条件变化如下：
实施例3
重复实施例2中的均热均质还原焙烧的方法，并针对实施例2中窑尾和窑中烟气温度分别为1010℃和1109℃，使得整个窑体炉温依旧不均匀的情况，再度及时调控优化热平衡差值，继续增加窑尾入料中的配煤量和多喷孔的鼓风量，将窑尾烟气温度提升至1050℃左右，同时微调窑中喷煤量和多喷孔的鼓风量，将窑中烟气温度降低至1050℃左右，从而使整个窑炉的温度都保持在1050℃左右，通过扩大回转窑高温区，实现低温快速焙烧。此时，还原产物的金属化率提高到约91%。具体生产条件变化如下：
Claims (14)
1.一种均热均质还原焙烧的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
1）球团物料从回转窑窑尾进料口送入，依次经过预热段和金属化段进行还原处理，获得的还原物料从回转窑窑头的排料口排出；
2）在还原处理过程中，根据回转窑内热量生成量与热量消耗量之间热量差值的大小，实时调整窑内燃料的添加量和/或助燃气体的输入量，使得所述热量差值满足均热均质热平衡差的要求；
所述均热均质热平衡差为回转窑内热量生成量与热量消耗量之间的热量差值占回转窑内热量生成量的百分比；所述均热均质热平衡差的取值范围为1-5%。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述均热均质热平衡差的取值范围为1.5-4%。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述均热均质热平衡差的取值范围为2-3%。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：步骤2）包括；
201）根据回转窑预热段内热量生成量与热量消耗量之间热量差值的大小，实时调节预热段内燃料的添加量和/或助燃气体的输入量，使得预热段内的热量差值满足均热均质热平衡差的要求；和/或
202）根据回转窑金属化段内热量生成量与热量消耗量之间热量差值的大小，实时调节金属化段内燃料的添加量和/或助燃气体的输入量，使得金属化段内的热量差值满足均热均质热平衡差的要求。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤201）具体为：检测并计算球团中铁氧化物在预热段内进行间接还原反应所释放的热量、检测并计算燃料在预热段内与二氧化碳进行布多尔反应所吸收的热量以及检测并计算预热段内燃料与氧气进行燃烧反应所释放的热量；根据球团中铁氧化物在预热段内进行间接还原反应所释放的热量、燃料在预热段内与二氧化碳进行布多尔反应所吸收的热量以及预热段内燃料与氧气进行燃烧反应所释放的热量计算获得预热段内的热量差值，判断计算获得的预热段内的热量差值与设定的均热均质热平衡差之间的大小，调节预热段内燃料的添加量和/或助燃气体的输入量，使得预热段内的热量差值满足均热均质热平衡差的要求。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：检测并计算球团中铁氧化物在预热段内进行间接还原反应所释放的热量具体为：检测预热段内球团中Fe2O3的质量记为MFe2O3，g；在预热段内Fe2O3进行的间接还原反应如下所示：
3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2 △H=-53.45kJ/mol
Fe3O4+CO=3FeO+CO2 △H=-36.50kJ/mol
则：预热段内Fe2O3进行间接还原反应所释放的热量Q1为：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：检测并计算燃料在预热段内与二氧化碳进行布多尔反应所吸收的热量具体为：基于预热段内Fe2O3进行的间接还原反应，预热段内燃料与二氧化碳进行的布多尔反应如下所示：
C+CO2=2CO △H=172.46kJ/mol
则：预热段内燃料与二氧化碳进行布多尔反应所吸收的热量Q2为：
进一步地，所需固定碳量M1 c为：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：检测并计算预热段内燃料与氧气进行燃烧反应所释放的热量具体为：检测预热段内CO的总量为M1 co，g，在预热段内燃料与氧气进行的燃烧反应如下所示：
2CO+O2=2CO2 △H=-565.97kJ/mol
其中来源于预热段料层内部逸出的CO的占比为λ1 co，λ1 co取值为20%~30%，则有：
2C+O2=2CO △H=-221.05kJ/mol
则：预热段内燃料与氧气进行的燃烧反应所释放的热量Q3为：
进一步地，所需固定碳量M2 c为：
故：在预热段内，所需总氧气量M1 o2为：
在预热段内，所需总固定碳量M1 cz为：
通过实时调节燃料的加入量M1 cz和氧气的加入量M1 o2的大小，使得Q1、Q2、Q3之间的关系满足均热均质热平衡差的要求。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤202）具体为：检测并计算球团中间接还原后的铁氧化物在金属化段内进一步进行还原反应所释放的热量、检测并计算燃料在金属化段内与二氧化碳进行布多尔反应所吸收的热量以及检测并计算金属化段内燃料与氧气进行燃烧反应所释放的热量；根据球团中间接还原后的铁氧化物在金属化段内进一步进行还原反应所释放的热量、燃料在金属化段内与二氧化碳进行布多尔反应所吸收的热量以及金属化段内燃料与氧气进行燃烧反应所释放的热量计算获得金属化段内的热量差值，并根据设定的均热均质热平衡差大小，调节金属化段内燃料的添加量和/或助燃气体的输入量，使得金属化段内的热量差值满足均热均质热平衡差的要求。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：检测并计算球团中间接还原后的铁氧化物在金属化段内进一步进行还原反应所释放的热量具体为：设定还原物料的金属化率为r；在金属化段内FeO进行的还原反应如下所示：
FeO+CO=Fe+CO2 △H=-16.47kJ/mol
则：金属化段内FeO进行还原反应所释放的热量Q4为：
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：检测并计算燃料在金属化段内与二氧化碳进行布多尔反应所吸收的热量具体为：基于金属化段内FeO进行的还原反应，金属化段内燃料与二氧化碳进行的布多尔反应如下所示：
C+CO2=2CO △H=172.46kJ/mol
则：金属化段内燃料与二氧化碳进行布多尔反应所吸收的热量Q5为：
进一步地，所需固定碳量M3 c为：
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：检测并计算金属化段内燃料与氧气进行燃烧反应所释放的热量具体为：检测金属化段内除去流入至预热段内的该部分CO后剩余CO的总量为M2 co，g，在预热段内燃料与氧气进行的燃烧反应如下所示：
2CO+O2=2CO2 △H=-565.97kJ/mol
2C+O2=2CO △H=-221.05kJ/mol
则：金属化段内燃料与氧气进行的燃烧反应所释放的热量Q6为：
进一步地，所需固定碳量M4 c为：
故：在金属化段内，所需总氧气量M2 o2为：
在金属化段内，所需总固定碳量M2 cz为：
通过实时调节燃料的加入量M2 cz和氧气的加入量M2 o2的大小，使得Q4、Q5、Q6之间的关系满足均热均质热平衡差的要求。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：所述助燃气体为空气，则回转窑内烟气成分主要包括二氧化碳和氮气，其中二氧化碳为回转窑内反应生成，氮气为回转窑外助燃气体带入，则有：
在预热段内，烟气中所含二氧化碳的质量M1 co2为：
；
在预热段内，烟气中所含氮气的质量M1 N2为：
；
则在温度T1，℃时，预热段内烟气的热量Q1 yq为：
同理：在金属化段内，烟气中所含二氧化碳的质量M2 co2为：
；
在金属化段内，烟气中所含氮气的质量M2 N2为：
；
则在温度T2，℃时，预热段内烟气的热量Q2 yq为：
其中CN2为氮气的比热容，CCO2为二氧化碳的比热容。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于：根据热量平衡原理：
在预热段内：Q1 yq=α（Q1+Q3）-Q2，其中α为预热段热量有效利用率，α的取值为82%~85%；
进一步地，代入前述公式，则获得预热段内烟气温度函数f（T1）为：
同理，在金属化段内：Q2 yq=β（Q4+Q6）-Q5，其中β为金属化段热量有效利用率，β的取值为78%~82%；
进一步地，代入前述公式，则获得金属化段内烟气温度函数f（T2）为：
其中，b1-b10为常数。
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