CN117404914B - 一种直接还原制备铁合金的冶炼装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种直接还原制备铁合金的冶炼装置及方法，包括颗粒细化机构、多段冶金窑本体和密闭电炉本体，多段冶金窑本体均包括多组螺旋输送机和电磁感应加热装置，多段冶金窑本体的出料端经加料溜槽和密封螺旋输送机与密闭电炉本体连通，多段冶金窑本体之间、密封螺旋输送机与密闭电炉本体及加料溜槽之间均设置有锁风阀，微波加热装置用于对螺旋输送机内输送的物料进行微波加热，本发明通过多段式冶金窑本体、多种外部加热方式的叠加以及多个冶金窑本体之间的气氛隔离，能够更加精准实现温度的控制以及还原中性气氛的控制，避免了窑体之间的气氛相互影响，进而有效发挥了还原剂的加热和还原特性，显著提高金属氧化物的金属化率。

Description

一种直接还原制备铁合金的冶炼装置及方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶炼设备技术领域，具体为一种直接还原制备铁合金的冶炼装置及方法。

背景技术

目前矿石生产铁合金技术主要分为两大类，一类是利用高炉、矿热炉等设备冶炼烧结好的含碳物料，一类是矿石固态直接还原生成海绵铁代替废钢入电炉冶炼。

其中利用高炉、矿热炉等冶炼过程中，矿石生产烧结矿或焙砂过程需要进行干燥和烧结两道工序，干燥矿石热量来源一般为烧结工序或炉体冶炼产生的废气或配煤燃烧产生的热量，前者中低温废气的余热回收效率低，干燥效果不佳，后者需使用燃料增加成本，同时干燥后矿石在配料阶段易受环境水分含量影响，导致含水率升高，同时物料在烧结过程中使用的烧结台车或回转窑，热量来源为外配煤粉在空气中燃烧产生的高温气流，为保证换热效率及温度均匀，需在机械通风条件下使热气流与物料逆流接触，然而通风却带走大量热量，且因煤粉大部分与空气中氧气反应放热，造成矿石中金属氧化物还原度低，同时因对流换热工作机理，设备内各部分温度随气流走向呈不均衡的变化趋势，进而在高温区易发生矿石烧损，低温区还原剂中挥发分的还原作用无法发挥，造成能源的浪费。

现有直接还原技术如回转窑法、循环流化床法等，其加热方式主要为物料与高温炉气的对流换热，热量来源为还原剂与氧气反应放热，在此冶炼情况下，还原炉料会与氧化性炉气接触反应从而降低最终还原产物的金属化率，如需减少或防止炉料被氧化，提高产品的金属化率，一般采用在高温区内不完全燃烧的方法形成“中性”气氛以减少氧化，这一措施即存在难以控制不完全燃烧程度从而难以达到不氧化的中性气氛，氧化现象难以避免，且不完全燃烧与热能利用有矛盾，增加了冶炼燃耗，且为保证直接还原产物的品位、避免窑体结圈或料层粘结，对入炉矿石的品位、配加煤粉的品质及球团矿的强度均有较高的要求，限制了直接还原技术的应用。

综上所述，现有的高炉、矿热炉在冶炼过程存在温度以及还原气氛控制不佳的问题，进而影响了钢铁的冶炼品质。

例如，现有技术中公开号为“CN103225951B”的一种用煤粉做燃料冶炼钢铁的设备，其采用烧结工序产生的预热进行矿石的干燥，仍然存在温度控制不佳的问题。

为此，本发明的目的在于提供一种温度控制更加精准、还原气氛控制良好且各个窑体之间影响小的直接还原制备铁合金的冶炼装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直接还原制备铁合金的冶炼装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种直接还原制备铁合金的冶炼装置，包括颗粒细化机构、多段冶金窑本体和密闭电炉本体，所述多段冶金窑本体均包括多组螺旋输送机和电磁感应加热装置，所述电磁感应加热装置安装于螺旋输送机外侧用以对内部输送的物料进行加热，所述颗粒细化机构将物料进行细化后向多段冶金窑本体内进行输送，所述多段冶金窑本体的出料端经加料溜槽和密封螺旋输送机与密闭电炉本体连通，所述多段冶金窑本体之间、密封螺旋输送机与密闭电炉本体及加料溜槽之间均设置有锁风阀，所述多段冶金窑本体外部还设置有微波加热装置，所述微波加热装置用于对螺旋输送机内输送的物料进行微波加热。

优选的，所述多段冶金窑本体内设置有三组螺旋输送机，三组所述的螺旋输送机安装在操作平台上，所述微波加热装置设置于物料输送方向后端的两个螺旋输送机外部。

优选的，所述电磁感应加热装置包括若干独立编组的电磁加热线圈，若干独立编组的所述电磁加热线圈环箍设置于螺旋输送机外部，独立编组的所述电磁加热线圈通过输入不同的加热功率从而控制相应的电磁加热温度。

优选的，设置有微波加热装置以及电磁感应加热装置的所述螺旋输送机外部开设有微波加热区和电磁感应加热区，所述微波加热区和电磁感应加热区在螺旋输送机外部呈分隔式设置，独立编组的所述电磁加热线圈间隔均匀式环箍于电磁感应加热区，微波加热装置设置于微波加热区。

优选的，设置有微波加热装置以及电磁感应加热装置的所述螺旋输送机外部开设有微波加热区和电磁感应加热区，所述微波加热区和电磁感应加热区在螺旋输送机外部呈交错式设置，若干所述电磁加热线圈间隔均匀式环箍于螺旋输送机外部，所述电磁加热线圈环箍间隙的螺旋输送机筒体上还开设有内外贯穿的微波加热窗，所述微波加热窗内安装有微波穿透挡板，所述微波加热装置产生的微波通过微波穿透挡板进入螺旋输送机内部。

优选的，所述微波加热装置包括套设于螺旋输送机外部的反射罩，所述反射罩一端设置有微波发生器，所述微波发生器产生的微波线束在反射罩内经多次反射后通过微波穿透挡板进入螺旋输送机内部从而对输送的物料进行微波加热。

优选的，所述反射罩位于微波线束的出射方向设置有初级反射挡板，所述反射罩位于初级反射挡板的反射沿线还固定安装有若干次级反射挡板，所述次级反射挡板对应式安装于微波穿透挡板外部，经初级反射挡板反射的微波线束通过次级反射挡板的二次反射进入螺旋输送机内部。

优选的，所述微波穿透挡板在螺旋输送机的输送筒体上呈环形阵列式排布。

优选的，所述微波穿透挡板的材质包括但不限于石英玻璃、氧化铝陶瓷或碳化硅陶瓷。

一种直接还原制备铁合金的冶炼方法，采用上述的直接还原制备铁合金的冶炼装置，包括以下步骤：

步骤一：将矿石与还原剂煤粉按一定比例加入颗粒细化机构中经破碎、混匀和捏练，再挤压成有一定粒度和强度的成型泥段或球团；

步骤二：通过颗粒细化机构将成型的泥段或球团送入三段设置的冶金窑本体内进行干燥，在第一段的冶金窑本体内，加热温度设定为450℃，该阶段主要用于物料的干燥以及加热，同时提高还原剂中挥发份的析出速率；

步骤三：经第一阶段加热的物料输送至第二段的冶金窑本体内，该阶段加热问题为700℃，该过程中挥发份中碳氢化合物的裂解生成氢气及游离碳，碳回落到物料表面，裂解产物氢气及内配煤的固定碳与金属氧化物还原反应，以及物料升温；

步骤四：物料进入第三冶金窑本体后，加热温度为850℃，裂解产物游离碳及内配煤的固定碳与金属氧化物还原反应，以及物料升温，回落到物料表面的碳会形成局部盖碳保护，避免物料表面的还原金属产物被氧化；

步骤五：经三段冶金窑本体加热的物料通过密封螺旋输送机进入密闭电炉本体内进行熔分，最终铁合金经铁口排出，脉石成分经渣口排出，部分有害物质通过烟气或熔渣去除。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过将干燥-焙烧两道工序综合至多段冶金窑本体的不同工段中，实现生产过程的高度连续；

2、本发明使用内配碳冶炼工艺，通过将还原剂与矿石一体化混合造块后入窑反应，保证物料均匀性，同时还原剂高温环境下挥发份析出与金属氧化物还原产生的气孔使焙烧产物疏松多孔，有利于提高直接还原产物的金属化率同时有利于入炉冶炼时炉内透气性的保持；

3、本发明中反应过程热量来源主要为电磁感应加热，通过内配煤粉用作反应还原剂，避免因不完全燃烧造成的冶炼燃耗增加问题，同时无需机械通风，生产过程中无需引入空气助燃煤粉及对流换热，还原剂反应的氧绝大多数来自于金属氧化物，显著提高金属氧化物的金属化率，同时避免大量废气带走热量，实现热量的高效利用；

4、本发明使用多段式电磁加热设计，通过控制每段温度，实现挥发份高效还原金属氧化物，采取分段加热、阶梯还原，避免因保证产物还原率及温度使高温区温度过高造成的结窑皮、矿石烧损以及高温氮氧化物的形成；

5、本发明的各段加热设备间加装锁风装置，避免空气中的O₂及电磁窑前两段干燥、加热及预还原过程生成H₂O、CO₂氧化性气体进入高温区，实现高温区的低氧化；

6、本发明在冶金窑本体内配备螺旋输送机，物料通过螺旋输送机运输，冶炼过程中通过控制输送机转速控制物料在窑内的反应时间，实现物料的升温及充分反应，此方式下物料熔化生成液相不易与粉状物料粘结造成窑壁“结圈”，对物料球团强度要求低，造球时无需加入粘结剂以提高球团抗压强度；

7、本发明得到的高金属化率焙砂不通过磁选分选等方式获得海绵铁产品，而是进入密闭电炉熔分生产铁水，在密闭电炉中实现脉石成分的去除及部分有害物质的去除，对使用矿石的品位及煤粉质量的要求较低；

8、本发明在冶金窑本体的后端还设置有微波加热装置，通过微波和电磁叠加的加热方式焙烧物料有助于还原可加速受波体分子运动，显著提高金属氧化物的金属化率。

本发明通过多段式冶金窑本体、多种外部加热方式的叠加以及多个冶金窑本体之间的气氛隔离，能够更加精准实现温度的控制以及还原中性气氛的控制，避免了窑体之间的气氛相互影响，进而有效发挥了还原剂的加热和还原特性，显著提高金属氧化物的金属化率。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的微波加热装置和电磁感应加热装置交叉式设置示意图；

图3为本发明的微波加热装置和电磁感应加热装置分隔式设置示意图；

图4为本发明的微波穿透挡板安装结构示意图。

图中：1颗粒细化机构、2冶金窑本体、3密闭电炉本体、4螺旋输送机、5密封螺旋输送机、6加料溜槽、7锁风阀、8操作平台、9电磁加热线圈、10微波穿透挡板、11反射罩、12微波发生器、13初级反射挡板、14次级反射挡板、15微波加热区、16电磁感应加热区。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：

实施例一：

一种直接还原制备铁合金的冶炼装置，包括颗粒细化机构1、多段冶金窑本体2和密闭电炉本体3，多段冶金窑本体2均包括多组螺旋输送机4和电磁感应加热装置，电磁感应加热装置安装于螺旋输送机4外侧用以对内部输送的物料进行加热，颗粒细化机构1将物料进行细化后向多段冶金窑本体2内进行输送，多段冶金窑本体2的出料端经加料溜槽6和密封螺旋输送机5与密闭电炉本体3连通，多段冶金窑本体2之间、密封螺旋输送机5与密闭电炉本体3及加料溜槽6之间均设置有锁风阀7，多段冶金窑本体2外部还设置有微波加热装置，微波加热装置用于对螺旋输送机4内输送的物料进行微波加热。

在该实施例中，颗粒细化机构1为练泥机或球团机，通过将还原剂加入其内从而与矿石进行混合，可根据入炉矿石成分的不同，配加相应含量的煤粉，控制各电磁加热段的温度及螺旋输送机转速，无需改变设备的情况下实现对不同金属氧化物的高效还原，如铁氧化物、铬氧化物、镍氧化物、锰氧化物及其他混合氧化物的冶炼操作，颗粒细化机构1对混合细化完成的颗粒物向多段冶金窑本体2内进行输送，本实施例中的多段冶金窑本体2内设置有三组螺旋输送机4，三组的螺旋输送机4安装在操作平台8上，第一组的冶金窑本体2用于对物料进行干燥以及预加热操作，在该级冶金窑本体2上还可加装臭水蒸气装置，从而将干燥过程中产生的水蒸气向外进行抽取，后续的冶金窑本体2用于对物料进行升温还原操作，并继续将物料向后端的密闭电炉本体3进行输送，通过密闭电炉本体3对物料进行熔分，区别于现有技术的是，本实施例多级冶金窑本体2以及与密闭电炉本体3之间均加装有锁风阀7，通过锁风阀7防止多级冶金窑本体2之间的气体互相流通，进而保证了后端还原中性气氛的维持，在该气密气氛下，氢与铁矿石中的氧完全反应，并将铁元素从氧化物中置换出来生产“直接还原铁”，该技术不产生二氧化碳，此外，由于锁风阀7的设置，现有的烧结热量逆流加热方式无法进行使用，因此本申请通过在冶金窑本体2外加装电磁感应加热装置对冶金窑本体2内部输送的物料进行加热，本实施例中的电磁感应加热装置为环箍在螺旋输送机4外部的电磁加热线圈9，通过外部电源对电磁加热线圈9进行供电，从而通过其加热螺旋输送机4进而加热内部的物料，此外，本实施例中的冶金窑本体2的加热装置还包括微波加热装置，微波加热装置设置于物料输送方向后端的两个螺旋输送机4外部，在后端采用电磁以及微波叠加的加热方式有助于加速受波体分子运动，进而提高冶炼品质。

实施例二：

电磁感应加热装置包括若干独立编组的电磁加热线圈9，若干独立编组的电磁加热线圈9环箍设置于螺旋输送机4外部，独立编组的电磁加热线圈9通过输入不同的加热功率从而控制相应的电磁加热温度。

在该实施例中，每个螺旋输送机4外侧均套设有若干独立编组的电磁加热线圈9，由于物料在输送前端温度较后端低，通过调整物料输送前端电磁加热线圈9的加热功率，从而使得物料在各级冶金窑本体2内能够迅速到达设定温度，并在后方适当降低电磁感应线圈9的加热功率，从而使得物料在同一冶金窑本体2内温度差异变化可以进行控制，该种加热方式相较于预热回流方式而言，温度控制更加精准，保证了干燥和还原过程能够有效进行。

实施例三；

设置有微波加热装置以及电磁感应加热装置的螺旋输送机4外部开设有微波加热区15和电磁感应加热区16，微波加热区15和电磁感应加热区16在螺旋输送机4外部呈交错式设置，若干电磁加热线圈9间隔均匀式环箍于螺旋输送机4外部，电磁加热线圈9环箍间隙的螺旋输送机4筒体上还开设有内外贯穿的微波加热窗，微波加热窗内安装有微波穿透挡板10，微波加热装置产生的微波通过微波穿透挡板10进入螺旋输送机4内部。

在该实施例中，由于螺旋输送机4本体为金属材质，而金属材质的筒体对微波具有反射性，电磁无法穿透螺旋输送机4进入筒体内部，为此通过在螺旋输送机4筒体表面开设内外贯穿的微波加热窗，并在其内安装微波穿透挡板10，通过采用微波透明性的材质从而保证微波能够进入筒体内部，进一步的，本实施例中微波穿透挡板10的材质包括但不限于石英玻璃、氧化铝陶瓷或碳化硅陶瓷，上述材质具有较高的耐高温特性，且能够保证微波顺利穿透，进而对内部的物料进行加热，同时该微波穿透挡板10还能将内部输送的物料进行阻挡，防止其通过微波加热窗落下，该微波穿透挡板10呈环形阵列式设置于螺旋输送机4的筒体上，能够从各个方向对螺旋输送机4内部进行微波加热，同时，微波加热装置设置于电磁感应加热线圈9环箍的间隙，因此微波加热装置与电磁感应加热装置之间呈交错式设置，为了避免微波加热装置对电磁感应加热线圈9产生干扰，在电磁感应加热线圈9外部还可套设一圈电磁屏蔽罩，物料在向前输送过程中通过微波及电磁交替式加热，能够保证还原的均匀性。

实施例四：

设置有微波加热装置以及电磁感应加热装置的螺旋输送机4外部开设有微波加热区15和电磁感应加热区16，微波加热区15和电磁感应加热区16将螺旋输送机4外部均分为两段，独立编组的电磁加热线圈9环箍于电磁感应加热区16，微波加热装置设置于微波加热区15。

在该实施例中，电磁感应加热区16设置于螺旋输送机4输送方向的前端，微波加热区15设置于螺旋输送机4输送方向的后端，两种加热方式之间采分隔式设置，使得在对物料的加热过程中，进一步降低了二者之间的相互干扰。

实施例五：

微波加热装置包括套设于螺旋输送机4外部的反射罩11，反射罩11一端设置有微波发生器12，微波发生器12产生的微波线束在反射罩11内经多次反射后通过微波穿透挡板10进入螺旋输送机4内部从而对输送的物料进行微波加热。

反射罩11位于微波线束的出射方向设置有初级反射挡板13，反射罩11位于初级反射挡板13的反射沿线还固定安装有若干次级反射挡板14，次级反射挡板14对应式安装于微波穿透挡板10外部，经初级反射挡板13反射的微波线束通过次级反射挡板14的二次反射进入螺旋输送机4内部。

在该实施例中，微波加热装置包括反射罩11，通过反射罩11防止微波向外部进行反射，在反射罩11的一端安装微波发生器12，微波发生器12产生的微波在反射罩内经过多次反射进入螺旋输送机4内部，进一步的，为了保证反射的均匀性，通过在微波发生器12的出射端安装初级反射挡板13，利用微波直线传播的原理，经初级反射挡板13反射的微波平行于反射罩11进行传播，参照说明书附图2，在平行传播过程中，在次级反射挡板14的二次反射下，微波垂直于微波穿透挡板10方向进入螺旋输送机4内部，从而完成对内部输送物料的加热，该种微波穿透挡板10和次级反射挡板14一一对应式的反射方式，保证了微波线束能够均匀对物料进行微波加热，进而保证了还原过程的均匀性。

一种直接还原制备铁合金的冶炼方法，采用上述的直接还原制备铁合金的冶炼装置，包括以下步骤：

步骤一：将矿石与还原剂煤粉按一定比例加入练泥机或球团机中经破碎、混匀和捏练，再挤压成有一定粒度和强度的成型泥段或球团，在练泥机或球团机内置螺旋输送叶片的旋转下使得成型的混合颗粒进入冶金窑本体2内；

步骤二：通过颗粒细化机构1将成型的泥段或球团送入三段设置的冶金窑本体2内进行干燥，在第一段的冶金窑本体2内，加热温度设定为450℃，该阶段主要用于物料的干燥以及加热，同时提高还原剂中挥发份的析出速率，干燥过程中，该级冶金窑本体2上还安装有抽水蒸气装置，通过该装置将水蒸气进行抽离，该阶段中冶金窑本体内部物料填充率为85～90％；

步骤三：经第一阶段加热的物料输送至第二段的冶金窑本体2内，该阶段加热问题为700℃，该过程中挥发份中碳氢化合物的裂解生成氢气及游离碳，碳回落到物料表面，裂解产物氢气及内配煤的固定碳与金属氧化物还原反应，以及物料升温，该阶段电磁加热线圈9的频率为20～40KHz，微波线圈的频率为10～30KHz，微波磁化焙烧还原可加速受波体分子运动，此阶段冶金窑本体填充率为60～70％，其中还原率约为40～45％；

步骤四：物料进入第三冶金窑本体2后，加热温度为850℃，此阶段裂解产物游离碳及内配煤的固定碳与金属氧化物还原反应，以及物料升温，回落到物料表面的碳会形成局部盖碳保护，避免物料表面的还原金属产物被氧化，该阶段冶金窑本体填充率为50～55％，其中还原率约为88～90％；

步骤五：经三段冶金窑本体2加热的物料通过密封螺旋输送机5进入密闭电炉本体3内进行熔分，最终铁合金经铁口排出，脉石成分经渣口排出，部分有害物质通过烟气或熔渣去除。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种直接还原制备铁合金的冶炼装置，包括颗粒细化机构（1）、多段冶金窑本体（2）和密闭电炉本体（3），其特征在于：所述多段冶金窑本体（2）均包括多组螺旋输送机（4）和电磁感应加热装置，所述电磁感应加热装置安装于螺旋输送机（4）外侧用以对内部输送的物料进行加热，所述颗粒细化机构（1）将物料进行细化后向多段冶金窑本体（2）内进行输送，所述多段冶金窑本体（2）的出料端经加料溜槽（6）和密封螺旋输送机（5）与密闭电炉本体（3）连通，所述多段冶金窑本体（2）之间、密封螺旋输送机（5）与密闭电炉本体（3）及加料溜槽（6）之间均设置有锁风阀（7），所述多段冶金窑本体（2）外部还设置有微波加热装置，所述微波加热装置用于对螺旋输送机（4）内输送的物料进行微波加热。

2.根据权利要求1所述的一种直接还原制备铁合金的冶炼装置，其特征在于：所述多段冶金窑本体（2）内设置有三组螺旋输送机（4），三组所述的螺旋输送机（4）安装在操作平台（8）上，所述微波加热装置设置于物料输送方向后端的两个螺旋输送机（4）外部。

3.根据权利要求1所述的一种直接还原制备铁合金的冶炼装置，其特征在于：所述电磁感应加热装置包括若干独立编组的电磁加热线圈（9），若干独立编组的所述电磁加热线圈（9）环箍设置于螺旋输送机（4）外部，独立编组的所述电磁加热线圈（9）通过输入不同的加热功率从而控制相应的电磁加热温度。

4.根据权利要求3所述的一种直接还原制备铁合金的冶炼装置，其特征在于：设置有微波加热装置以及电磁感应加热装置的所述螺旋输送机（4）外部开设有微波加热区（15）和电磁感应加热区（16），所述微波加热区（15）和电磁感应加热区（16）在螺旋输送机（4）外部呈分隔式设置，独立编组的所述电磁加热线圈（9）间隔均匀式环箍于电磁感应加热区（16），微波加热装置设置于微波加热区（15）。

5.根据权利要求3所述的一种直接还原制备铁合金的冶炼装置，其特征在于：设置有微波加热装置以及电磁感应加热装置的所述螺旋输送机（4）外部开设有微波加热区（15）和电磁感应加热区（16），所述微波加热区（15）和电磁感应加热区（16）在螺旋输送机（4）外部呈交错式设置，所述若干所述电磁加热线圈（9）间隔均匀式环箍于螺旋输送机（4）外部，所述电磁加热线圈（9）环箍间隙的螺旋输送机（4）筒体上还开设有内外贯穿的微波加热窗，所述微波加热窗内安装有微波穿透挡板（10），所述微波加热装置产生的微波通过微波穿透挡板（10）进入螺旋输送机（4）内部。

6.根据权利要求4或5所述的一种直接还原制备铁合金的冶炼装置，其特征在于：所述微波加热装置包括套设于螺旋输送机（4）外部的反射罩（11），所述反射罩（11）一端设置有微波发生器（12），所述微波发生器（12）产生的微波线束在反射罩（11）内经多次反射后通过微波穿透挡板（10）进入螺旋输送机（4）内部从而对输送的物料进行微波加热。

7.根据权利要求6所述的一种直接还原制备铁合金的冶炼装置，其特征在于：所述反射罩（11）位于微波线束的出射方向设置有初级反射挡板（13），所述反射罩（11）位于初级反射挡板（13）的反射沿线还固定安装有若干次级反射挡板（14），所述次级反射挡板（14）对应式安装于微波穿透挡板（10）外部，经初级反射挡板（13）反射的微波线束通过次级反射挡板（14）的二次反射进入螺旋输送机（4）内部。

8.根据权利要求7所述的一种直接还原制备铁合金的冶炼装置，其特征在于：所述微波穿透挡板（10）在螺旋输送机（4）的输送筒体上呈环形阵列式排布。

9.根据权利要求8所述的一种直接还原制备铁合金的冶炼装置，其特征在于：所述微波穿透挡板（10）的材质是石英玻璃、氧化铝陶瓷或碳化硅陶瓷。

10.一种直接还原制备铁合金的冶炼方法，采用权利要求2-9任意一项所述的直接还原制备铁合金的冶炼装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将矿石与还原剂煤粉按一定比例加入颗粒细化机构（1）中经破碎、混匀和捏练，再挤压成有一定粒度和强度的成型泥段或球团；

步骤二：通过颗粒细化机构（1）将成型的泥段或球团送入三段设置的冶金窑本体（2）内进行干燥，在第一段的冶金窑本体（2）内，加热温度设定为450℃，该阶段主要用于物料的干燥以及加热，同时提高还原剂中挥发份的析出速率；

步骤三：经第一阶段加热的物料输送至第二段的冶金窑本体（2）内，该阶段加热温度为700℃，该过程中挥发份中碳氢化合物的裂解生成氢气及游离碳，碳回落到物料表面，裂解产物氢气及内配煤的固定碳与金属氧化物还原反应，以及物料升温；

步骤四：物料进入第三段的冶金窑本体（2）后，加热温度为850℃，裂解产物游离碳及内配煤的固定碳与金属氧化物还原反应，以及物料升温，回落到物料表面的碳会形成局部盖碳保护，避免物料表面的还原金属产物被氧化；

步骤五：经三段的冶金窑本体（2）加热的物料通过密封螺旋输送机（5）进入密闭电炉本体（3）内进行熔分，最终铁合金经铁口排出，脉石成分经渣口排出，部分有害物质通过烟气或熔渣去除。