CN1438331A - 煤气一步法生产直接还原铁的工艺方法及生产设备 - Google Patents

Abstract

煤气一步法生产直接还原铁的工艺方法及生产设备，是将原料含碳铁球团矿装入还原竖炉的还原室中自由落下，高温还原气体从还原室两侧的还原气室中喷入还原室中，斜向透穿物料层，对物料进行还原后，还原尾气由分布于还原室两侧、与还原气室交错布置的集气室收集，以实现对原料含碳铁球团矿的直接还原。其中下还原段还原尾气补充新还原气后循环使用。采用本发明的工艺方法和生产设备生产直接还原铁，物料升温迅速，脱硫率高，还原速度快，同时炉内温度分布均匀，还原反应进行均衡，还原尾气的循环使用及废气用于气封的工艺设计，节约了能耗，提高了生产效率。

Description

煤气一步法生产直接还原铁的工艺方法及生产设备

一、所属技术领域

本发明涉及一种直接还原铁冶炼工艺方法，特别是涉及一种利用煤气生产直接还原铁的工艺方法，本发明还涉及一种适合于上述工艺方法使用的生产直接还原铁用生产设备。

二、背景技术

已知的BL直接还原铁生产流程是由上海宝山钢铁公司和鲁南化肥厂联合研制开发的。该流程采用非焦煤制取还原气，原料采用铁球团矿和块矿。该工艺方法存在的主要问题是：由于其单纯以发生炉煤气作还原气，必须在其中加入一部分的H₂，因此增加了该生产工艺的一个制约因素，并增加了生产成本；其次，其原料需要先经竖炉氧化为氧化球团，再利用氧化球团矿生产直接还原铁，称为两段法。生产工艺繁琐，投资大。

北京冶金设计院研制完成了煤基直接还原法生产直接还原铁的竖炉装置和生产方法，并分别申报了国家专利(专利申请号分别为96205053和98119030)，其主要工艺路线是：(1)铁精矿粉与粘结剂混合搅拌，压制成型后烘干，制成冷固结铁球团矿备用；(2)煤粉与粘合剂混合，压制成型煤备用；(3)将冷固结铁球团矿，专用型煤、小块烟煤和小块石灰石按一定比例混合后，加入还原竖炉中，经外加热和内加热产生煤气，由煤气将冷固结球团矿直接还原，富余煤气用于外加热；(4)直接还原铁与煤渣经筛分和磁选后，实现分离。上述工艺方法在生产直接还原铁时，需要另外加入型煤和石灰石等原料，生产的产品中含有煤渣和还原铁，需分离处理。而且加入的型煤和小块烟煤只能生产出半焦，生产不出型焦，利用价值不大。

本发明人参与发明的“利用含碳冷固结铁球团矿生产海绵铁的工艺方法和生产设备”(01130434.0)专利中，采用了类似机焦炉和生产型焦的斜底炉的结构，将焦炉的炭化室改为还原室，燃烧室与还原室并排间隔设置，以含碳冷固结铁球团矿为原料，以焦炉煤气或发生炉煤气为还原气，采用间接加热和直接加热与间接加热相结合的方法，使含碳冷固结铁球团矿在900～1300℃温度下直接还原为海绵铁。

以含碳冷固结铁球团矿为原料，发生炉煤气和焦炉煤气做还原气生产直接还原铁时，还原气主要起了传热作用和保护还原过程正常进行的作用，即稀释还原过程产生的CO₂和H₂O的作用及向炉中的含碳冷固结铁球团矿传递热能的作用，而起主要还原作用的是含碳冷固结铁球团矿中的内配碳，即含碳冷固结铁球团矿中的煤粉、焦粉、粘结剂中的碳起主要的还原作用。在内配炭低于还原反应所需C时还原气中的CO和H₂作为还原剂起重要还原作用。还原反应在温度升至大于1000℃时，在最初的0.5～1小时内，是CO₂集中产生最多的时段，是吸热散热最多的时段，也是还原反应最快的时段。

在生产实践中发现，用磁铁矿粉为原料作成的含碳冷固结铁球团矿，在还原气氛下，温度300～700℃之间，有一个造成含碳冷固结铁球团矿恶性膨胀的温度区间，其膨胀幅度可达30～200％。若发生这一情况，会造成球团强度的大幅度下降，在炉料重压下粉化，堵塞气流，造成还原反应停止、损坏设备的恶性事故，这与有关资料报道的“磁铁矿一开始就产生体积收缩”、“磁铁矿在还原过程中不产生体积膨胀”的说法完全不同。解决这一问题的办法之一，就是提高升温速度，使原料迅速升温至还原温度，从而避开膨胀温度区间，阻止球团矿的恶性膨胀。

在生产实践中还发现，冷制球团、冷固结球团和含炭球团，在预热段温度升至700～1000℃时是最佳的脱S温度，此段的炉料下降运行时间要大于30分钟，以保证直接还原铁含S低于质量标准。

三、发明内容

本发明的目的是提供一种能够迅速升温，还原速度快的生产直接还原铁工艺方法，采用该工艺方法不仅升温迅速，可避免恶性膨胀，在还原反应大量发生前预热脱S，而且炉内升温均衡、温度梯度小。

提供一种适合于上述工艺方法采用的生产设备，是本发明的另一发明目的。

本发明目的的实现方法是：在还原竖炉中以850～1400℃的高温还原气体，对原料含碳铁球团矿进行直接还原，以生产还原铁。

其中，在竖炉中设置有还原气室、还原室和集气室，原料含碳铁球团矿从还原室中落下，高温还原气体从还原气室喷出，进入还原室，斜向透穿物料层，对物料进行还原后，还原尾气由集气室收集，以实现对原料含碳铁球团矿的直接还原。

本发明可以在竖炉中设置若干个还原气室和相对应的集气室，高温还原气体通过每个还原气室进入还原室中，对物料进行还原后，还原尾气由相对应的集气室收集，以对物料进行分段还原。

为使还原室中物料层各点处温度均衡，炉内温度梯度小，可以在还原室的两侧均设置有还原气室和集气室，并使还原气室与集气室交错布置。这样，从还原气室喷出的高温还原气体可以从两个相对应的方向进入还原室中，多次斜穿物料层后，还原尾气由对应侧的集气室收集，尽量保持还原室中物料在各点处的温度均衡。

本发明中采用的原料含碳铁球团矿，可以是机械压制的含碳冷固结铁球团矿，也可以是用圆盘造球机制造的含碳铁球团矿。在入炉前含碳铁球团矿一般需要烘干，使其在常温下保持一定的强度，在装炉时不至破碎。根据铁精矿粉或铁原矿粉的不同质量和对直接还原铁产品质量的不同要求，以及可供还原气体的多少，球团矿的配碳总量也不相同，一般控制在2～18％之间。

本发明所采用的高温还原气体，可以是焦炉煤气、发生炉煤气、化工尾气等煤基气，也可以采用裂解天然气或天然气。

由还原竖炉最上段集气室收集的还原尾气，直接排出竖炉外，经回收热能，净化处理后用于燃烧加热焦炉、热风炉、煤气加热炉等工业窖炉使用；其下各集气室收集的还原尾气则在排出竖炉外，经回收热能，净化处理后，再补充以新的还原气，加热为高温还原气体后，进入还原气室中循环使用。

原料含碳铁球团矿进入到还原室中，在很短时间内就会被加热到900～1200℃，开始还原反应，若物料温度低于900℃，反应速度太慢，低于850℃就基本不反应，而物料温度高于1200℃后，物料粘结较严重，也会造成还原气流不畅甚至堵塞还原气流，使还原过程停止。因此一般应控制高温还原气体的温度在850～1400℃之间。

一般地，物料在还原室中、高温还原气体的气氛下，还原反应时间为2～5小时。实际上，在温度达到1050℃后，还原反应速度会很快，0.5～1小时还原率即可达到80～90％，为提高还原率，可适当延长反应时间，以保证产品质量。

本发明脱S方法在上还原段采用预热脱S或弱氧化焙烧脱S，在炉内温度达到700℃即通过恶性膨胀温度区，在预热温度升至700～1000℃时，是最佳的脱S温度，温度越高脱S越快，预热时间越长脱S率越高，一般情况下上还原段预热脱S时间，也是炉料下降运行时间要大于30分钟，要求直接还原铁含S＜0.03％，以保证直接还原铁质量。尾气经回收热能、净化处理后用于燃烧加热。预热脱S也可与球团烘干工序合并，以上还原段尾气或其它燃料为能源，脱S温度700～1000℃，时间＞30分钟。

为实现上述工艺方法，本发明还提供了一种适合于上述工艺方法的生产设备，其整体结构为一个还原竖炉，进料用料斗11设在竖炉的炉顶，料斗11下方连接进料分配器12，并在料斗11与进料分配器12之间设置有上气封13。

整个还原竖炉主要由位于竖炉中央及外围的若干个还原气室和集气室、夹在还原气室与集气室之间的还原室1以及位于炉底部的下气封装置组成，其中还原室1从炉顶进料分配器12以下贯穿至炉底部，其还原室底部为一个斜面，在斜面最下端的炉墙上设置有出料拱门2，并通向炉底中央的出料口3，所述的还原气室和集气室分为上还原段和下还原段。

上还原段包括一个位于炉顶部，进料分配器12外侧的集气室21和位于竖炉中央与外围的两个还原气室23及24，在集气室21上还设置有上还原尾气出口22。

下还原段包括位于竖炉中央及外围、间隔排列的集气室和还原气室，其中竖炉中央自上而下为集气室25和还原气室26，竖炉外围自上而下顺序为还原气室27和集气室28。

在还原气室23、24、26、27上分别设有还原气进气口41，还原气喷出孔42设在与还原室1相邻的炉墙上，通向还原室1，集气室25、28的上部设有还原尾气排出口43，还原尾气进气孔44设在与还原室1相邻的炉墙上，并与还原室1连通。

下气封装置包括下还原段下方，位于竖炉中央及外围的两个废气集气室31、32，出料口3上方，与还原室1出料拱门2相通的废气集气室33，以及一个位于还原室1下方，通入废气集气室33内的加热燃气通道34。废气集气室31、32、33的顶部有废气排出口45，废气集气室31、32与还原室1相邻的炉墙上还设有通向还原室1的废气进气孔46。

上述的还原气喷出孔42、还原尾气进气孔44以及废气进气孔46，均设置为靠近还原室1的一面开口，低于另一面开口的斜向通道，这样，斜向通道的倾斜方向与物料下落方向一致，还原室中物料在向下移动时，不会进入到上述通道中，堵塞气流。

在炉底部出料口3的下方，还可以设置有一个对辊压对机5，以将出炉的还原铁直接压块成型。

为防止下气封装置中的废气随物料自出料口3排出炉外污染空气，在炉底部出料口3的外围还设置有一个废气集气室51，其底部和侧部设有废气进气口52，废气抽气口53设在废气集气室51的顶端，以将排出的废气再次回收处理。

竖炉的骨架结构为钢板和耐火保温材料，耐火保温材料缚着在钢板的里面，适宜的耐火材料为高铝质耐火砖。在竖炉的还原室内，还设置有两端分别固定在还原室1两侧炉墙上的若干个炉体加固梁4，以巩固竖炉的结构。在竖炉钢板外面用工字钢或槽钢加固竖炉的整体结构。

本发明采用高温还原气体从上而下连续不间断加热，保证了物料进入还原室后能够迅速升温至还原温度，有效地避开了膨胀温度区间，防止了原料含碳铁球团矿的恶性膨胀；同时在上还原段预热脱S，而且，由于本发明还原气室与集气室上下左右交错排列的结构特点，使得高温还原气体可以多次斜向透穿物料层，不仅给物料提供了连续不间断的加热，而且使还原室内的温度分布更加均衡，物料的还原反应更加均匀，同时由此还可以加宽加大还原室的容积，提高生产效率，相对降低高温还原气体的压力，提高工艺的安全可靠性。

本发明中所有与还原室相通的通气孔均采用向下的斜向通道，保证了物料在下降过程中不会进入到通道中堵塞气路，保障了气体的正常循环。

本发明的竖炉分为上还原段和下还原段，以对原料含碳铁球团矿进行分段还原。其中的上还原段还原尾气氧化度高，且含有较高的热值，可以回收利用作为燃料使用，下还原段还原尾气氧化度较低，补充一定的新还原气后，还可以作为还原气循环使用。这样的工艺安排不仅可以减少还原尾气的处理量，降低生产成本，更重要的是如果使用焦炉煤气作为还原气，可以不需裂解或分离其中的CH₄就可以将焦炉煤气直接作为还原气使用，而且未参与还原反应的CH₄随还原尾气排出后，使得尾气热值较高，可以用于炼焦炉加热，实现炼焦与直接还原铁联产，达到资源综合利用、减少污染、保护环境、增加产出和效益的多重目的。

本发明通过上气封与下气封装置，利用燃烧加热的废气，使得竖炉内气体不会逸散到空气中，减少了污染，保护了环境。

本发明通过安装在竖炉底部的对辊压球机，将热的还原铁直接压制成块再进行冷却，与传统的先将直接还原铁冷却出炉，再加热后压块的工艺相比较，节约了能耗，缩短了冶炼直接还原铁的时间，省去了竖炉内的冷却段设备和工序，提高了生产效率。

本发明的还原竖炉还可以将数个竖炉并排组合成还原竖炉组，并设计成还原室与还原气室及集气室间隔排列，利用竖炉侧面炉墙间接加热，从而实现高温还原气体直接加热与侧面炉墙间接加热两种方式同时作用，更加有效地利用热能。

本发明工艺流程中的还原气还原尾气在竖炉及其连接设备、管道中的气体压力均为正压，可以避免空气进入引起的事故。其中：还原气压力大于还原室气体压力；还原室气体压力大于集气室还原气尾气压力。

本发明还原竖炉横断面可以设计为矩形，也可以按本发明基本原理横断面设计为圆形。

四、附图说明

图1是本发明生产直接还原铁生产设备还原竖炉的结构示意图；

图2是本发明生产直接还原铁的工艺流程示意图。

五、具体实施方式

本发明的还原竖炉结构如图1所示，包括：位于炉顶部的料斗11、进料分配器12和上气封13；上还原段的还原气室23、24，集气室21及上还原尾气出口22；下还原段的还原气室26、27，集气室25、28；炉底部的废气集气室31、32、33及加热燃气通道34；在还原气室、集气室和废气集气室与还原室相邻的炉墙上均设置有与还原室相通的斜向通道作为相应的还原气喷出孔42，还原尾气进气孔44和废气进气孔46，同时在还原气室、集气室和废气集气室内还设置有还原气进气口41、还原尾气排出口43和废气排出口45。

其中，还原室1位于还原气室与集气室之间，从炉顶部进料分配器12以下一直贯穿至炉底部，并通过炉墙上的出料拱门2与出料口3连通。炉底出料口3的下方设置有对辊压球机5，并在出料口3周围设置有炉底废气集气室51。

整个炉体采用钢板焊接结构，钢板内为保温层和耐火层，在还原室1内还设置有若干个炉体加固梁4。

本发明的生产工艺流程如图2所示，主体设备由还原竖炉101和两个蓄热式还原气加热炉102、103组成，主体设备之间由其它辅助设施与管道相连接，辅助设备主要有加压机、换热器和净化设备等。其中，还原竖炉101中的工艺流程为：

将含碳铁球团矿装入料斗11，通过进料分配器12进入到还原室1中，先后通过上还原段和下还原段，由高温还原气体进行分段还原后，直接还原铁落入到还原室1底部的斜面上，由炉墙上的出料拱门2排出还原室，再通过出料口3进入对辊压球机5热压制成块，经水冷却后出炉。

含碳铁球团矿装入料斗11后，由上气封13密封。密封气体由工艺中的燃烧废气净化加压后供给，其气体压力要大于上还原段还原尾气集气室21的气体压力，这样，一部分密封气经料斗11排出竖炉外，另一部分密封气进入上还原段还原尾气集气室21，由上还原尾气出口22排出竖炉外，实现物料经料斗11连续下降过程中还原气与空气的隔离。

物料进入上还原段后，由工艺供给的温度达850～1400℃的高温还原气体由还原气进气口41进入到还原气室23、24中，经还原气喷出孔42喷入还原室，物料在连续下降的过程中迅速受热进入预热脱S阶段，温度在700～1000℃物料下降运行时间要＞30分钟；在物料下降过程中，高温还原气体连续不断供热，在还原室内温度达到900～1200℃，直接还原反应速度加快。含碳铁球团矿的直接还原反应是一个强吸热反应，反应产生大量的CO₂，从含碳球团内部产生并喷出，又把球团接受的热能散出，这就需要连续不断地补充热能，并将直接还原反应生成的大量CO₂和H₂O与还原气混合后产生的上还原段还原尾气由还原尾气集气室21收集，经上还原尾气出口22排出竖炉外，进入上还原段还原尾气回收工艺。上还原段还原尾气由于含有大量的CO、H₂、CH₄、和CmHn化合物可燃气体，可用于加热蓄热式还原气加热炉102、103或加热炼焦炉等其它耗能设备。上还原段的物料还原在高温条件下反应十分迅速，单球反应仅十几分钟，物料在上还原段还原室1内的运行时间控制在0.5～2小时，且含碳球团在上还原段还原率可达80％以上，因此，还原尾气的氧化度较高，若循环使用成本较大，故不再做循环气使用。

物料进入下还原段后，由工艺供给的温度达850～1400℃的高温还原气体进入还原气室26和27中，由还原气喷出孔42喷入到还原室中，使物料在连续下降的过程中不断地得到热能补充，从而还原反应能够连续进行。直接还原反应生成的CO₂与H₂O与还原气混合生成的下还原段还原尾气经还原尾气进气孔44进入集气室25、28中收集，并经还原尾气排出口43送出竖炉外，进入下还原段还原尾气回收工序。下还原段还原尾气含CO₂和H₂O较低，氧化度较低，经净化处理后与新补充的还原气混合，还可作为还原气循环使用。下还原段反应时间在1～3小时。

在下气封装置段，经由加热燃气通34进入竖炉101内的高温氧化废气向上运行，在下行物料的料封作用下，大部分废气进入废气集气室33，少量废气穿过出料拱门2进入还原室中，此时还原室中的还原铁起着料封的作用，阻止废气继续上行，转而进入到还原室底部两侧的废气集气室31、32中，由废气排出口45排出竖炉外，从而达到在物料下移畅通的情况下即加热物料又实现气封的目的。

还原铁下行到加热燃气通道34下部时，由高温氧化废气再加热的还原铁温度达到了1200～1350℃，继续下行至出料口3，由对辊压球机5直接压制成块，经水冷却后产出直接还原铁压块。在还原铁下行的同时，也有部分废气同时下行，为保护对辊压球机5和改善竖炉101底部的工作环境，在抽风机作用下，废气由炉底废气集气室51的废气进气口52被抽进入炉底废气集气室51中，再由废气抽出口53排出竖炉外。

整个还原工序中，还原气的加热供气流程为：将补充新还原气与经净化设备401净化后的下还原段还原尾气经混合气柜501混合后，经加压机201加压，交替送至蓄热式还原气加热炉102、103中，加热至850～1400℃，成为高温还原气体，送入还原竖炉101的还原气室23、24、26、27中，用于还原含碳铁球团矿。蓄热式还原气加热炉可采用炼铁高炉热风炉原理，设置二座，其中一座处于燃烧蓄热工作状态，一座处于加热还原气工作状态，根据工艺要求交替进行。也可采用还原气连续加热设备。进入还原气室23、24的高温还原气体由还原气喷出孔42喷入到还原室1中，斜向透穿物料层，发生还原反应后产生上还原段还原尾气，由集气室21收集后经上还原尾气出口22排出竖炉，进入上还原段还原尾气流程；进入还原气室26、27的高温还原气体进入还原室中，斜向透穿物料层，产生的下还原段还原尾气由集气室25、28收集后，送出还原竖炉，进入下还原段还原尾气循环使用流程。上还原段还原反应时间0.5～2小时，下还原段还原反应时间为1～3小时。

上还原段还原尾气工艺流程是：上还原段还原尾气从还原竖炉101的上还原尾气出口22排出竖炉，经换热器302降温、净化设备402净化除S、H₂O和除尘后，由加压机202加压，交替送入蓄热式还原气加热炉102和103中，与热空气混合燃烧加热蓄热式还原气加热炉。如果是采用焦炉煤气作为还原气，此时的尾气中含有大量的CH₄、H₂和CO、CO₂，若与炼焦炉联产可以达到综合利用焦炉煤气、节约能源、增加产出、相对减少CO₂排放，减少污染的目的。

下还原段还原尾气工艺流程是：下还原段还原尾气由集气室25、28引出竖炉101，经换热器301降温、净化设备401降温、除S、H₂O后，产出可循环使用的还原气，与新补充还原气经混合气柜501混合后，加压机201加压，交替送入蓄热式还原气加热炉102和103，进入还原气加热流程。若采用发生炉煤气作还原气，在净化设备中还应加装除CO₂设备，并增加还原气循环使用比例，减少还原气消耗。

上气封的密封气流程是：从蓄热式加热炉102、103产出的高温废气，经冷却设备505冷却后，由加压机205加压，产出密封气，送入竖炉101的上气封13，进入竖炉101中。密封气压力要大于竖炉内还原室中气体压力，此时一部分密封气向上经由料斗11排出竖炉外，另一部分向下经集气室21收集，混入上还原段还原尾气，经上还原尾气出口22排出竖炉，进入上还原段还原尾气工艺流程。

下密封装置的密封气流程是：从还原室中下降的物料通过出料拱门2继续下降，其物料温度在900～1200℃之间。经加热燃气通道34送入由热还原气和热空气混合而成的高温燃烧气体，温度可以达到1400～1600℃，气体燃烧在加热通道内完成，进入密封段的密封气是燃烧后产生的高温废气，可以减少对还原铁的二次氧化。其功能有两个：一是将下行至出料口3附近的物料还原铁再次加热到1200～1350℃，经出料口3由对辊压球机5热压制成块，水冷却后产生直接还原铁压块；二是经加热燃气通道34进入竖炉101底部，其压力大于还原室底部的气体压力，起到密封气的作用。密封气一部分向下吹出竖炉出料口3，一部分向上进入废气集气室33，还有一部分经出料拱门2进入还原室并最终进入废气集气室31、32中，废气集气室31、32、33中的废气由废气排出口45排出竖炉外，进入废气综合利用流程。在出料口3处还设有一个废气集气室51，将炉底废气与空气的混合气体抽排出竖炉外，以改善竖炉底部的工作环境，保护对辊压球机5的正常工作。

废气的综合利用流程是：蓄热式还原气加热炉102、103产出的废气温度达300～600℃，竖炉底部废气温度可达800～1100℃，将上述废气与空气经混合器502混合后，温度降至100～300℃，由加压机204加压，送到含碳铁球团矿烘干设备503中，用于烘干含碳铁球团矿，之后的废气由烟囱504排入大气中。另一部废气经冷却设备505冷却后经加压机205加压送至竖炉101，做为上密封气使用。

如果是直接生产堆比重小的直接还原铁，不将直接还原铁压块时，卸下对辊压球机，在对辊压球机5位置上设置数个冷却罐，由出料口3产出的高温直接还原铁，直接装入冷却罐，冷却后产出比重小的直接还原铁，用于水除氧，或二次还原生产还原铁粉，用于粉末冶金，也可以装罐后热装入电炉，也可以装罐后运出竖炉压块。生产比重小的直接还原铁，还可以将本发明竖炉装置的下气封改为冷的密封气，密封气与上气封一样采用燃烧后冷却的废气，在下气封与下还原段之间增设冷却段，冷却段设冷却气室和冷却气集气室，冷却气从冷却室斜穿相对应的还原室段进入冷却气集气室，排出竖炉后再冷却后循环使用，被冷却的物料从还原室冷却段中下行，经出料拱门，经过下气封，经出料口排出竖炉外。

利用本发明不仅可以生产直接还原铁，还可以生产直接还原钛铁，铬铁锰铁等直接还原金属。

利用本发明中的还原竖炉设备用氧化铁球团为原料，也可以生产直接还原铁。

Claims (10)

1、煤气一步法生产直接还原铁的工艺方法，是在还原竖炉中以850～1400℃的高温还原气体，对原料含碳铁球团矿进行直接还原，以生产还原铁，其特征是在竖炉中设置有还原气室、还原室和集气室，原料含碳铁球团矿从还原室中落下，高温还原气体从还原气室喷出，进入还原室中，斜向透穿物料层，对物料进行还原后，还原尾气由集气室收集，以实现对原料含碳铁球团矿的直接还原。

2、根据权利要求1所述的生产直接还原铁工艺方法，其特征是在竖炉中设置有若干个还原气室和相对应的集气室，高温还原气体通过每个还原气室进入还原室中，对物料进行还原后，还原尾气由相对应的集气室收集，以对物料进行分段还原。

3、根据权利要求2所述的生产直接还原铁工艺方法，其特征是在还原室的两侧均设置有还原气室和集气室，从还原气室喷出的高温还原气体从两个相对应方向进入还原室中，斜向透穿物料层，对物料进行还原后，还原尾气由对应侧的集气室收集。

4、根据权利要求2所述的生产直接还原铁工艺方法，其特征是由最上段集气室收集的还原尾气排出竖炉用作燃料，其下各集气室收集的还原尾气经净化和补充新还原气后，再次加热为高温还原气体，进入还原气室中循环使用。

5、一种用于权利要求1生产直接还原铁工艺方法的生产设备，为一个还原竖炉，进料用料斗(11)设在竖炉的炉顶，料斗(11)下方连接进料分配器(12)，并在料斗(11)与进料分配器(12)之间设置有上气封(13)，其特征是：

还原竖炉由位于竖炉中央及外围，分为上还原段和下还原段的若干个还原气室和集气室、从炉顶进料分配器(12)以下贯穿至炉底部，夹在所述还原气室与集气室之间的还原室(1)、以及位于炉底部的下气封装置组成，还原室(1)底部的炉墙上设置有出料拱门(2)，并通向炉底中央的出料口(3)；

其中：

上还原段包括一个位于炉顶部，进料分配器(12)外侧的集气室(21)，和位于竖炉中央与外围的两个还原气室(23)及(24)，在集气室(21)上设置有上还原尾气出口(22)；

下还原段包括位于竖炉中央，自上而下的集气室(25)、还原气室(26)，以及位于竖炉外围，自上而下的还原气室(27)和集气室(28)；

下气封装置包括下还原段下方，位于竖炉中央及外围的两个废气集气室(31)、(32)，出料口(3)上方，与还原室(1)出料拱门(2)相通的废气集气室(33)，以及一个位于还原室(1)下方，通入废气集气室(33)内的加热燃气通道(34)；

上述的还原气室(23)、(24)、(26)、(27)设置有还原气进气口(41)，还原气喷出孔(42)设置在与还原室(1)相邻的炉墙上，通向还原室(1)；

上述集气室(25)、(28)上，设置有还原尾气排出口(43)，还原尾气进气孔(44)设置在与还原室(1)相邻的炉墙上，与还原室(1)连通；

废气集气室(31)、(32)、(33)的顶部有废气排出口(45)，废气集气室(31)、(32)与还原室(1)相邻的炉墙上还设置有通向还原室(1)的废气进气孔(46)。

6、根据权利要求5所述的生产设备，其特征是上述还原气喷出孔(42)、还原尾气进气孔(44)及废气进气孔(46)均设置为通向还原室(1)的一面低的斜向通道。

7、根据权利要求5所述的生产设备，其特征是在还原室(1)内设置有炉体加固梁(4)，其两端固定在还原室(1)的两侧炉墙上。

8、根据权利要求5所述的生产设备，其特征是在炉底部出料口(3)下方，还设置有一个对辊压球机(5)。

9、根据权利要求5所述的生产设备，其特征是在炉底部，出料口(3)的外围还设置有一个废气集气室(51)，在其底部和侧部设有废气进气口(52)，废气抽气口(53)设在废气集气室(51)的顶端。

10、根据权利要求5所述的生产设备，其特征是还原室(1)的底部为斜面，出料拱门(2)设置在斜面的最下端。

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