WO2023130752A1 - 一种基于回转窑-熔分炉热风外循环的含铁球团直接还原工艺及系统 - Google Patents

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    • Y02P10/20—Recycling

Definitions

  • kiln body design such as CN110229939A, a two-stage rotary kiln non-coking ironmaking device
  • pellet batching such as CN106591572A, a
  • the iron-containing pellets are sent from the kiln tail to the rotary kiln, and are pre-reduced through the drying section, preheating section, plasma reduction section, reduction roasting section and slow cooling section in sequence to obtain the pre-reduction product. Then the pre-reduced product is sent to the smelting furnace for deep reduction treatment through the shaft or successively through the shaft and the ash separation device to obtain molten iron.
  • the device further includes a turning mechanism 11 .
  • the rotary mechanism 11 includes a rotary motor 1101 and a large ring gear 1102 .
  • the inner ring of the large ring gear 1102 is fixed on the outer wall of the rotary kiln 1 , and the outer ring of the large ring gear 1102 is engaged with the transmission gear of the rotary motor 1101 .
  • the discharge port of the slow cooling section 105 is connected to the feed port of the ash separation device 5 through the shaft 4 first, and the discharge port of the ash separation device 5 is then connected to the feed port of the melting furnace 2 .
  • the microwave plasma exciter 3 is arranged outside the plasma reduction section 103 , and the exhaust port of the microwave plasma exciter 3 communicates with the bottom air inlet of the plasma reduction section 103 .
  • An air flow external circulation system is set between the melting furnace 2 and the rotary kiln 1 .
  • the wind flow external circulation system includes: the top exhaust port of the melting furnace 2 is communicated with the bottom air inlet of the vertical shaft 4 through the first pipeline L1, and then the top exhaust port of the vertical shaft 4 is passed through The second pipeline L2 communicates with the gas inlet of the microwave plasma exciter 3 .
  • Embodiment 14 is repeated, except that the rotary kiln 1 also includes a horizontal slide mechanism 10 .
  • the horizontal sliding mechanism 10 includes a horizontal wheel base 1001 , a horizontal pulley 1002 and a horizontal track 1003 .
  • Described horizontal track 1003 is the groove track that is arranged on support 801 upper ends.
  • the bottom end of the horizontal wheel seat 1001 is installed in the horizontal track 1003 by the horizontal pulley 1002.
  • the top of the horizontal wheel base 1001 is then connected with the circular rotary slide rail 8 .

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Abstract

本发明公开了一种基于回转窑-熔分炉热风外循环的含铁球团直接还原工艺及系统，为实现煤基回转窑的低温快速还原，采用回转窑预还原-熔分炉深度还原的方法，将煤基回转窑依次划分为干燥段、预热段、等离子还原段、还原焙烧段和缓冷段；将熔分炉炉顶溢出的煤气进行重整，将其部分显热转化为CO和H 2化学能潜能，然后再将CO和H 2活化为等离子态CO +或H +后通过料层下部通入，增强了回转窑内料层的还原气氛、强化了还原剂在铁矿球团颗粒中的扩散、强化了低温段还原剂在铁矿球团颗粒界面的还原反应，达到节能减排提高生产效率的目的。

Description

一种基于回转窑-熔分炉热风外循环的含铁球团直接还原工艺及系统 技术领域
本发明涉及含铁球团的直接还原技术，具体涉及一种基于回转窑-熔分炉热风外循环的含铁球团直接还原工艺及含铁球团直接还原系统，属于炼铁生产技术领域。
背景技术
将金属铁从含铁矿物(主要为铁的氧化物)中提炼出来的工艺过程，主要有高炉法，直接还原法，熔融还原法等。从冶金学角度而言，炼铁即是铁生锈、逐步矿化的逆行为，简单的说，从含铁的化合物里把纯铁还原出来。在高温下，用还原剂将铁矿石还原得到生铁的生产过程。炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭；焦炭的作用是提供热量并产生还原剂一氧化碳。
高炉冶炼是把铁矿石还原成生铁的连续生产过程。铁矿石、焦炭和熔剂等固体原料按规定配料比由炉顶装料装置分批送入高炉，并使炉喉料面保持一定的高度。焦炭和矿石在炉内形成交替分层结构。凡是采用高炉法炼铁存在生产周期长、生产效率低、能源消耗大、污染物产生量大等技术问题。
直接还原铁(DRI)是短流程炼钢流程中废钢的补充品和冶炼优质特钢的理想原料。近年来，世界范围内直接还原铁的生产得到迅速的发展。由于铁矿石资源和天然气缺乏，我国的直接还原工艺发展比较慢，研究和实践热点也集中于煤基直接还原工艺，采用非焦煤生产直接还原铁或金属铁。现有的煤基直接还原工艺中，一般使用氧化球团或者冷固结球团为原料在回转窑中进行反应生产DRI。煤基回转窑直接还原工艺中，炉料从入窑到产品出窑需6-8h，生产周期较长、生产效率低。回转窑直接还原工艺的生产率即单位时间回转窑产出产品的多少通常与窑的尺寸和结构、原料和燃料条件、窑内温度及温度分布、气氛以及装料量等有关，而球团的还原速度是影响直接还原生产周期和生产效率的根本因素。
目前，煤基回转窑直接还原工艺中炉料从入窑到产品出窑需要的时间可长达8小时，生产周期较长、生产效率低。球团还原速度低、在回转窑中保温还原时间长是导致煤基回转窑直接还原工艺生产效率低、生产周期长的根本原因。为了提高直接还原的还原速度，研究人员和从业者提出了一些技术措施，在窑体设计(CN110229939A，一种两段回转窑法非焦炼铁装置)、球团配料(CN106591572A，一种强化铁矿内配碳球团制备及还原的方法)等方面提出了一些措施，但是工业应用的实用性较差，目前仍大都停留在实验阶段，尚未得到推广应用。
煤基回转窑直接还原工艺中还原剂为无烟煤，还原过程中主要涉及的是铁氧化物的简介 还原反应和煤的气化反应，即：
Fe xO y+C＝Fe xO y-1+CO     (1)
Fe xO y+CO＝Fe xO y-1+CO 2     (2)
C+CO 2＝2CO      (3)
式(1)的反应活化能为140-400kJ/mol，式(2)反应活化能为60-80kJ/mol，式(3)的反应活化能为170-200kJ/mol。实际上，反应式(1)相对于反应式(2)和(3)进行的很慢，可以忽略不计。目前研究者大都认为固体碳与铁氧化物之间一般是通过布多尔反应(式(3))生成CO而与铁氧化物进行反应，即固体碳主要是将CO 2还原成CO，一般很少直接和铁氧化物直接发生反应。还原反应由球团外部向球团进行，碳的气化速度及气体在球团内部的扩散速度对还原反应的进行程度有较大影响。在还原过程中，球团的还原反应受界面化学反应和内扩散混合控制。随着还原反应的进行，化学反应阻力一直在减小，内扩散阻力一直在增大。因此，还原中后期还原气体难以进入球团内核、还原度增长愈发缓慢，是影响总体还原速度的重要原因。
为了提高直接还原的还原速度，研究人员和从业者提出了一些技术措施，在窑体设计(如CN110229939A，一种两段回转窑法非焦炼铁装置)、球团配料(如CN106591572A，一种强化铁矿内配碳球团制备及还原的方法)等方面提出了一些措施，但是工业应用的实用性较差，目前仍大都停留在实验阶段，尚未得到推广应用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于回转窑-熔分炉热风外循环的含铁球团直接还原工艺及和含铁球团直接还原系统。针对现有煤基回转窑直接还原工艺中还原中后期还原气体扩散速度慢、球团还原速度低导致全流程球团还原速度慢、球团在窑体中保温还原时间长的问题，本发明采用回转窑预还原-熔分炉深度还原的方法，将煤基回转窑依次划分为干燥段、预热段、等离子还原段、还原焙烧段和缓冷阶段，同时在回转窑与熔分炉之间设置有煤气重整竖井和灰分分离装置。将熔分炉炉顶溢出的高温煤气经竖井进行重整，以及将回转窑尾气循环至竖井或灰分分离段，将它们的部分显热转化为CO和H 2化学能潜能，然后再将CO和H 2活化为等离子态CO +或H +后通过料层下部通入，增强了料层的还原气氛、强化了还原剂在含铁球团矿颗粒中的扩散、强化了低温段还原剂在球团颗粒界面的还原反应。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案具体如下所述：
根据本发明的第一种实施方案，提供一种基于回转窑-熔分炉热风外循环的含铁球团直接还原工艺。
一种基于回转窑-熔分炉热风外循环的含铁球团直接还原工艺，该工艺包括：
1)根据物料的走向，将含铁球团从窑尾送入回转窑，并依次经过干燥段、预热段、等离子还原段、还原焙烧段和缓冷段进行预还原处理，获得预还原产物。然后将预还原产物经过竖井或依次经过竖井和灰分分离装置后送至熔分炉内进行深度还原处理，得到铁水。
2)将熔分炉内产生的高温煤气经过煤气重整后获得重整气，然后再将重整气输送至回转窑内参与含铁球团的预还原处理。同时将回转窑尾气循环参与高温煤气的重整处理。
作为优选，步骤2)具体为：
201)将熔分炉炉顶高温煤气输送至竖井内进行重整后获得重整气，然后再将重整气进行等离子活化后输送至等离子还原段参与含铁球团的预还原处理。同时将回转窑尾气抽送至竖井内，并根据竖井内物料的实时温度变化调节回转窑尾气的抽取量。
或者，步骤2)具体为：
202)将熔分炉炉顶高温煤气输送至竖井内进行重整后获得重整气，然后再将重整气进行等离子活化后输送至等离子还原段参与含铁球团的预还原处理。同时将回转窑尾气抽送至灰分分离装置内，并根据灰分分离装置内烟尘的实时温度变化调节回转窑尾气的抽取量。最后再将灰分分离装置排出的尾气进行等离子活化后输送至等离子还原段参与含铁球团的预还原处理。
作为优选，在步骤201)中，根据竖井内物料的实时温度变化调节回转窑尾气的抽取量具体为：设定竖井内物料的设定温度为T1±C1(C1的范围为0～50)，℃。实时检测竖井内物料的实时温度为T2，℃。则：
当T2＞(T1±C1)时，增大回转窑尾气的抽取量，直至竖井内物料的实时温度回到预设温度(T1±C1)内。
当T2∈(T1±C1)时，维持当前工艺条件不变。
当T2＜(T1±C1)时，减少回转窑尾气的抽取量，直至竖井内物料的实时温度回到预设温度(T1±C1)内。
作为优选，在步骤202)中，根据灰分分离装置内烟尘的实时温度变化调节回转窑尾气的抽取量具体为：设定灰分分离装置内烟尘的设定温度为T3±C2(C2的范围为0～50)，℃。实时检测灰分分离装置内烟尘的实时温度为T4，℃。则：
当T4＞(T3±C2)时，增大回转窑尾气的抽取量，直至灰分分离装置内烟尘的实时温度回到预设温度(T3±C2)内。
当T4∈(T3±C2)时，维持当前工艺条件不变。
当T4＜(T3±C2)时，减少回转窑尾气的抽取量，直至灰分分离装置内烟尘的实时温度回 到预设温度(T3±C2)内。
作为优选，熔分炉炉顶排出的高温煤气的温度大于1400℃，优选为大于1500℃，更优选为大于1600℃。
作为优选，在重整气中，CO的含量高于30vol％，优选CO的含量高于35vol％，更优选CO的含量高于40vol％。H 2的含量高于2vol％，优选H 2的含量高于3vol％，更优选H 2的含量高于5vol％。
根据本发明的第二种实施方案，提供一种含铁球团的直接还原系统。
一种含铁球团的直接还原系统或用于第一种实施方案所述工艺的系统，该系统包括回转窑、熔分炉和微波等离子体激发器。根据物料的走向，所述回转窑依次设有干燥段、预热段、等离子还原段、还原焙烧段以及缓冷段。缓冷段的出料口直接通过竖井与熔分炉的进料口相连通。或者缓冷段的出料口先通过竖井与灰分分离装置的进料口相连通，灰分分离装置的出料口再与熔分炉的进料口相连通。所述微波等离子体激发器设置在等离子还原段的外部，并且微波等离子体激发器的排气口与等离子还原段的底部进风口相连通。熔分炉与回转窑之间设置有风流外循环系统。优选，所述灰分分离装置包括壳筒和振动筛灰输料机构。所述振动筛灰输料机构设置在壳筒内并连通壳筒的进料口和出料口。
作为优选，所述风流外循环系统包括：将熔分炉的顶部排气口通过第一管道与竖井的底部进气口相连通，再将竖井的顶部排气口通过第二管道与微波等离子体激发器的进气口相连通。
作为优选，将回转窑的窑尾通过第三管道与竖井的底部进气口相连通或者与灰分分离装置的底部进气口相连通，再将灰分分离装置的顶部排气口通过第四管道与微波等离子体激发器的进气口相连通。
作为优选，该系统还包括温度检测装置。在竖井以及灰分分离装置内均独立设置有所述温度检测装置。
作为优选，该装置还包括有烧嘴和燃料输送管道。所述烧嘴设置在还原焙烧段内并与燃料输送管道相连通。在回转窑的外部，燃料输送管道上还连通有助燃风管。
作为优选，还原焙烧段内设置有多个烧嘴，多个所述烧嘴均与燃料输送管道相连通。
作为优选，回转窑还包括有窑身风道机构、环形旋转滑轨以及旋转滑动机构。所述环形旋转滑轨套设在回转窑的外部，并通过支架进行支撑。旋转滑动机构的轮端与环形旋转滑轨相连接，其另一端与窑身风道机构的外端相连接，而窑身风道机构的内端则连接在窑壁上。即回转窑和窑身风道机构可同时通过旋转滑动机构在环形旋转滑轨上进行回转。
作为优选，所述回转窑的外部设置有多个环形旋转滑轨。任意一个环形旋转滑轨通过多个旋转滑动机构和多个窑身风道机构与回转窑相连接。
作为优选，所述窑身风道机构包括进风连接件、挡阀、拉杆以及进风口。所述回转窑的窑身上开设有进风通道。挡阀的一端伸入至进风通道内，其另一端与进风连接件相连通。进风口开设在进风连接件上。进风连接件远离回转窑的一端与拉杆的一端相连接，拉杆的另一端与旋转滑动机构相连接。
作为优选，所述旋转滑动机构包括旋转轮座、侧向旋转轮以及竖向旋转轮。所述旋转轮座为“凹”槽型结构并咬合在环形旋转滑轨的两侧缘部。在位于环形旋转滑轨侧面的旋转轮座上均设置有侧向旋转轮。在位于环形旋转滑轨外底面的旋转轮座上均设置有竖向旋转轮。旋转轮座通过侧向旋转轮和竖向旋转轮可在环形旋转滑轨上旋转滑动。
作为优选，回转窑还包括有水平滑动机构。所述水平滑动机构包括水平轮座、水平滑轮以及水平轨道。所述水平轨道为设置在支架上端的槽型轨道。水平轮座的底端通过水平滑轮安装在水平轨道内。水平轮座的顶端则与环形旋转滑轨相连接。
作为优选，该装置还包括回转机构。所述回转机构包括回转电机和大齿圈。所述大齿圈的内圈固定在回转窑的外壁上，大齿圈的外圈与回转电机的传动齿轮啮合连接。
本发明针对采用直接还原法处理铁氧化物的工艺中，采用回转窑还原铁氧化物能耗高、生产周期较长、生产效率低等技术问题，提出采用回转窑预还原+熔分炉深度还原的技术方案；通过回转窑对铁氧化物进行初步的还原(预还原)，铁氧化物还原为金属铁过程中，易发生的Fe 2O 3→Fe 3O 4→Fe xO阶段的还原反应在回转窑中完成，该过程反应周期较长，首先需要对铁氧化物进行干燥、预热等工序；将Fe xO→Fe阶段的深度还原反应在熔分炉中完成，该阶段需要高温环境，实现铁的高度还原。通过回转窑预还原+熔分炉深度还原的技术方案，大大提高了铁氧化物直接还原的效率，通过合理的工艺调整，节约了直接还原过程中能源的消耗。
在本发明的优选方案中，由于熔分炉的深度还原工序发生铁氧化物与碳的反应，生成铁、一氧化碳和部分的二氧化碳，具体反应为：Fe xO(s)+C＝xFe(s)+CO(g)+CO 2(g)。该反应工序得到高温的一氧化碳和二氧化碳气体，称为“高温煤气”或“炉顶煤气”。熔分炉中产生的高温煤气温度大于1400℃，最高可达1700℃以上，且带有一定压力。在本发明的技术方案中，充分利用该高温煤气的热量和热值，回转窑中需要高温环境，同时需要还原性气体，本发明中熔分炉产生的高温煤气经过微波等离子体反应器激发使CO和H 2活化为等离子态CO +或H +后再输送至回转窑中，充当还原剂的同时，充分利用了该部分气体的热量，实现资源的最大化利用。
在本发明的优选方案中，由于熔分炉的深度还原工序发生铁氧化物与碳的反应，生成铁、一氧化碳和部分的二氧化碳，具体反应为：Fe xO(s)+C＝xFe(s)+CO(g)+CO 2(g)。该反应工序得到高温的一氧化碳和二氧化碳气体，统称为“高温煤气”。熔分炉中产生的高温煤气温度大于1400℃，最高可达1700℃以上，且带有一定压力。在本发明的技术方案中，充分利用该高温煤气的热量和热值，回转窑中需要高温环境，同时需要还原性气体，本发明中深度还原装置产生的高温煤气输送至回转窑中，充当还原剂的同时，充分利用了该部分气体的热量，实现资源的最大化利用。
在本发明中，熔分炉炉顶产出的大量温度高达1500℃以上的高温煤气中除了含有大量未反应的CO、H 2外，还含有大量CO 2和水蒸气，其主要成分为CO(约21％)、CO 2(约25％)、H 2(约4％)、N 2(约48％)、H 2O(约2％)。煤基回转窑预还原后的产物主要包括了高温预还原料、高温残煤。本技术将煤基回转窑高温预还原产物和深度还原装置的进行逆流反应，高温煤气中的CO和H 2穿过高温预还原产物料层时，CO和H 2可与未反应的铁氧化物发生还原反应，促进预还原料的进一步还原。深度还原装置中还原反应产生的CO 2和H 2O、以及高温煤气中的CO 2和H 2O从高温预还原产物的炽热残煤中穿过时，发生布多尔反应和水煤气反应，实现了高温煤气的重整。
进一步地，将熔分炉产生的高温煤气经过微波等离子体反应器激发使CO和H 2活化为等离子态CO +或H +后再输送至回转窑中。经重整后的煤气中CO和H 2含量升高，从料层下部通入回转窑的等离子还原段，经过微波等离子体反应器激发使CO和H 2活化为等离子态CO +或H +：
CO (g)＝CO + (g)+e -
H 2(g)＝2H + (g)+2e -
等离子态的CO +或H +活性极高，夺氧能力远高于气态形式的CO或H 2，极易与铁氧化物发生还原反应，夺取铁氧化物中的氧，实现还原反应的高效进行：
Fe 2O 3(s)+3CO + (g)+3e -＝2Fe (s)+3CO 2(g)
Fe 2O 3(s)+6H + (g)+6e -＝2Fe (s)+3H 2O (g)
在本发明中，回转窑尾气中含有大量的水蒸气和CO 2，将回转窑尾气经过多管除尘后，送至煤气重整后的灰分分离段，从料层下部鼓入，尾气中的CO 2和H 2O从炽热残煤中穿过时，发生布多尔反应和水煤气反应，主要发生以下反应：
CO 2(g)+C (s)＝2CO (g)
H 2O (g)+C (s)＝CO (g)+H 2(g)
尾气中的CO和H 2含量升高，从料层下部通入回转窑的等离子还原段，经过微波等离子 体反应器激发使CO和H 2活化为等离子态CO +或H +，再与含铁原料发生反应，实现还原反应的高效进行。此技术方案的作用主要有，第一，利用回转窑尾气实现预还原产物中灰分的分离，无需建立额外的惰性气体回路，不增加系统气体量；第二，有效降低了进入熔融还原炉中无用固体含量，降低熔融还原炉的能耗；第三，利用了回转窑尾气中的热量，节约了能量；第四，利用预还原产物料层的热量加热了尾气，为等离子段物料进行补热；第五，回转窑尾气中的部分CO 2和H 2O转变为CO和H 2，提高了等离子段料层中还原气氛；第六，回转窑尾气中CO 2和H 2O和转变为CO和H 2，经等离子激发器，活化为等离子态，强化了还原反应的进行。
在本发明中，由于深度还原装置产生的高温煤气中含有一部分二氧化碳，回转窑排除的预还原产物中还有部分的残碳，又具有高温的环境；在本发明的优选方案中，增加煤气重整工序，高温煤气中的二氧化碳可以与预还原产物中的残碳发生布尔多反应(C+CO 2＝2CO)，生成一氧化碳；高温煤气中的水与预还原产物中的残碳发生水煤气反应(H 2O(g)+C(s)＝CO(g)+H 2(g))，生成氢气和一氧化碳。在煤气重整工序过程中，深度还原装置产生的高温煤气利用预还原产物中的碳，以及高温环境，将高温煤气中的二氧化碳和水经过反应变为一氧化碳和氢气等具有还原性的气体，进一步提高了输送至回转窑的气体中还原性气体的含量，重整高温煤气活化为等离子态后再输送至回转窑中，高温的等离子态还原性气体在回转窑中进入预还原工序，用于还原铁氧化物。通过该技术手段，充分利用了预还原产物和深度还原装置产物中的有效成分和产物环境，实现了技术方案的优化，充分利用资源的同时，进一步提升了高温煤气中还原性气体的含量，进而提高了回转窑内的还原效率；利用深度还原装置产生的高温煤气，也节约了回转窑中燃料的使用量；采用本发明的技术方案，可以减少进入回转窑的原料中的配碳量，相比现有技术，采用本发明技术方案可以节约20-30％的燃料用量。
本发明将高温煤气经过重整竖井进行重整处理，实现预还原产物的进一步还原。充分利用回转窑预还原产物的显热和高温煤气显热及其中还原气体，实现铁氧化物的进一步预还原。在煤基回转窑预还原过程中仍会有部分铁氧化物未完成还原反应过程，在煤气重整高温反应料层中，高温煤气中的CO和H 2继续对未还原的铁氧化物进行进一步预还原反应，提高深度还原装置入炉原料的还原度，降低深度还原装置的能耗。
此外，充分利用回转窑预还原产物中高温残煤、高温煤气中的CO 2和H 2O、以及料层铁氧化物还原产生的CO 2和H 2O，发生煤气重整反应，将以上物料和气流的显热转化为高品质的还原气体CO和H 2，将其显热转变为还原气体的化学能，重整后含有大量CO和H 2后续可 以通过氧化放热为回转窑直接还原反应提供热量、也可作为回转窑直接还原反应的还原剂，这即可以减少高温煤气在传输过程中因降温导致的能量损失，也可以增强通入回转窑的煤气中还原气体CO和H 2含量，强化回转窑中铁氧化物还原反应的进行。
再者，回转窑预还原产物的温度大约1200℃，熔融还原炉产生的高温煤气温度大于1500℃，最高可达1700℃以上，在预还原产物和高温煤气逆流发生重整反应时，1200℃的预还原产物从上部向下部运动，高温煤气由料层下部向上部运动，重整反应会将一部分热量转化为化学能，煤气的温度会逐渐降低，但在预还原产物逐渐下降的过程中，越到下部，高温煤气的温度越高，预还原产物的温度会越来越高，减少了预还原产物从回转窑头排出到加入熔融还原炉过程中的温降，降低熔融还原炉的能耗。
在本发明中，重整后的高温煤气等离子化后输送至回转窑中，提供热量的同时，主要起还原剂的作用。通过控制熔分炉排出的高温煤气在重整竖井中流速、高温煤气进入重整竖井时的温度等工艺参数，可以控制经过重整竖井后得到的重整后的高温煤气中还原性气体的含量。为了保证重整后的高温煤气在回转窑内的还原作用，也为了保证铁氧化物在回转窑内的预还原度，在本发明中，控制经过重整后的高温煤气中，CO的含量高于35vol％，H 2的含量高于5vol％。
在本发明中，一般通过在线监测气体重整竖井物料温度、料面气体成分判断煤气重整反应进行情况，进而通过气体重整竖井内温度场分布以及通入料层的循环气体流量，实现对煤气重整反应和温度的控制。一般地，首先建立熔融还原炉顶煤气温度、回转窑尾气流量、竖井温度分布和煤气重整效率之间的基准关系，确定煤气重整竖井内温度分布区间范围，作为后续调控回转窑和熔融还原炉内物料还原过程的基准要求。然后通过分布在煤气重整竖井内的温度监测、料面气体成分含量监测装置，实时监测竖井内物料温度场分布。
在本发明的一个优选回转窑-熔分炉热风外循环方案中，通过将回转窑尾气引流一部分进入气体重整竖井中，作为调节竖井温度的主要手段，以保障煤气重整的高效快速进行。根据竖井内物料的实时温度变化调节回转窑尾气的抽取量具体为：设定竖井内物料的设定温度为T1±C1(C1的范围为0～50℃)，℃。实时检测竖井内物料的实时温度为T2，℃。则：
当T2＞(T1±C1)时，增大回转窑尾气的抽取量，直至竖井内物料的实时温度回到预设温度(T1±C1)内。
当T2∈(T1±C1)时，维持当前工艺条件不变。
当T2＜(T1±C1)时，减少回转窑尾气的抽取量，直至竖井内物料的实时温度回到预设温度(T1±C1)内。
在本发明中，通过建立气体流量、回转窑还原产物中灰分分离效果、分离后烟尘温度之间的基准关系，确定适宜的灰分分离所需气体流量范围，作为后续调控灰分分离的基准要求。通过分布灰分分离烟尘的温度监测装置，实时监测灰分分离烟尘温度分布。进一步地，本发明还通过将回转窑尾气引流一部分进入气体重整竖井后的灰分分离段，作为调节灰分分离段温度的主要手段，以保障灰分分离效果好的同时，能利用更多的回转窑尾气，降低系统能耗，提高生产效率，达到低温快速还原的目的。根据灰分分离装置内烟尘的实时温度变化调节回转窑尾气的抽取量具体为：设定灰分分离装置内烟尘的设定温度为T3±C2(C2的范围为0～50)，℃。实时检测灰分分离装置内烟尘的实时温度为T4，℃。则：
当T4＞(T3±C2)时，增大回转窑尾气的抽取量，直至灰分分离装置内烟尘的实时温度回到预设温度(T3±C2)内。
当T4∈(T3±C2)时，维持当前工艺条件不变。
当T4＜(T3±C2)时，减少回转窑尾气的抽取量，直至灰分分离装置内烟尘的实时温度回到预设温度(T3±C2)内。
在本发明中，所述预还原装置还可以为回转窑、转底炉、隧道窑、流化床或竖炉中的一种。所述深度还原装置(熔分炉)还可以为熔融还原炉、转炉、电炉或高炉中的一种。
与现有技术相比较，本发明的有益技术效果如下：
1、本技术采用回转窑预还原-熔分炉深度还原的方法，将铁氧化物还原为金属铁过程中易发生的Fe 2O 3→Fe 3O 4→Fe xO阶段的还原反应在回转窑中完成，达到一定还原度的预还原产物和残煤一起热装进入熔分炉中进行深度还原。
2、本发明利用熔分炉熔融还原过程产生大量温度高达1500℃以上的高温煤气，利用这部分高温煤气的显热和潜热以及其中的还原气体，在回转窑中实现铁氧化物的预还原，且能有效降低回转窑的能耗。
3、本发明将高温煤气经过重整竖井进行重整处理，实现对预还原产物的进一步还原。充分利用回转窑预还原产物的显热和高温煤气显热及其中还原气体，实现铁氧化物的进一步预还原。此外，在重整竖井中，充分利用回转窑预还原产物中高温残煤、高温煤气中的CO 2和H 2O、以及料层铁氧化物还原产生的CO 2和H 2O，发生煤气重整反应获得CO和H 2。进一步的将CO和H 2经过微波等离子体反应器激发使CO和H 2活化为等离子态CO +或H +。并通过料层下部通入，增强了料层的还原气氛、强化了还原剂在铁矿颗粒中的扩散、强化了低温段还原剂在铁矿颗粒界面的还原反应。
4、本发明将回转窑尾气循环用于灰分分离段，利用回转窑尾气实现预还原产物中灰分的 分离，无需建立额外的惰性气体回路，不增加系统气体量，同时有效降低了进入熔融还原炉中无用固体含量，降低熔融还原炉的能耗；还利用预还原产物料层的热量加热了尾气，为等离子段物料进行补热；进一步地，回转窑尾气中的部分CO 2和H 2O转变为CO和H 2，提高了等离子段料层中还原气氛；CO和H 2再经等离子激发器，活化为等离子态，强化了还原反应的进行。
附图说明
图1为本发明基于回转窑-熔分炉热风外循环的含铁球团直接还原工艺一的流程图。
图2为本发明基于回转窑-熔分炉热风外循环的含铁球团直接还原工艺二的流程图。
图3为本发明为本发明基于回转窑-熔分炉热风外循环的含铁球团直接还原工艺一的控制流程图。
图4为本发明为本发明基于回转窑-熔分炉热风外循环的含铁球团直接还原工艺二的控制流程图。
图5为本发明所述含铁球团直接还原系统具有风流外循环一时的结构示意图。
图6为本发明所述含铁球团直接还原系统具有风流外循环二时的结构示意图。
图7为本发明含铁球团直接还原系统回转窑的结构示意图。
图8为本发明含铁球团直接还原系统回转窑的A-A截视图。
图9为本发明含铁球团直接还原系统回转窑A-A视图的立体图。
附图标记：1：回转窑；101：干燥段；102：预热段；103：等离子还原段；104：还原焙烧段；105：缓冷段；106：烧嘴；107：燃料输送管道；108：助燃风管；2：熔分炉；3：微波等离子体激发器；4：竖井；5：灰分分离装置；501：壳筒；502：振动筛灰输料机构；6：温度检测装置；7：窑身风道机构；701：进风连接件；702：挡阀；703：拉杆；704：进风口；705：进风通道；8：环形旋转滑轨；801：支架；9：旋转滑动机构；901：旋转轮座；902：侧向旋转轮；903：竖向旋转轮；10：水平滑动机构；1001：水平轮座；1002：水平滑轮；1003：水平轨道；11：回转机构；1101：回转电机；1102：大齿圈；12：电导率检测装置；1201：检测线圈；1202：导磁芯；L1：第一管道；L2：第二管道；L3：第三管道；L4：第四管道。
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。
一种含铁球团直接还原系统，该系统包括回转窑1、熔分炉2和微波等离子体激发器3。 根据物料的走向，所述回转窑1依次设有干燥段101、预热段102、等离子还原段103、还原焙烧段104以及缓冷段105。缓冷段105的出料口直接通过竖井4与熔分炉2的进料口相连通。或者缓冷段105的出料口先通过竖井4与灰分分离装置5的进料口相连通，灰分分离装置5的出料口再与熔分炉2的进料口相连通。所述微波等离子体激发器3设置在等离子还原段103的外部，并且微波等离子体激发器3的排气口与等离子还原段103的底部进风口相连通。熔分炉2与回转窑1之间设置有风流外循环系统。优选，所述灰分分离装置5包括壳筒501和振动筛灰输料机构502。所述振动筛灰输料机构502设置在壳筒2501内并连通壳筒501的进料口和出料口。
作为优选，所述风流外循环系统包括：将熔分炉2的顶部排气口通过第一管道L1与竖井4的底部进气口相连通，再将竖井4的顶部排气口通过第二管道L2与微波等离子体激发器3的进气口相连通。
作为优选，将回转窑1的窑尾通过第三管道L3与竖井4的底部进气口相连通或者与灰分分离装置5的底部进气口相连通，再将灰分分离装置5的顶部排气口通过第四管道L4与微波等离子体激发器3的进气口相连通。
作为优选，该系统还包括温度检测装置6。在竖井4以及灰分分离装置5内均独立设置有所述温度检测装置6。
作为优选，该装置还包括有烧嘴106和燃料输送管道107。所述烧嘴106设置在还原焙烧段104内并与燃料输送管道107相连通。在回转窑1的外部，燃料输送管道107上还连通有助燃风管108。
作为优选，还原焙烧段104内设置有多个烧嘴106，多个所述烧嘴106均与燃料输送管道107相连通。
作为优选，回转窑1还包括有窑身风道机构7、环形旋转滑轨8以及旋转滑动机构9。所述环形旋转滑轨8套设在回转窑1的外部，并通过支架801进行支撑。旋转滑动机构9的轮端与环形旋转滑轨8相连接，其另一端与窑身风道机构7的外端相连接，而窑身风道机构7的内端则连接在窑壁上。即回转窑1和窑身风道机构7可同时通过旋转滑动机构9在环形旋转滑轨8上进行回转。
作为优选，所述回转窑1的外部设置有多个环形旋转滑轨8。任意一个环形旋转滑轨8通过多个旋转滑动机构9和多个窑身风道机构7与回转窑1相连接。
作为优选，所述窑身风道机构7包括进风连接件701、挡阀702、拉杆703以及进风口704。所述回转窑1的窑身上开设有进风通道705。挡阀702的一端伸入至进风通道705内，其另一端与进风连接件701相连通。进风口704开设在进风连接件701上。进风连接件701 远离回转窑1的一端与拉杆703的一端相连接，拉杆703的另一端与旋转滑动机构9相连接。
作为优选，所述旋转滑动机构9包括旋转轮座901、侧向旋转轮902以及竖向旋转轮903。所述旋转轮座901为“凹”槽型结构并咬合在环形旋转滑轨8的两侧缘部。在位于环形旋转滑轨8侧面的旋转轮座901上均设置有侧向旋转轮902。在位于环形旋转滑轨8外底面的旋转轮座901上均设置有竖向旋转轮903。旋转轮座901通过侧向旋转轮902和竖向旋转轮903可在环形旋转滑轨8上旋转滑动。
作为优选，回转窑1还包括有水平滑动机构10。所述水平滑动机构10包括水平轮座1001、水平滑轮1002以及水平轨道1003。所述水平轨道1003为设置在支架801上端的槽型轨道。水平轮座1001的底端通过水平滑轮1002安装在水平轨道1003内。水平轮座1001的顶端则与环形旋转滑轨8相连接。
作为优选，该装置还包括回转机构11。所述回转机构11包括回转电机1101和大齿圈1102。所述大齿圈1102的内圈固定在回转窑1的外壁上，大齿圈1102的外圈与回转电机1101的传动齿轮啮合连接。
实施例1
一种基于回转窑-熔分炉热风外循环的含铁球团直接还原工艺，该工艺包括：
1)根据物料的走向，将含铁球团从窑尾送入回转窑，并依次经过干燥段、预热段、等离子还原段、还原焙烧段和缓冷段进行预还原处理，获得预还原产物。然后将预还原产物送至熔分炉内进行深度还原处理，得到铁水。
2)将熔分炉内产生的高温煤气经过煤气重整后获得重整气，然后再将重整气输送至回转窑内参与含铁球团的预还原处理。同时将回转窑尾气循环参与高温煤气的重整处理。
实施例2
如图1、3所示，一种基于回转窑-熔分炉热风外循环的含铁球团直接还原工艺，该工艺包括：
1)根据物料的走向，将含铁球团从窑尾送入回转窑，并依次经过干燥段、预热段、等离子还原段、还原焙烧段和缓冷段进行预还原处理，获得预还原产物。然后将预还原产物经过竖井后送至熔分炉内进行深度还原处理，得到铁水。
2)将熔分炉炉顶高温煤气输送至竖井内进行重整后获得重整气，然后再将重整气进行等离子活化后输送至等离子还原段参与含铁球团的预还原处理。同时将回转窑尾气抽送至竖井内，并根据竖井内物料的实时温度变化调节回转窑尾气的抽取量。
实施例3
如图2、4所示，一种基于回转窑-熔分炉热风外循环的含铁球团直接还原工艺，该工艺 包括：
1)根据物料的走向，将含铁球团从窑尾送入回转窑，并依次经过干燥段、预热段、等离子还原段、还原焙烧段和缓冷段进行预还原处理，获得预还原产物。然后将预还原产物依次经过竖井和灰分分离装置后送至熔分炉内进行深度还原处理，得到铁水。
2)将熔分炉炉顶高温煤气输送至竖井内进行重整后获得重整气，然后再将重整气进行等离子活化后输送至等离子还原段参与含铁球团的预还原处理。同时将回转窑尾气抽送至灰分分离装置内，并根据灰分分离装置内烟尘的实时温度变化调节回转窑尾气的抽取量。最后再将灰分分离装置排出的尾气进行等离子活化后输送至等离子还原段参与含铁球团的预还原处理。
实施例4
如图5-9所示，一种含铁球团直接还原系统，该系统包括回转窑1、熔分炉2和微波等离子体激发器3。根据物料的走向，所述回转窑1依次设有干燥段101、预热段102、等离子还原段103、还原焙烧段104以及缓冷段105。缓冷段105的出料口直接通过竖井4与熔分炉2的进料口相连通。或者缓冷段105的出料口先通过竖井4与灰分分离装置5的进料口相连通，灰分分离装置5的出料口再与熔分炉2的进料口相连通。所述微波等离子体激发器3设置在等离子还原段103的外部，并且微波等离子体激发器3的排气口与等离子还原段103的底部进风口相连通。熔分炉2与回转窑1之间设置有风流外循环系统。
实施例5
重复实施例4，只是所述灰分分离装置5包括壳筒501和振动筛灰输料机构502。所述振动筛灰输料机构502设置在壳筒2501内并连通壳筒501的进料口和出料口。
实施例6
重复实施例5，只是所述风流外循环系统包括：将熔分炉2的顶部排气口通过第一管道L1与竖井4的底部进气口相连通，再将竖井4的顶部排气口通过第二管道L2与微波等离子体激发器3的进气口相连通。
实施例7
重复实施例6，只是将回转窑1的窑尾通过第三管道L3与灰分分离装置5的底部进气口相连通，再将灰分分离装置5的顶部排气口通过第四管道L4与微波等离子体激发器3的进气口相连通。
实施例8
重复实施例7，只是该系统还包括温度检测装置6。在竖井4以及灰分分离装置5内均独立设置有所述温度检测装置6。
实施例9
重复实施例8，只是该装置还包括有烧嘴106和燃料输送管道107。所述烧嘴106设置在还原焙烧段104内并与燃料输送管道107相连通。在回转窑1的外部，燃料输送管道107上还连通有助燃风管108。
实施例10
重复实施例9，只是还原焙烧段104内设置有多个烧嘴106，多个所述烧嘴106均与燃料输送管道107相连通。
实施例11
重复实施例10，只是回转窑1还包括有窑身风道机构7、环形旋转滑轨8以及旋转滑动机构9。所述环形旋转滑轨8套设在回转窑1的外部，并通过支架801进行支撑。旋转滑动机构9的轮端与环形旋转滑轨8相连接，其另一端与窑身风道机构7的外端相连接，而窑身风道机构7的内端则连接在窑壁上。即回转窑1和窑身风道机构7可同时通过旋转滑动机构9在环形旋转滑轨8上进行回转。
实施例12
重复实施例11，只是所述回转窑1的外部设置有多个环形旋转滑轨8。任意一个环形旋转滑轨8通过多个旋转滑动机构9和多个窑身风道机构7与回转窑1相连接。
实施例13
重复实施例12，只是所述窑身风道机构7包括进风连接件701、挡阀702、拉杆703以及进风口704。所述回转窑1的窑身上开设有进风通道705。挡阀702的一端伸入至进风通道705内，其另一端与进风连接件701相连通。进风口704开设在进风连接件701上。进风连接件701远离回转窑1的一端与拉杆703的一端相连接，拉杆703的另一端与旋转滑动机构9相连接。
实施例14
重复实施例13，只是所述旋转滑动机构9包括旋转轮座901、侧向旋转轮902以及竖向旋转轮903。所述旋转轮座901为“凹”槽型结构并咬合在环形旋转滑轨8的两侧缘部。在位于环形旋转滑轨8侧面的旋转轮座901上均设置有侧向旋转轮902。在位于环形旋转滑轨8外底面的旋转轮座901上均设置有竖向旋转轮903。旋转轮座901通过侧向旋转轮902和竖向旋转轮903可在环形旋转滑轨8上旋转滑动。
实施例15
重复实施例14，只是回转窑1还包括有水平滑动机构10。所述水平滑动机构10包括水平轮座1001、水平滑轮1002以及水平轨道1003。所述水平轨道1003为设置在支架801上端 的槽型轨道。水平轮座1001的底端通过水平滑轮1002安装在水平轨道1003内。水平轮座1001的顶端则与环形旋转滑轨8相连接。
实施例16
重复实施例15，只是该装置还包括回转机构11。所述回转机构11包括回转电机1101和大齿圈1102。所述大齿圈1102的内圈固定在回转窑1的外壁上，大齿圈1102的外圈与回转电机1101的传动齿轮啮合连接。

Claims (10)

  1. 一种基于回转窑-熔分炉热风外循环的含铁球团直接还原工艺，其特征在于：该工艺包括：
    1)根据物料的走向，将含铁球团从窑尾送入回转窑，并依次经过干燥段、预热段、等离子还原段、还原焙烧段和缓冷段进行预还原处理，获得预还原产物；然后将预还原产物经过竖井或依次经过竖井和灰分分离装置后送至熔分炉内进行深度还原处理，得到铁水；
    2)将熔分炉内产生的高温煤气经过煤气重整后获得重整气，然后再将重整气输送至回转窑内参与含铁球团的预还原处理；同时将回转窑尾气循环参与高温煤气的重整处理。
  2. 根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：步骤2)具体为：
    201)将熔分炉炉顶高温煤气输送至竖井内进行重整后获得重整气，然后再将重整气进行等离子活化后输送至等离子还原段参与含铁球团的预还原处理；同时将回转窑尾气抽送至竖井内，并根据竖井内物料的实时温度变化调节回转窑尾气的抽取量；
    或者，步骤2)具体为：
    202)将熔分炉炉顶高温煤气输送至竖井内进行重整后获得重整气，然后再将重整气进行等离子活化后输送至等离子还原段参与含铁球团的预还原处理；同时将回转窑尾气抽送至灰分分离装置内，并根据灰分分离装置内烟尘的实时温度变化调节回转窑尾气的抽取量；最后再将灰分分离装置排出的尾气进行等离子活化后输送至等离子还原段参与含铁球团的预还原处理。
  3. 根据权利要求2所述的工艺，其特征在于：在步骤201)中，根据竖井内物料的实时温度变化调节回转窑尾气的抽取量具体为：设定竖井内物料的设定温度为T1±C1(C1的范围为0～50)，℃；实时检测竖井内物料的实时温度为T2，℃；则：
    当T2＞(T1±C1)时，增大回转窑尾气的抽取量，直至竖井内物料的实时温度回到预设温度(T1±C1)内；
    当T2∈(T1±C1)时，维持当前工艺条件不变；
    当T2＜(T1±C1)时，减少回转窑尾气的抽取量，直至竖井内物料的实时温度回到预设温度(T1±C1)内；
    或者，在步骤202)中，根据灰分分离装置内烟尘的实时温度变化调节回转窑尾气的抽取量具体为：设定灰分分离装置内烟尘的设定温度为T3±C2(C2的范围为0～50)，℃；实时检测灰分分离装置内烟尘的实时温度为T4，℃；则：
    当T4＞(T3±C2)时，增大回转窑尾气的抽取量，直至灰分分离装置内烟尘的实时温度回到预设温度(T3±C2)内；
    当T4∈(T3±C2)时，维持当前工艺条件不变；
    当T4＜(T3±C2)时，减少回转窑尾气的抽取量，直至灰分分离装置内烟尘的实时温度回到预设温度(T3±C2)内。
  4. 根据权利要求2或3所述的工艺，其特征在于：熔分炉炉顶排出的高温煤气的温度大于1400℃，优选为大于1500℃，更优选为大于1600℃；和/或
    在重整气中，CO的含量高于30vol％，优选CO的含量高于35vol％，更优选CO的含量高于40vol％；H 2的含量高于2vol％，优选H 2的含量高于3vol％，更优选H 2的含量高于5vol％。
  5. 一种用于如权利要求1-4中任一项所述工艺的含铁球团直接还原系统，其特征在于：该系统包括回转窑(1)、熔分炉(2)和微波等离子体激发器(3)；根据物料的走向，所述回转窑(1)依次设有干燥段(101)、预热段(102)、等离子还原段(103)、还原焙烧段(104)以及缓冷段(105)；缓冷段(105)的出料口直接通过竖井(4)与熔分炉(2)的进料口相连通；或者缓冷段(105)的出料口先通过竖井(4)与灰分分离装置(5)的进料口相连通，灰分分离装置(5)的出料口再与熔分炉(2)的进料口相连通；所述微波等离子体激发器(3)设置在等离子还原段(103)的外部，并且微波等离子体激发器(3)的排气口与等离子还原段(103)的底部进风口相连通；熔分炉(2)与回转窑(1)之间设置有风流外循环系统；优选，所述灰分分离装置(5)包括壳筒(501)和振动筛灰输料机构(502)；所述振动筛灰输料机构(502)设置在壳筒(2501)内并连通壳筒(501)的进料口和出料口。
  6. 根据权利要求5所述的系统，其特征在于：所述风流外循环系统包括：将熔分炉(2)的顶部排气口通过第一管道(L1)与竖井(4)的底部进气口相连通，再将竖井(4)的顶部排气口通过第二管道(L2)与微波等离子体激发器(3)的进气口相连通；和/或
    将回转窑(1)的窑尾通过第三管道(L3)与竖井(4)的底部进气口相连通或者与灰分分离装置(5)的底部进气口相连通，再将灰分分离装置(5)的顶部排气口通过第四管道(L4)与微波等离子体激发器(3)的进气口相连通；
    作为优选，该系统还包括温度检测装置(6)；在竖井(4)以及灰分分离装置(5)内均独立设置有所述温度检测装置(6)。
  7. 根据权利要求5或6所述的系统，其特征在于：该装置还包括有烧嘴(106)和燃料输送管道(107)；所述烧嘴(106)设置在还原焙烧段(104)内并与燃料输送管道(107)相连通；在回转窑(1)的外部，燃料输送管道(107)上还连通有助燃风管(108)；
    作为优选，还原焙烧段(104)内设置有多个烧嘴(106)，多个所述烧嘴(106)均与燃料输送管道(107)相连通。
  8. 根据权利要求5-7中任一项所述的系统，其特征在于：回转窑(1)还包括有窑身风道机构(7)、环形旋转滑轨(8)以及旋转滑动机构(9)；所述环形旋转滑轨(8)套设在回 转窑(1)的外部，并通过支架(801)进行支撑；旋转滑动机构(9)的轮端与环形旋转滑轨(8)相连接，其另一端与窑身风道机构(7)的外端相连接，而窑身风道机构(7)的内端则连接在窑壁上；即回转窑(1)和窑身风道机构(7)可同时通过旋转滑动机构(9)在环形旋转滑轨(8)上进行回转；
    作为优选，所述回转窑(1)的外部设置有多个环形旋转滑轨(8)；任意一个环形旋转滑轨(8)通过多个旋转滑动机构(9)和多个窑身风道机构(7)与回转窑(1)相连接。
  9. 根据权利要求8所述的系统，其特征在于：所述窑身风道机构(7)包括进风连接件(701)、挡阀(702)、拉杆(703)以及进风口(704)；所述回转窑(1)的窑身上开设有进风通道(705)；挡阀(702)的一端伸入至进风通道(705)内，其另一端与进风连接件(701)相连通；进风口(704)开设在进风连接件(701)上；进风连接件(701)远离回转窑(1)的一端与拉杆(703)的一端相连接，拉杆(703)的另一端与旋转滑动机构(9)相连接；和/或
    所述旋转滑动机构(9)包括旋转轮座(901)、侧向旋转轮(902)以及竖向旋转轮(903)；所述旋转轮座(901)为“凹”槽型结构并咬合在环形旋转滑轨(8)的两侧缘部；在位于环形旋转滑轨(8)侧面的旋转轮座(901)上均设置有侧向旋转轮(902)；在位于环形旋转滑轨(8)外底面的旋转轮座(901)上均设置有竖向旋转轮(903)；旋转轮座(901)通过侧向旋转轮(902)和竖向旋转轮(903)可在环形旋转滑轨(8)上旋转滑动。
  10. 根据权利要求9所述的系统，其特征在于：回转窑(1)还包括有水平滑动机构(10)；所述水平滑动机构(10)包括水平轮座(1001)、水平滑轮(1002)以及水平轨道(1003)；所述水平轨道(1003)为设置在支架(801)上端的槽型轨道；水平轮座(1001)的底端通过水平滑轮(1002)安装在水平轨道(1003)内；水平轮座(1001)的顶端则与环形旋转滑轨(8)相连接；和/或
    该装置还包括回转机构(11)；所述回转机构(11)包括回转电机(1101)和大齿圈(1102)；所述大齿圈(1102)的内圈固定在回转窑(1)的外壁上，大齿圈(1102)的外圈与回转电机(1101)的传动齿轮啮合连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114737051B (zh) * 2022-01-04 2023-10-03 中冶长天国际工程有限责任公司 一种基于回转窑-熔分炉热风外循环的含铁球团直接还原工艺及系统
CN115216574B (zh) * 2022-01-25 2023-10-03 中冶长天国际工程有限责任公司 一种含铁复合球团的直接还原工艺和直接还原装置
CN115198114B (zh) * 2022-08-17 2024-02-13 中冶长天国际工程有限责任公司 一种从铜冶炼烟灰中回收单质砷的系统及其使用方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1208270A (fr) * 1958-05-31 1960-02-23 Inland Steel Co Procédé de réduction d'oxyde de fer
US3993473A (en) * 1975-03-20 1976-11-23 Bethlehem Steel Corporation Method of reducing iron oxide
RU2010146859A (ru) * 2009-12-28 2012-05-27 Анатолий Тимофеевич Неклеса (UA) Способ переработки отходов металлургического производства и устройство для его осуществления
CN102778124A (zh) * 2012-07-10 2012-11-14 沈阳博联特熔融还原科技有限公司 一种回转窑直接还原设备用二次径向供风装置
US20130047782A1 (en) * 2011-08-12 2013-02-28 Council Of Scientific & Industrial Research Green process for the preparation of direct reduced iron (dri)
CN114737051A (zh) * 2022-01-04 2022-07-12 中冶长天国际工程有限责任公司 一种基于回转窑-熔分炉热风外循环的含铁球团直接还原工艺及系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1208270A (fr) * 1958-05-31 1960-02-23 Inland Steel Co Procédé de réduction d'oxyde de fer
US3993473A (en) * 1975-03-20 1976-11-23 Bethlehem Steel Corporation Method of reducing iron oxide
RU2010146859A (ru) * 2009-12-28 2012-05-27 Анатолий Тимофеевич Неклеса (UA) Способ переработки отходов металлургического производства и устройство для его осуществления
US20130047782A1 (en) * 2011-08-12 2013-02-28 Council Of Scientific & Industrial Research Green process for the preparation of direct reduced iron (dri)
CN102778124A (zh) * 2012-07-10 2012-11-14 沈阳博联特熔融还原科技有限公司 一种回转窑直接还原设备用二次径向供风装置
CN114737051A (zh) * 2022-01-04 2022-07-12 中冶长天国际工程有限责任公司 一种基于回转窑-熔分炉热风外循环的含铁球团直接还原工艺及系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Master's Thesis", 1 May 2011, CENTRAL SOUTH UNIVERSITY, CN, article WU, KAI: "Study on The Reduction Behavior of Oxidized Pellet Ore in Microwave Field", pages: 1 - 66, XP009547096 *

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