低氮還原鐵煅燒回轉(zhuǎn)窯煤粉燃燒器
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直接還原鐵(DRI-Direct Reduced Iron)，是指使用直接還原法在低于熔化溫度之下將鐵礦石還原成海綿鐵的煉鐵生產(chǎn)過(guò)程，其產(chǎn)品為直接還原鐵（DRI），也稱海綿鐵；熱壓鐵塊(HBI-Hot Briquette Iron)；HBI是將DRI加壓成形，使其密度增大并具有一定尺寸和形狀的產(chǎn)品。
直接還原鐵和熱壓塊鐵，都是電爐煉鋼的原料，從工藝角度分為，煤制氣-氣基豎爐直接還原工藝，回轉(zhuǎn)窯法，隧道窯法，轉(zhuǎn)底爐法（是煤基直接還原技術(shù)），流化床法。
直接還原鐵生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)工藝：直接還原鐵生產(chǎn)設(shè)備用天然氣或煤氣做熱源的回轉(zhuǎn)窯還原技術(shù) 熱壓成型鈍化機(jī)壓塊是我公司 新研發(fā)生產(chǎn)還原鐵熱壓塊新工藝技術(shù)，新工藝節(jié)能環(huán)保，用天然氣或煤氣做熱源，經(jīng)由鄭州中威環(huán)保設(shè)備有限公司節(jié)能低氮型多通道煤粉燃燒器，煤粉點(diǎn)燃后，噴入回轉(zhuǎn)窯爐膛燃燒，用CO氣體和無(wú)煙煤做還原劑，不但回轉(zhuǎn)窯操作變得簡(jiǎn)單，回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈幾率降低，運(yùn)行更可靠，同時(shí)由于增加了熱壓成型鈍化系統(tǒng)，大限度防止了再氧化和利用了余熱，降低了能耗和生產(chǎn)成本。該工藝主要針對(duì)鐵礦粉或氧化鐵皮進(jìn)行還原，所用原料有鐵礦粉（氧化鐵皮）、還原劑（CO無(wú)煙煤）及脫硫劑。主要設(shè)備包括配料壓球系統(tǒng)、烘干加熱系統(tǒng)、二次燃燒室系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)窯還原系統(tǒng)、熱壓成型鈍化系統(tǒng)、尾氣抽風(fēng)凈化系統(tǒng)、噴煤系統(tǒng)和循環(huán)水冷卻系統(tǒng)等。
直接還原鐵生產(chǎn)設(shè)備主要工藝流程是鐵粉、氧化鐵皮、粘結(jié)劑按一定比例混合后，通過(guò)皮帶機(jī)輸送到強(qiáng)制混料機(jī)中，經(jīng)過(guò)強(qiáng)制攪拌混合的料通過(guò)皮帶機(jī)進(jìn)入儲(chǔ)料倉(cāng)中，儲(chǔ)料倉(cāng)4個(gè)，下面安裝有圓盤給料機(jī)，可根據(jù)壓球機(jī)產(chǎn)量調(diào)節(jié)圓盤給料機(jī)給料量，鐵粉料通過(guò)皮帶機(jī)加到壓球機(jī)中，壓球機(jī)壓好的球，通過(guò)皮帶機(jī)進(jìn)入鏈板式烘干機(jī)中。
直接還原鐵生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)工藝流程：直接還原鐵生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)工藝特征： 直接還原鐵生產(chǎn)設(shè)備回轉(zhuǎn)窯是與水平稍呈傾斜放置在幾組支撐托輪上、內(nèi)襯耐火材料可連續(xù)旋轉(zhuǎn)的筒形高溫反應(yīng)器。作業(yè)時(shí)，將一定粒度的鐵礦石（塊礦、球團(tuán)礦）、部分還原煤（包括返回炭）和脫硫劑按比例連續(xù)從窯加料端（尾端）加入，隨著窯體轉(zhuǎn)動(dòng)（0.5～1.2r/min），物料受摩擦力被帶起一定高度并因重力作用翻滾落下，同時(shí)向窯排料端（低端）前移一小距離。在窯排料端還設(shè)有還原煤噴送裝置，靠高壓空氣將適宜粒度的還原煤送入窯內(nèi)，調(diào)節(jié)噴送空氣量能有效地控制噴入距離和分布。窯內(nèi)物料加熱和反應(yīng)回轉(zhuǎn)窯直接還原工藝流程舉例熱由排料端和沿窯長(zhǎng)裝設(shè)的伸入窯內(nèi)的供風(fēng)管送入空氣（一次風(fēng)和二次風(fēng)），燃燒窯內(nèi)還原煤釋放的揮發(fā)分、還原反應(yīng)生成的CO和碳提供。如熱量不足，可在窯頭增設(shè)煤粉燃燒器補(bǔ)充。物料在前移過(guò)程中逐漸被煤粉燃燒器噴出的高溫?zé)煔饽嫦虻臒釟饬骷訜?，完成干燥、預(yù)熱、碳酸鹽分解、脫硫、鐵氧化物（或其他元素）還原和滲碳反應(yīng)等。調(diào)節(jié)各風(fēng)管供風(fēng)量、煤粉和還原煤數(shù)量、粒度和分布，可靈活的控制窯內(nèi)溫度和分布。使入窯鐵礦石在窯內(nèi)停留8～10小時(shí)和950～1100℃下轉(zhuǎn)變成海綿鐵。有些回轉(zhuǎn)窯為擴(kuò)大高溫還原帶長(zhǎng)度，在預(yù)熱段安有埋入燒嘴，空氣送入料層燃燒窯尾還原煤釋放的揮發(fā)分，提高預(yù)熱段溫度。從排料端排出的高溫料通過(guò)溜槽落入冷卻筒?？客餐鈬娝ɑ騼?nèi)、外同時(shí)噴水）將料冷卻到120℃以下。為改善物料運(yùn)動(dòng)強(qiáng)化冷卻，筒內(nèi)裝有揚(yáng)料板。在回轉(zhuǎn)窯卸料端及冷卻筒兩端安裝有密封裝置，生產(chǎn)時(shí)維持微正壓，防止空氣吸入發(fā)生再氧化。冷卻后的物料經(jīng)篩分分級(jí)、磁選分離得出磁性顆粒料（直接還原鐵）、磁性粉料、非磁性顆粒料和非磁性粉。磁性粉料拌加黏結(jié)劑后壓成塊，與直接還原鐵一起供電爐煉鋼。
非磁性顆粒料含較高固定碳，可作還原劑重新利用。因回轉(zhuǎn)窯還原溫度較高（950～1100℃），產(chǎn)品比較安定，通常不需鈍化處理?；剞D(zhuǎn)窯直接還原鐵含碳低（0.05%～0.3%），S、P均<0.03%、金屬化率按要求控制在88%～93%。
直接還原鐵生產(chǎn)設(shè)備工作原理：隨著窯體連續(xù)旋轉(zhuǎn)，入窯物料因摩擦力被帶起，超過(guò)物料運(yùn)動(dòng)角后，在重力作用下從堆尖滾落到底腳。因窯體傾斜，物料穩(wěn)定的料流分布。物料偏析對(duì)窯內(nèi)還原過(guò)程和還原煤的利用極為不利?；剞D(zhuǎn)窯直接還原工藝所需熱量主要由窯頭及窯中供入空氣燃燒還原煤釋放的揮發(fā)分、碳素和還原生成的CO提供。調(diào)節(jié)供風(fēng)和改進(jìn)布置可有效的改變供給熱量和溫度分布。如果尚不滿足工藝要求，還可在窯頭設(shè)置燃料燒嘴供熱。應(yīng)注意到，為維持窯內(nèi)高溫還原區(qū)還原氣氛，燃燒過(guò)程應(yīng)控制在不完全燃燒下進(jìn)行，以防止還原料的再氧化。
回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料的加熱是熱氣流以輻射和對(duì)流傳熱方式將熱量傳給物料和窯襯，被加熱的窯襯又以輻射和傳導(dǎo)熱交換方式轉(zhuǎn)交給物料?；剞D(zhuǎn)窯作業(yè)時(shí)必須把物料加熱到一定溫度（約800℃）才開(kāi)始鐵氧化物還原。窯內(nèi)預(yù)熱段溫度低（<900℃），輻射熱交換強(qiáng)度小，而氣流與入窯物料溫差大，對(duì)流傳熱量較大，爐襯傳給物料的熱量也較少。但由于預(yù)熱段僅存Fe2O3和Fe3O4還原成FeO，熱效應(yīng)很小，甚至可忽略不計(jì)。因此雖熱變換綜合強(qiáng)度不大，但物料仍能快速升溫。當(dāng)進(jìn)入高溫還原段時(shí)，爐氣溫度高，輻射熱交換強(qiáng)度明顯加大，因物料與氣流間溫差變小，以對(duì)流和傳導(dǎo)傳熱量相對(duì)減小，總傳熱量大幅度增大，但由料層內(nèi)鐵（與其他元素）氧化物還原和碳的氣化反應(yīng)激烈進(jìn)行，吸收熱量劇增，因此還原段溫度升高緩慢。
提高窯內(nèi)作業(yè)溫度可有效地促進(jìn)鐵氧化物還原反應(yīng)進(jìn)行。但窯內(nèi)最高作業(yè)溫度的選定必須考慮到原料軟化溫度和還原煤灰分的軟熔特性。為保證回轉(zhuǎn)窯的安全運(yùn)行，通常最高作業(yè)溫度應(yīng)低于原料軟化溫度或灰分軟化溫度100～150℃。由于回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料受熱面小，窯內(nèi)物料與熱氣流間傳熱慢，預(yù)熱段很長(zhǎng)，一般占40%以上，已成為回轉(zhuǎn)窯作業(yè)的障礙。因此在允許的溫度下，擴(kuò)大高溫還原段長(zhǎng)度有利于窯內(nèi)還原進(jìn)程，是提高窯生產(chǎn)率的有效措施。為此直接還原回轉(zhuǎn)窯都采用了窯中供風(fēng)（也有供燃料）手段，借助于改變供入風(fēng)量（或燃料）調(diào)整窯內(nèi)可燃物的燃燒，使窯內(nèi)溫度分布更趨合理，增加還原段長(zhǎng)度。
直接還原鐵生產(chǎn)設(shè)備主要特點(diǎn)：
- 、回轉(zhuǎn)窯長(zhǎng)度變短，一般在40m-60m左右,使投資減少；同時(shí)由于回轉(zhuǎn)窯變短，回轉(zhuǎn)窯熱平衡極易建立，操作變得簡(jiǎn)單。由于物料在窯內(nèi)時(shí)間變短，同時(shí)由于還原采用無(wú)煙煤顆粒，強(qiáng)度好，摩擦產(chǎn)生的粉末減少，使窯爐爐襯結(jié)圈幾率降低 ，設(shè)備運(yùn)行更可靠；
- 、特殊的加熱燃燒和噴煤方式及回轉(zhuǎn)窯二次風(fēng)機(jī)，使回轉(zhuǎn)窯內(nèi)溫度均勻，還原區(qū)溫度基本在1100℃～1150℃；
- 、由于尾氣中富含煤氣，設(shè)立二次燃燒室可以燃燒掉尾氣中的CO等可燃成分，不僅可以使尾風(fēng)溫度提高到1150℃，而且利用尾風(fēng)也可保證安全可靠；
- 、回轉(zhuǎn)窯排出的混合還原料，經(jīng)特制高溫震動(dòng)篩處理后，純凈高溫還原球團(tuán)直接進(jìn)入熱料壓機(jī)熱壓鈍化處理，熱壓塊密度可達(dá)6.5-6.8t/m³；
- 、對(duì)篩分出的廢焦進(jìn)行處理，大于2mm顆?？梢岳^續(xù)使用，減少了還原劑使用量，降低生產(chǎn)成本；
- 、用天然氣或煤氣作為熱源，CO 煤炭顆粒還原，尾氣含塵量大大降低，經(jīng)除塵器處理后完全可以達(dá)到規(guī)定的尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)。
7）、二次燃燒室將尾氣中可燃成分燃燒后排出的高溫尾氣首先進(jìn)入燒結(jié)回轉(zhuǎn)窯對(duì)球團(tuán)加熱燒結(jié)，然后再進(jìn)入鏈板式加熱器對(duì)冷球團(tuán)進(jìn)行烘干，大限度利用熱能，提高能源利用率，降低成本。 直接還原鐵生產(chǎn)設(shè)備各系統(tǒng)工藝要求： 1．直接還原鐵生產(chǎn)設(shè)備配料壓球系統(tǒng) 鐵粉、氧化鐵皮、粘結(jié)劑分別裝入給料倉(cāng)，通過(guò)可調(diào)給料機(jī)、皮帶秤將三種原料按照工藝要求比例給入混料皮帶，由混料皮帶機(jī)將混合料裝入強(qiáng)制混料機(jī)中進(jìn)行攪拌。攪拌混合均勻的料進(jìn)入儲(chǔ)料倉(cāng)，通過(guò)圓盤給料機(jī)和皮帶機(jī)將攪拌好的料送到高壓壓球機(jī)，用高壓壓球機(jī)將鐵粉料壓成冷固球團(tuán)，形狀為扁圓形，尺寸φ30*20mm, 冷固球團(tuán)由皮帶機(jī)送到鏈板烘干機(jī)進(jìn)行烘干預(yù)熱。
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