[发明专利]一种均热均质还原焙烧的方法

说明书

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。

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。