尊敬的各位領(lǐng)導、各位專(zhuān)家：

    大家好！

    我叫陳澤林，受黃岡市中基窯爐有限公司陳正東總經(jīng)理委托，在這么重要的會(huì )議上發(fā)言，深感榮幸！在此，感謝大會(huì )領(lǐng)導給予我這次機會(huì )！我發(fā)言的題目是《用隧道窯設備還原鐵精粉工藝的應用》。

    熟悉直接還原鐵技術(shù)的人們都知道，先有生產(chǎn)工藝，然后經(jīng)過(guò)精確的物料平衡和熱平衡計算，結合豐富的窯爐實(shí)踐經(jīng)驗，最終才有完善的窯爐工藝。

    下面，我將中基窯爐公司針對直接還原鐵隧道窯工藝作以簡(jiǎn)要介紹，有不當之處，請大家指正！

一、還原鐵隧道窯工藝

1、還原鐵粉的特點(diǎn)，首先我們要對鐵精礦粉、煤粉等原材料要求要進(jìn)行了解和分析，大意如下：

煤炭作為還原劑，對揮發(fā)份、熱值、灰分、熔點(diǎn)有要求，指標較高的煤炭，無(wú)論對節能降耗還是減少設備故障率都有好處。

原料的指標如下：

煤的成分：灰份≤20%、揮發(fā)份≤15%、C≥60%、水分≤3%、粒度≤3mm、熱值≥5500Kcal/kg。

石灰石: CaO≥50%，粒度≤3mm。

鐵精礦粉：TFe≥71.8%,S、P含量低。以上成份能夠滿(mǎn)足還原鐵粉生產(chǎn)工藝要求。

2、燃料的確立。

    設計中常采用的燃料有：天然氣、焦爐煤氣、煤層氣、高爐煤氣、發(fā)生爐煤氣等，不同氣源的熱值、壓力、流量等不一樣，燒嘴的選擇也不一樣。根據廠(chǎng)家的要求，結合性?xún)r(jià)比，選擇經(jīng)濟合理的燃料很關(guān)鍵。為了達到環(huán)保要求，手燒煤基本上淘汰了。

3、物料平衡計算（以年產(chǎn)1萬(wàn)噸還原鐵粉，鐵精礦粉含鐵量為71.8%，還原率98%為例）

    還原后總鐵：98.1%

    還原后雜質(zhì)：1.15%

    氧含量：0.75%

    經(jīng)過(guò)隧道窯還原，只有鐵精礦粉中的氧可以被奪去，按還原度98%計算，還原后鐵精礦粉失重26.81%，因此每噸鐵精礦粉還原后可得731.9kg海綿鐵。

    例如：年產(chǎn)1萬(wàn)噸還原鐵粉生產(chǎn)線(xiàn)，鐵精礦粉利用率按96%計算，則每年需要鐵精礦粉14000噸，還原煤5000噸，石灰石1000噸。還原后的廢還原煤部分混在還原煤中二次利用，部分做灰渣磚用。

4、窯爐熱平衡計算。

    在了解生產(chǎn)工藝的情況下，還要經(jīng)過(guò)精確的熱平衡計算，結合中基窯爐公司在施工中的先進(jìn)的實(shí)踐經(jīng)驗，制訂了完整的還原鐵粉隧道窯工藝技術(shù)方案。

    影響隧道窯熱收入和熱支出的因素很多，計算也很繁瑣。在計算預熱段及還原段熱平衡時(shí)，需考慮如下項目，熱收入包括：物料帶入的顯熱，罐帶入的顯熱，燃料帶入的化學(xué)熱及顯熱，余熱助燃空氣帶入的顯熱，燃料燃燒產(chǎn)生的化學(xué)熱。熱支出包括：海綿鐵帶走的顯熱，灰帶走的顯熱，罐帶走的顯熱，煙氣帶走的顯熱，窯墻、窯頂散熱，物化反應耗熱，窯車(chē)積蓄和散熱帶走的熱量，其他熱損失。

5、窯爐的設計計算  ( 以下為例)

    5.1窯車(chē)的計算

    使用SiC罐做料缽，尺寸為Φ400/Φ360/450mm，4個(gè)相摞為一柱。每臺車(chē)擺放5×6柱。如圖所示：

    5.1.1窯車(chē)寬的確定：

    窯車(chē)寬 2540mm

    5.1.2窯車(chē)長(cháng)的確定：

    窯車(chē)長(cháng)3140mm

    5.1.3窯車(chē)載重量18980（kg）

    5.2窯體尺寸的計算

    5.2.1工藝時(shí)間的劃分

    預熱時(shí)間：13小時(shí)；恒溫時(shí)間：56小時(shí)；冷卻時(shí)間：16小時(shí)

    總時(shí)間：85小時(shí)

     5.2.2隧道窯及區段長(cháng)度計算

    隧道窯總長(cháng)160m

    初步計算確定：預熱段長(cháng)度34.51m

    恒溫段長(cháng)度90.98m

    冷卻段長(cháng)度34.51m

    窯車(chē)車(chē)數：50.955，取整數51

    那么，最終窯長(cháng)160.14m

    同樣計算，預熱段窯車(chē)數10.99，取11，

    預熱段窯長(cháng)34.54m

    恒溫段窯長(cháng)91.06m

    冷卻段窯長(cháng)34.54m

 6、窯爐的經(jīng)濟指標

     6.1單車(chē)產(chǎn)量計算

    礦粉品位71.8%，還原率98%，那么還原后的品位可達到98.1%，每噸精礦粉可生產(chǎn)出731.9kg海綿鐵。鐵精粉的松比按2100kg/m³計。

    每柱裝鐵精粉量為（裝罐形式見(jiàn)上圖）：124㎏

    每臺窯車(chē)裝精礦粉：3720（kg）

    則每臺窯車(chē)可生產(chǎn)出海綿鐵2.723噸

     6.2推車(chē)速度100分鐘（臺/小時(shí)）

     6.3小時(shí)產(chǎn)量：1.6338噸/小時(shí)

     6.4年產(chǎn)量

  隧道窯年生產(chǎn)時(shí)間按330天計算（其余為故障檢修時(shí)間），則年產(chǎn)量為：

     12939.7噸

     6.5隧道窯的能源介質(zhì)消耗指標

    隧道窯的熱耗指標

    煤氣壓力： ＞1500Pa（凈化煤氣）

    煤氣流量：4100Nm³/h

    最大流量：6000Nm³/h(升溫時(shí))

    電力指標：電壓380V，平均功率150KW

    冷卻水：凈化水2噸/h

7、確定還原鐵粉隧道窯長(cháng)度

    了解生產(chǎn)廠(chǎng)家的精礦粉原料、煤燃料情況后，經(jīng)過(guò)物料平衡分析、熱平衡計算窯爐工藝。

    決定還原鐵粉隧道窯長(cháng)度的因素有四個(gè)：年產(chǎn)量、年工作日、還原時(shí)間、裝窯密度。

    年產(chǎn)量和年工作日都是已知的，還原時(shí)間需要經(jīng)過(guò)熱平衡計算，才能得出。還原時(shí)間如果過(guò)長(cháng)，則熱收入大于熱支出，產(chǎn)品過(guò)燒；還原時(shí)間過(guò)短，則熱收入小于熱支出，產(chǎn)品欠燒。這兩種情況下還原出來(lái)的海綿鐵產(chǎn)品都是不合格的。因此，必須精確把握熱平衡這個(gè)“度”，讓還原鐵粉產(chǎn)品在合理的區間內焙燒，完成整個(gè)還原過(guò)程。

    裝窯密度由單車(chē)產(chǎn)量和窯車(chē)長(cháng)度來(lái)決定。影響單車(chē)產(chǎn)量的因素有：耐火罐大小、裝車(chē)方式、裝料方式、原料密度等。

    設計中采用的耐火罐有普通粘土罐和碳化硅罐兩種，規格也不盡相同。最初設計常用的是外徑240mm的粘土罐，隨著(zhù)產(chǎn)量的增大，我們陸續采用外徑分別為360mm/380mm/400mm/420mm/440mm等不同規格的碳化硅罐。根據廠(chǎng)家的要求，結合生產(chǎn)工藝，選擇合適的碳化硅罐來(lái)裝載產(chǎn)品。

    裝車(chē)方式有很多種，碳化硅罐擺放方式的不同決定了單車(chē)產(chǎn)量的大小。

    裝料方式主要是確定鐵粉和還原劑的比例。設計中采用里圈和外圈填充還原劑，中間圈填充鐵粉。鐵粉和還原劑的比例根據熱平衡計算來(lái)決定。

    綜合以上因素，經(jīng)過(guò)理論計算，結合實(shí)踐經(jīng)驗，就可以最終確定隧道窯長(cháng)度。

    請看中基窯爐設計建造還原鐵隧道窯圖片：

新疆克州天然氣釩鈦鐵還原隧道窯

遼寧大石橋粉末冶金還原鐵隧道窯

新疆鄯善還原鐵隧道窯        

遼寧北票粉末冶金還原鐵隧道窯

8、還原鐵粉隧道窯平面布置。

    隧道窯與廠(chǎng)房平行布置，隧道窯一側布置回車(chē)線(xiàn)，另一側布置風(fēng)機，兩端各有一臺擺渡托車(chē)用來(lái)運轉窯車(chē)。裝有耐火罐的空窯車(chē)在裝料區完成鐵精礦粉和還原煤的配料，裝好的窯車(chē)通過(guò)窯頭托車(chē)轉運至窯頭停車(chē)位。窯門(mén)前托車(chē)上的窯車(chē)通過(guò)液壓頂車(chē)機推動(dòng)，將窯內所有窯車(chē)推進(jìn)一個(gè)車(chē)位完成一輛窯車(chē)的進(jìn)窯。隨著(zhù)窯車(chē)不斷的推進(jìn)，罐內的鐵精礦粉就依次通過(guò)預熱段、恒溫段而被還原；通過(guò)冷卻段降溫至出窯溫度，再經(jīng)窯尾托車(chē)轉運至回車(chē)線(xiàn)，在回車(chē)線(xiàn)上進(jìn)一步冷卻到室溫，卸料區卸出海綿鐵錠。如此周而復始，還原鐵粉產(chǎn)品就會(huì )源源不斷地生產(chǎn)出來(lái)。

9、加入專(zhuān)利技術(shù)，優(yōu)化各區間結構，降低隧道窯能耗。

    在隧道窯節能設備的更新方面，相繼采用了《空氣換熱器》、《煙道換熱器》、《急冷風(fēng)裝置》、《直接還原鐵全棉輕體結構隧道窯》、《節能U型水箱》等新型專(zhuān)利產(chǎn)品，僅空氣換熱器一項，能有效節能20%。上述設備的綜合運用，使隧道窯的能耗大為降低，節約了生產(chǎn)成本。

    為保證隧道窯長(cháng)期穩定工作，在改善隧道窯區域的操作環(huán)境溫度同時(shí)，并使爐壁溫度符合國家標準。在生產(chǎn)過(guò)程中一直貫穿節能的意圖，使隧道窯的最大特點(diǎn)就是要處處體現節能降耗。為了達到節能的目標，采用熱風(fēng)助燃，既清潔又節能。采用減少爐氣損漏、窯體保溫、精確壓力平衡、減少臺車(chē)蓄熱、臺車(chē)蓄熱回收等多方面措施，使隧道窯的能耗指標在同類(lèi)爐型中達到很高的節能水平。

二、具體來(lái)講，有以下幾個(gè)方面值得推廣。

①在不供熱的預熱段通過(guò)高壓鼓風(fēng)機噴射進(jìn)入少量的空氣，將煙氣在爐膛中攪拌流動(dòng)，不至于上浮集中在預熱段頂部，使得熱煙氣與臺車(chē)充分進(jìn)行熱交換，加快預熱的速度，降低了離爐煙氣溫度，提高了爐子的熱效率。

②在冷卻段的1050-600℃溫度區間，裝設中基窯爐專(zhuān)利產(chǎn)品空氣換熱器，在快速冷卻窯車(chē)的同時(shí)，使燃氣和助燃風(fēng)加熱到400-500℃，將1/3左右窯車(chē)蓄熱回收。

③分散式的車(chē)底壓力平衡風(fēng)系統，保證隧道窯在整個(gè)長(cháng)度上車(chē)底與爐膛的壓力保持平衡。

④爐頭設置窯門(mén)，防止冷風(fēng)吸入、煙氣外逸，便于控制爐溫。固定墻體與移動(dòng)爐底之間曲封和沙封結構，臺車(chē)間隙采用巖棉密封結構。所有這些綜合性的措施，使得漏風(fēng)量大幅度下降，節約了能耗。

⑤在排煙處設計煙道換熱器，預熱助燃空氣，提高了熱利用率，降低能耗，亦對還原段的溫度、壓力、氣氛制度的控制有利。

⑥在窯尾利用水循環(huán)間接冷卻和夾壁間接冷卻結構對產(chǎn)品進(jìn)行間接冷卻，循環(huán)水可循環(huán)利用，熱水供洗澡或取暖，間接冷卻抽出的熱空氣可送助燃或干燥用，實(shí)現能源的綜合利用。

三、、采用裝卸料系統，滿(mǎn)足大規?；I(yè)生產(chǎn)。

    采用《直接還原鐵隧道窯機械裝料裝置》（專(zhuān)利號201320784883.0）《直接還原鐵隧道窯機械卸料裝置》（專(zhuān)利號201320784908.7）兩種。這些設備操作簡(jiǎn)便，省時(shí)省工。

    請看中基窯爐裝卸料系統圖片：

  第一代自動(dòng)裝卸料系統（代表地：新疆）           

  第二代自動(dòng)裝卸料系統     （代表地：本溪）

 第二代手動(dòng)裝卸料系統 （代表地：朝陽(yáng)）

  第三代自動(dòng)裝卸料系統（代表地：遼寧大石橋）

四、中基窯爐還原鐵粉隧道窯工藝的發(fā)展與特點(diǎn)

     中基窯爐在鐵精礦還原鐵粉等領(lǐng)域取得了一定的成績(jì)，離不開(kāi)國內知名粉末冶金專(zhuān)家、粉末冶金協(xié)會(huì )及各投資廠(chǎng)家的幫助。我們與冶金設計院、景德鎮陶瓷學(xué)院、東北大學(xué)、鄭州大學(xué)、長(cháng)沙礦冶院等院校知名專(zhuān)家教授溝通交流，獲益匪淺。本公司現已在湖南藍山與華鼎礦業(yè)公司聯(lián)合成立科研基地，利用隧道窯處理低品位泥盆系沉積土狀褐鐵礦技術(shù)取得初步進(jìn)展。并且在東北朝陽(yáng)、四川攀枝花、湖南藍山等地設立辦事處機構，緊跟市場(chǎng)步伐，保持密切溝通。

      近幾年來(lái)，中基窯爐在國內外市場(chǎng)上取得了一定成績(jì)，獲得了發(fā)展與壯大。目前在伊朗贊詹省施工兩條169米天然氣隧道窯。請看陳總在伊朗考察圖片：

      中基窯爐最新設計建造的還原鐵粉隧道窯具有以下特點(diǎn)：

①工藝技術(shù)流程短，工藝流程較簡(jiǎn)單，易于掌握操作。

②效率高，產(chǎn)量大，節能環(huán)保。

③用工少，機械化程度高，勞動(dòng)強度低。

④隧道窯屬于非高空、非高溫高壓，生產(chǎn)過(guò)程安全。

⑤投資少，較適合大中型企業(yè)建設項目。

      各位領(lǐng)導、各位專(zhuān)家，中基窯爐作為行業(yè)的一員，愿為我國的直接還原鐵事業(yè)貢獻自己的菲薄之力，歡迎大家到中基窯爐公司總部和還原鐵基地考察訪(fǎng)問(wèn)。

      謝謝大家！