尊敬的各位領導、各位專家：

    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，在這么重要的會議上發(fā)言，深感榮幸！在此，感謝大會領導給予我這次機會！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的人們都知道，先有生產(chǎn)工藝，然后經(jīng)過精確的物料平衡和熱平衡計算，結合豐富的窯爐實踐經(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，首先我們要對鐵精礦粉、煤粉等原材料要求要進行了解和分析，大意如下：

煤炭作為還原劑，對揮發(fā)份、熱值、灰分、熔點有要求，指標較高的煤炭，無論對節(jié)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(jù)廠家的要求，結合性價比，選擇經(jīng)濟合理的燃料很關鍵。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：1.15%

    氧含量：0.75%

    經(jīng)過隧道窯還原，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)1萬噸還原鐵粉生產(chǎn)線，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)過精確的熱平衡計算，結合中基窯爐公司在施工中的先進的實踐經(jīng)驗，制訂了完整的還原鐵粉隧道窯工藝技術方案。

    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，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)生的化學熱。熱支出包括：海綿鐵帶走的顯熱，灰?guī)ё叩娘@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窯車的計算

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

    5.1.1窯車寬的確定：

    窯車寬 2540mm

    5.1.2窯車長的確定：

    窯車長3140mm

    5.1.3窯車載重量18980（kg）

    5.2窯體尺寸的計算

    5.2.1工藝時間的劃分

    預熱時間：13小時；恒溫時間：56小時；冷卻時間：16小時

    總時間：85小時

     5.2.2隧道窯及區(qū)段長度計算

    隧道窯總長160m

    初步計算確定：預熱段長度34.51m

    恒溫段長度90.98m

    冷卻段長度34.51m

    窯車車數(shù)：50.955，取整數(shù)51

    那么，最終窯長160.14m

    同樣計算，預熱段窯車數(shù)10.99，取11，

    預熱段窯長34.54m

    恒溫段窯長91.06m

    冷卻段窯長34.54m

 6、窯爐的經(jīng)濟指標

     6.1單車產(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（裝罐形式見上圖）：124㎏

    每臺窯車裝精礦粉：3720（kg）

    則每臺窯車可生產(chǎn)出海綿鐵2.723噸

     6.2推車速度100分鐘（臺/小時）

     6.3小時產(chǎn)量：1.6338噸/小時

     6.4年產(chǎn)量

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

     12939.7噸

     6.5隧道窯的能源介質消耗指標

    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)

    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度

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

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

    年產(chǎn)量和年工作日都是已知的，還原時間需要經(jīng)過熱平衡計算，才能得出。還原時間如果過長，則熱收入大于熱支出，產(chǎn)品過燒；還原時間過短，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“度”，讓還原鐵粉產(chǎn)品在合理的區(qū)間內焙燒，完成整個還原過程。

    裝窯密度由單車產(chǎn)量和窯車長度來決定。影響單車產(chǎn)量的因素有：耐火罐大小、裝車方式、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(guī)格也不盡相同。最初設計常用的是外徑240mm的粘土罐，隨著產(chǎn)量的增大，我們陸續(xù)采用外徑分別為360mm/380mm/400mm/420mm/440mm等不同規(guī)格的碳化硅罐。根據(jù)廠家的要求，結合生產(chǎn)工藝，選擇合適的碳化硅罐來裝載產(chǎn)品。

    裝車方式有很多種，碳化硅罐擺放方式的不同決定了單車產(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(jù)熱平衡計算來決定。

    綜合以上因素，經(jīng)過理論計算，結合實踐經(jīng)驗，就可以最終確定隧道窯長度。

    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。

    隧道窯與廠房平行布置，隧道窯一側布置回車線，另一側布置風機，兩端各有一臺擺渡托車用來運轉窯車。裝有耐火罐的空窯車在裝料區(qū)完成鐵精礦粉和還原煤的配料，裝好的窯車通過窯頭托車轉運至窯頭停車位。窯門前托車上的窯車通過液壓頂車機推動，將窯內所有窯車推進一個車位完成一輛窯車的進窯。隨著窯車不斷的推進，罐內的鐵精礦粉就依次通過預熱段、恒溫段而被還原；通過冷卻段降溫至出窯溫度，再經(jīng)窯尾托車轉運至回車線，在回車線上進一步冷卻到室溫，卸料區(qū)卸出海綿鐵錠。如此周而復始，還原鐵粉產(chǎn)品就會源源不斷地生產(chǎn)出來。

9、加入專利技術，優(yōu)化各區(qū)間結構，降低隧道窯能耗。

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

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

二、具體來講，有以下幾個方面值得推廣。

①在不供熱的預熱段通過高壓鼓風機噴射進入少量的空氣，將煙氣在爐膛中攪拌流動，不至于上浮集中在預熱段頂部，使得熱煙氣與臺車充分進行熱交換，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(qū)間，裝設中基窯爐專利產(chǎn)品空氣換熱器，在快速冷卻窯車的同時，使燃氣和助燃風加熱到400-500℃，將1/3左右窯車蓄熱回收。

③分散式的車底壓力平衡風系統(tǒng)，保證隧道窯在整個長度上車底與爐膛的壓力保持平衡。

④爐頭設置窯門，防止冷風吸入、煙氣外逸，便于控制爐溫。固定墻體與移動爐底之間曲封和沙封結構，臺車間隙采用巖棉密封結構。所有這些綜合性的措施，使得漏風量大幅度下降，節(jié)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，實現(xiàn)能源的綜合利用。

三、、采用裝卸料系統(tǒng)，滿足大規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)。

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

    請看中基窯爐裝卸料系統(tǒng)圖片：

  第一代自動裝卸料系統(tǒng)（代表地：新疆）           

  第二代自動裝卸料系統(tǒng)     （代表地：本溪）

 第二代手動裝卸料系統(tǒng) （代表地：朝陽）

  第三代自動裝卸料系統(tǒng)（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

     中基窯爐在鐵精礦還原鐵粉等領域取得了一定的成績，離不開國內知名粉末冶金專家、粉末冶金協(xié)會及各投資廠家的幫助。我們與冶金設計院、景德鎮(zhèn)陶瓷學院、東北大學、鄭州大學、長沙礦冶院等院校知名專家教授溝通交流，獲益匪淺。本公司現(xiàn)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取得初步進展。并且在東北朝陽、四川攀枝花、湖南藍山等地設立辦事處機構，緊跟市場步伐，保持密切溝通。

      近幾年來，中基窯爐在國內外市場上取得了一定成績，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：

①工藝技術流程短，工藝流程較簡單，易于掌握操作。

②效率高，產(chǎn)量大，節(jié)能環(huán)保。

③用工少，機械化程度高，勞動強度低。

④隧道窯屬于非高空、非高溫高壓，生產(chǎn)過程安全。

⑤投資少，較適合大中型企業(yè)建設項目。

      各位領導、各位專家，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問。

      謝謝大家！