CN210512590U - 一种温度可控型还原回转窑 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种温度可控型还原回转窑，通过在回转窑窑头罩上增设超声波测温测距分析仪，实时准确在线监测沿窑长方向线上的温度。在沿窑长方向的窑身上安装一系列二次风嘴，根据所测点温度与目标温度的差异，改变对应点二次风嘴的风量，或者调整从还原回转窑的窑头和/或窑尾加入还原性燃料的量。确保沿窑长方向窑内温度场的均匀。防止局部温度过高或过低，避免了回转窑内结圈的出现，为还原物料提供了更长的高温带，产品质量指标得到显著提升。

Description

一种温度可控型还原回转窑

技术领域

本实用新型涉及一种还原回转窑，具体涉及一种温度可控型还原回转窑，属于回转窑技术领域。

背景技术

环保部门早已对SO₂和NOx排放收费，随着碳减排压力加剧，中国碳排放权交易***即将运行，CO₂排放也将逐步纳入缴费范围。传统长流程将给钢企带来比短流程更高的成本负担；世界钢铁发展趋势逐步由“高炉-转炉”长流程向“直接还原(废钢)-电炉”短流程过渡，美国的电炉钢比将由66.8％提高到70％，许多高炉将被关闭或是暂时闲置；直接还原+电炉短流程是钢铁产业绿色低碳高效发展的方向，美国纽柯钢铁公司短流程的吨钢成本比采用高炉- 转炉流程的共和钢公司降低近50-60美元。

直接还原是将铁氧化物在不熔化、不造渣条件下，进行固态还原，生产金属铁产品，即直接还原铁(DRI)。直接还原方法具有以下优势：缩短钢铁生产流程、摆脱对焦煤资源的依赖，改善能源结构；降低吨钢能耗、节能减排，促使钢铁产业的可持续发展；优化钢铁产品结构，生产优质钢、纯净钢的重要原料；生产优质纯净钢铸锻件坯料，有效促进我国装备制造业的发展；解决优质废钢资源短缺问题；实现冶金资源的综合利用，特别是难处理特色冶金资源。

世界上现有煤基直接还原工艺不少，但真正形成生产规模的煤基直接还原工艺主要是煤基回转窑法，回转窑法是煤基法中最重要、最有价值、应用较广的工艺。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。回转窑的优点是能够直接使用固体煤作为能源，原燃料适应性强、分布广泛，还原效率较高。

传统还原窑受限于产能小，易结圈，从热工***方面来看，主要有以下几个问题:

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。

3)沿窑身方向的温度场波动较大，回转窑易结圈。

另外二次风喷嘴结构形式还决定了二次风与窑内可燃成份基本上处于平行流动状态，混合不好，窑尾煤挥发分不能在窑中后部完全燃烧，使之进入冷烟室后再燃烧，这也是造成冷烟室温度过高的另一重要原因。

现有的回转窑测温方法包括红外测温，只能监测一些点的温度，且受环境的干扰大，温度不准确；热电偶***窑内直接测温，非常容易磨损，难以更换，寿命短；非接触式测温(软测量)，精度不高，不能实时反映窑内的温度变化。

生产中，上述存在的问题造成了回转窑易结圈现象，温度难以控制，燃烧和还原效率低，造成产品质量指标不达标。

实用新型内容

针对现有技术中，回转窑内沿窑长方向温度不均，容易结圈，还原效率低；高温段短，挥发分和CO逸散进入再燃室，且温度很难控制，产量小，能耗高；温度不能在线实时精确监测，造成供风***、燃料***和温度的不协调，容易结圈，等技术问题；本实用新型提出一种温度可控型还原回转窑，通过在回转窑窑头罩上增设超声波测温测距分析仪，实时在线监测沿窑长方向线上的温度。当监测到还原回转窑中某处的温度异常，通过调节沿窑长方向设置在二次风嘴的进风量，和/或调节从窑头和/或窑尾位置加入还原性燃料的量，来控制还原回转窑内的温度。确保沿窑长方向窑内温度场的均匀，防止局部温度过高或过低，避免了回转窑内结圈的出现，为还原物料提供了更长的高温带，产品质量指标得到显著提升。另外，料层中挥发出来的挥发分、CO等与二次风进行充分燃烧，不仅为回转窑中还原物料提供了温度，而且极大减少了进入再燃室的挥发分和CO含量，燃料利用效率高，避免了再燃室高温结圈和“水爆”的出现。该回转窑及温度控制方法不仅大大提高了回转窑直接还原的产品质量，有效防止了回转窑和再燃室结圈的出现，而且具有“温度检测精度高、燃烧和还原效率高、温度和气氛可控”的特点。

根据本实用新型提供的技术方案，提供一种温度可控型还原回转窑。

一种温度可控型还原回转窑，该还原回转窑的一端为窑头，另一端为窑尾。窑头位置处设有烧嘴。该还原回转窑的窑身上设有超声波测温测距分析仪。还原回转窑的窑身分为n段。每一段窑身上设有二次风喷口，并且每一处二次风喷口与风机连接。

作为优选，该还原回转窑还包括总风管。风机与总风管连接。每一处二次风喷口通过一根独立的风管支管与总风管连接。二次风喷口位置或者风管支管上设有风量调节阀。

作为优选，该还原回转窑还包括窑头燃料输送管道。窑头燃料输送管道与烧嘴连接。

作为优选，该还原回转窑还包括窑尾燃料输送管道。窑尾燃料输送管道的末端伸入窑尾内。

作为优选，窑头燃料输送管道上设有第一燃料流量调节装置。

作为优选，窑尾燃料输送管道上设有第二燃料流量调节装置。

作为优选，该还原回转窑还包括窑头风输送管道。窑头风输送管道与烧嘴连接。

作为优选，窑头风输送管道上设有窑头风风量调节阀。

作为优选，该还原回转窑还包括再燃室。再燃室设置在还原回转窑的尾部，再燃室与窑尾连接。

在本实用新型中，还原回转窑的窑身分为n段，

其中：L为还原回转窑的长度，a为每一段窑身的长度，n取整数值。

在本实用新型中，a为0.5-10m，优选为0.8-8m，更优选为1-5m。

在本实用新型中，L为20-300m，优选为30-180m，更优选为40-160m。

在本实用新型中，超声波测温测距分析仪设置在还原回转窑的窑头、窑身或窑尾位置。

在本实用新型中，超声波测温测距分析仪检测还原回转窑的每一段窑身位置的气氛温度，并记录对应第i段窑身位置的气氛温度Ti，其中i＝1,2,……,n。

在本实用新型中，通过调节与二次风喷口连接的风机频率或者调节与第i段窑身位置二次风喷口连接的风管支管上的风量调节阀，调节第i段窑身位置上二次风喷口处的风量。

在本实用新型中，通过第一燃料流量调节装置，调节窑头位置燃料的输入量。

在本实用新型中，通过第二燃料流量调节装置，调节窑尾位置燃料的输入量。

在本实用新型中，通过窑头风风量调节阀，调节窑头输入风的风量(或者通过调节窑头风机功率或者频率)。

使用本实用新型一种温度可控型还原回转窑的方法：还原回转窑上设有超声波测温测距分析仪，还原回转窑的窑身分为n段，每一段窑身上设有二次风喷口，并且每一处二次风喷口与风机连接；该方法包括以下步骤：

1)将待还原物料装入还原回转窑内，在还原回转窑的窑头和窑尾位置加入还原性燃料，从每一段窑身上的二次风喷口喷入二次风；

2)在还原回转窑的窑头位置设有烧嘴，待还原物料在还原回转窑内，经过还原性燃料的燃烧和还原，获得还原物料；

3)超声波测温测距分析仪检测还原回转窑的每一段窑身位置的气氛温度，并记录对应第 i段窑身位置的气氛温度Ti，其中i＝1,2,……,n；

4)根据待还原物料的目标还原温度T₀，比较目标还原温度T₀和第i段窑身位置的气氛温度Ti：

若该段窑身位置的气氛温度在(1±10％)T₀的范围内，则该段保持当前工艺条件不变，继续运行；

若该段窑身位置的气氛温度超出(1±10％)T₀的范围内，则进行步骤5)；

5)通过调节与二次风喷口连接的风机频率或者调节与第i段窑身位置二次风喷口连接的风管支管上的风量调节阀，调节第i段窑身位置上二次风喷口处的风量，从而调整第i段窑身位置上的二次风进风量；超声波测温测距分析仪再次检测还原回转窑的该段窑身位置的气氛温度Ti，比较目标还原温度T₀和第i段窑身位置的气氛温度Ti：

若调整该段窑身位置上的二次风进风量后，该段窑身位置的气氛温度Ti在(1±10％)T₀的范围内，则该段保持当前二次进风量不变，温度调整完成；

若调整该段窑身位置上的二次风进风量后，该段窑身位置的实时气氛温度Ti超出(1± 10％)T₀的范围内，则进行步骤6)；

6)通过第一燃料流量调节装置，调节窑头位置燃料的输入量，或者，通过第二燃料流量调节装置，调节窑尾位置燃料的输入量使得第i段窑身位置的气氛温度Ti在(1±10％)T₀的范围内。

作为优选，比较目标还原温度T₀和第i段窑身位置的气氛温度Ti具体为：计算第i段窑身位置的气氛温度与目标还原温度的差值△E：

ΔE＝T_i-T₀。

作为优选，步骤5)具体为：

5a)通过调节与二次风喷口连接的风机频率或者调节与第i段窑身位置二次风喷口连接的风管支管上的风量调节阀，调节第i段窑身位置上二次风喷口处的风量，从而调整第i段窑身位置上的二次风进风量；

5b)超声波测温测距分析仪再次检测还原回转窑的该段窑身位置的气氛温度Ti，比较目标还原温度T₀与调整后第i段窑身位置的气氛温度Ti，得出差值△E；

进行分析和比较：

5b1)若调整该段窑身位置上的二次风进风量后，该段窑身位置的气氛温度与目标还原温度的差值△E在±(5-20)℃范围优选为±10℃范围内，则该段保持当前二次进风量不变，温度调整完成；

5b2)若调整该段窑身位置上的二次风进风量后，该段窑身位置的气氛温度与目标还原温度的差值的绝对值|ΔE|在逐渐减小，则该段保持当前调整后的二次进风量；

若调整该段窑身位置上的二次风进风量后，该段窑身位置的气氛温度与目标还原温度的差值的绝对值|ΔE|不再减小，并且△E在±(5-20)℃范围优选为±10℃范围内，则该段保持当前二次进风量不变，温度调整完成；

若调整该段窑身位置上的二次风进风量后，该段窑身位置的气氛温度与目标还原温度的差值△E超出±(5-20)℃范围优选为超出±10℃范围，并且|ΔE|不再减小或者反而增大，则进行步骤6)。

作为优选，步骤6)具体为：超声波测温测距分析仪检测：调整二次风进风量后，气氛温度与目标还原温度的差值△E超出±(5-20)℃范围优选为超出±10℃范围，并且|ΔE|不再减小或者反而增大，判断该段窑身位置上的处于整个还原回转窑的位置：

6a)若该段窑身位于整个还原回转窑窑身前段1/3或1/2的区段内，通过第一燃料流量调节装置，调节窑头位置燃料的输入量，使得该段窑身位置的气氛温度Ti在(1±10％)T₀的范围内；

6b)若该段窑身位于整个还原回转窑窑身后段2/3或1/2的区段内，通过第二燃料流量调节装置，调节窑尾位置燃料的输入量，使得该段窑身位置的气氛温度Ti在(1±10％)T₀的范围内。

作为优选，在还原回转窑的窑头喷入风；步骤6a)具体为：

6a1)该段窑身位于整个还原回转窑窑身前段1/3或1/2的区段内，首先通过窑头风风量调节阀，调节窑头输入风的风量(或者通过调节窑头风机功率或者频率)；

6a2)超声波测温测距分析仪再次检测该段窑身位置的气氛温度Ti，比较目标还原温度 T₀与调整后第i段窑身位置的气氛温度Ti，得出差值△E；

进行分析和比较：

6a201)若调整窑头位置喷入风的风量后，该段窑身位置的气氛温度与目标还原温度的差值△E在±(5-20)℃范围优选为±10℃范围内，则该段保持当前窑头位置喷入风的风量，温度调整完成；

6a202)若调整窑头位置喷入风的风量后，该段窑身位置的气氛温度与目标还原温度的差值|ΔE|在逐渐减小，则该段保持当前调整后的窑头位置喷入风的风量；

若调整窑头位置喷入风的风量后，该段窑身位置的气氛温度与目标还原温度的差值的绝对值|ΔE|不再减小，并且△E在±(5-20)℃范围优选为±10℃范围内，则该段保持当前二次进风量不变，温度调整完成；

若调整窑头位置喷入风的风量后，该段窑身位置的气氛温度与目标还原温度的差值△E 超出±(5-20)℃范围优选为超出±10℃范围，并且差值的绝对值|ΔE|不再减小或者反而增大，则进行步骤6a3)；

6a3)通过第一燃料流量调节装置，调节窑头位置燃料的输入量，超声波测温测距分析仪再次检测该段窑身位置的气氛温度Ti：

若调整从窑头加入还原性燃料的量后，该段窑身位置的气氛温度Ti在(1±10％)T₀的范围内，则保持当前从窑头加入还原性燃料的量不变，温度调整完成

若调整从窑头加入还原性燃料的量后，该段窑身位置的气氛温度Ti仍超出(1±10％)T₀的范围，停机检查。

作为优选，步骤6b)具体为：

该段窑身位于整个还原回转窑窑身后段2/3或1/2的区段内，通过第二燃料流量调节装置，调节窑尾位置燃料的输入量，超声波测温测距分析仪检测该段窑身位置的气氛温度Ti：

若调整从窑尾加入还原性燃料的量后，该段窑身位置的气氛温度Ti在(1±10％)T₀的范围内，则保持当前从窑尾加入还原性燃料的量不变，温度调整完成；

若调整从窑尾加入还原性燃料的量后，该段窑身位置的气氛温度Ti仍超出(1±10％)T₀的范围，停机检查。

作为优选，该还原回转窑还包括总风管；风机与总风管连接，每一处二次风喷口通过一根独立的风管支管与总风管连接；二次风喷口位置或者风管支管上设有风量调节阀；

调节第i段窑身位置上二次风喷口处的风量具体为：调节第i段窑身位置上二次风喷口处的风量调节阀，或者调节与第i段窑身位置二次风喷口连接的风管支管上的风量调节阀，从而调整第i段窑身位置上的二次风进风量。

在本申请中，为了解决回转窑内温度场不均匀的问题，通过两种具体方案对还原回转窑内的局部温度进行调节。第一种实施的方案为：通过在沿还原回转窑窑长方向的窑身上增开一系列二次风喷口，由于还原物料外配还原性燃料，以及窑头中央烧嘴喷入还原性燃料，确保物料中一直保持着还原气氛。还原性燃料的挥发份和CO经过料层逸散到腔体烟气中，同时，对还原回转窑沿延长方向进行实时在线测温测距，当还原回转窑内某处温度过高或过低时，通过调整窑身二次风进风量以实现对窑温的精准控制，从而实现还原回转窑内温度场的均匀一致，而且高温还原段大幅延长，还原回转窑的产品质量指标显著提高。第二种可实施的方案为：通过先调整窑身二次风进风量，再调整窑头和/或窑尾还原性燃料的添加量，从而调整整个还原回转窑窑身各处的气氛温度Ti在所要求的目标还原温度T₀的(1±10％)T₀范围内。从而实现还原回转窑内温度场的均匀一致，而且高温还原段大幅延长，还原回转窑的产品质量指标显著提高。

需要进一步说明的是，当超声波测温测距分析仪检测到还原回转窑某个区域的温度异常，即温度高于或低于待还原物料的目标还原温度。优先采用第一种可实施的方案，即采用调节二次风进风量的方式，调节局部的温度。当实施了第一种可实施的方案后，还原回转窑温度异常的区域的温度还是高于或低于待还原物料的目标还原温度，则采用第二种可实施的方案，使得温度异常区域的温度恢复到正常的温度范围。

在本申请中，通过气氛温度与目标还原温度的差值△E，能够准确反映出还原回转窑各个位置实时气氛温度与目标还原温度的差值情况。

在本申请中，还原回转窑窑身上的二次风喷口直接与风机连接，通过控制风机(调节风机的频率)可以调节二次风喷口的进风量。当某个区域的二次风喷口进入风时，由于风带入氧气，则该区域的还原性燃料燃烧充分，提高该区域的温度。当某个区域的二次风喷口抽风时，该处的高温热风被抽走，从而降低该处的温度。当超声波测温测距分析仪检测到第i段的温度异常时，则控制该第i段的二次风喷口的风机转动，从而送入氧气或者带出热风，从而控制该第i段的温度。

需要进一步说明的是，当执行第一个可实施的方案，即通过二次风喷口执行时，实时气氛温度与目标还原温度的差值△E逐渐减小或改善，则继续保持执行第一个可实施方案。若实时气氛温度与目标还原温度的差值△E不变或变大，则开始执行第二个可实施方案。

在本申请中，根据温度异常点在还原回转窑不同的位置，采用不同的操作方案，若该温度异常区域第i段在窑身前段1/3或1/2的区段内，则通过调整窑头的还原性燃料添加量来控制温度；若该温度异常区域第i段在窑身后段2/3或1/2的区段内，则通过调整窑尾的还原性燃料添加量来控制温度。

需要进一步说明的是，窑身前段1/3或1/2的区段的意思为，从还原回转窑的窑头一端开始计算。前段1/3的区域即为从窑头的一端开始，直至窑身1/3处的区域。前段1/2的区域即为从窑头的一端开始，直至窑身1/2处的区域。

窑身后段2/3或1/2的区段的意思为，从还原回转窑窑尾一端开始计算。后段2/3的区域即为从窑尾的一端开始，直至窑身2/3处的区域。后段1/2的区域即为从窑尾的一端开始，直至窑身1/2处的区域。

需要进一步说明的是，还原性燃料进入还原回转窑后，在还原的氛围下，更好的促进待还原物料的还原。过程中产生的热量，提高还原回转窑内的温度。

需要进一步说明的是，当执行第二个可实施的方案，实时气氛温度与目标还原温度的差值△E逐渐减小或改善，则继续保持执行第二个可实施方案。若实时气氛温度与目标还原温度的差值△E不变或变大，则停机检查。

在本申请中，根据温度异常区域第i段的△E值，结合二次进风量的调整规则，调节风机的转速，从而调节该二次风喷嘴的进风量。以达到减小△E值的目的。

在本申请中，还可通过调节窑头位置喷入风的风压P_sv来调节窑头助燃气体的进风量，风压P_sv越大，则窑头向窑身内部喷射的火焰长度越大。能让还原回转窑内部的温度更块达到平衡。根据温度异常区域第i段的△E值，结合窑头进风量的调整规则，调节窑头的进风风压，从而调节窑头的进风量。以达到减小△E值的目的。

在本申请中，根据温度异常区域第i段的△E值，结合窑头或窑尾的还原性燃料的调整规则，调节窑头和/或窑尾加入还原性燃料的量。以达到减小△E值的目的。

在本申请中，还能同时采用第一种可实施的方案和第二种可实施的方案，即调整窑头和/ 或窑尾还原性物料的量的同时，还通过二次风喷嘴调整二次风的喷入量(输入氧气)双管齐下，效果显著。

需要说明的是，通过超声波测温测距仪检测还原回转窑的每一段窑身位置的气氛温度，并记录对应第i段窑身位置的气氛温度Ti，调节与第i段窑身位置上二次风喷口连接的风机，从而调整第i段窑身位置上的二次风进风量，使得第i段窑身位置的气氛温度Ti在(1±10％)T₀的范围内。

需要进一步说明的是，还原性燃料的挥发份和CO经过料层逸散到腔体烟气中，在窑身上增开二次风喷口，使得窑尾段烟气中的可燃性挥发份和CO充分燃烧，避免了在还原回转窑的再燃室二次燃烧，能源效率低、结圈和“水爆”现象的出现。

在本实用新型的技术方案中，通过超声波测温测距分析仪可以准确检测还原回转窑的各个窑身区段内的气氛温度，根据待还原物料的目标还原温度T₀，比较各个窑身区段内的气氛温度Ti与待还原物料的目标还原温度T₀；如某一个窑身区段内的气氛温度与待还原物料的目标还原温度T₀的差值超出设定范围，则通过调节与第i段窑身位置上二次风喷口连接的风机，从而调整第i段窑身位置上的二次风进风量、调整窑头喷入位置喷入风的量、调整窑头加入还原性燃料的添加量和/或调整窑尾加入还原性燃料的添加量，使得第i段窑身位置的气氛温度Ti在设定范围内。本实用新型可以精准控制各个窑身区段内的气氛温度，进而保证整个还原回转窑的气氛温度均为最适合待还原物料的目标还原温度，从而使得高温还原段大幅延长，还原回转窑的产品质量指标显著提高。另外，通过在窑身上增开二次风喷口，使得窑尾段烟气中的可燃性挥发份和CO充分燃烧，避免了在还原回转窑的再燃室二次燃烧，能源效率低、结圈和“水爆”现象的出现。

与现有技术相比较，本实用新型的技术方案具有以下有益技术效果：

1、本实用新型通过超声波测温测距分析仪可以准确检测还原回转窑的各个窑身区段内的气氛温度，实现沿窑长方向实时精确测温；

2、本实用新型根据检测还原回转窑的各个窑身区段内的气氛温度，通过调节相应窑身区段位置上二次风喷口的二次风风量，使得第i段窑身位置的气氛温度Ti在设定范围内，使得高温段大大延长(温度低加风，温度高减风)，产量成倍提高，规模成倍增加；

3、本实用新型根据检测还原回转窑的各个窑身区段内的实际气氛温度，调整窑头和/或窑尾加入还原性燃料的添加量，来调节各个窑身区段内的气氛温度，从而提高回转窑直接还原的产品质量；

4、通过本实用新型的装置，使得窑内产生的挥发分和CO等再燃气体得到充分燃烧，提高能源利用效率；

5、通过本实用新型的装置，解决了再燃室结圈的问题，提高了再燃气体的能源利用效率，能耗降低。

附图说明

图1为本实用新型一种温度可控型还原回转窑的结构示意图；

图2为本实用新型一种温度可控型还原回转窑中设有总风管的结构示意图；

图3为本实用新型一种温度可控型还原回转窑中设有调节装置的结构示意图；

图4为本实用新型一种温度可控型还原回转窑的工作原理示意图。

附图标记：

1：还原回转窑；101：窑头；102：窑尾；103：烧嘴；2：超声波测温测距分析仪；3：二次风喷口；4：风机；5：风量调节阀；6：第一燃料流量调节装置；7：第二燃料流量调节装置；8：窑头风风量调节阀；9：再燃室；L1：总风管；L2：风管支管；L3：窑头燃料输送管道；L4：窑尾燃料输送管道；L5：窑头风输送管道。

具体实施方式

下面对本实用新型的技术方案进行举例说明，本实用新型请求保护的范围包括但不限于以下实施例。

实施例1

如图1所示，一种温度可控型还原回转窑，该还原回转窑1的一端为窑头101，另一端为窑尾102。窑头101位置处设有烧嘴103。该还原回转窑1的窑身上设有超声波测温测距分析仪2。还原回转窑1的窑身分为20段。每一段窑身上设有二次风喷口3，并且每一处二次风喷口3与风机4连接。超声波测温测距分析仪2设置在还原回转窑1的窑头。

实施例2

如图2所示，一种温度可控型还原回转窑，该还原回转窑1的一端为窑头101，另一端为窑尾102。窑头101位置处设有烧嘴103。该还原回转窑1的窑身上设有超声波测温测距分析仪2。还原回转窑1的窑身分为n段。每一段窑身上设有二次风喷口3，并且每一处二次风喷口3与风机4连接。超声波测温测距分析仪2设置在还原回转窑1的窑尾。

该还原回转窑1还包括总风管L1。风机4与总风管L1连接。每一处二次风喷口3通过一根独立的风管支管L2与总风管L1连接。二次风喷口3位置或者风管支管L2上设有风量调节阀5。

实施例3

如图3所示，一种温度可控型还原回转窑，该还原回转窑1的一端为窑头101，另一端为窑尾102。窑头101位置处设有烧嘴103。该还原回转窑1的窑身上设有超声波测温测距分析仪2。还原回转窑1的窑身分为n段。每一段窑身上设有二次风喷口3，并且每一处二次风喷口3与风机4连接。

该还原回转窑1还包括总风管L1。风机4与总风管L1连接。每一处二次风喷口3通过一根独立的风管支管L2与总风管L1连接。二次风喷口3位置或者风管支管L2上设有风量调节阀5。

该还原回转窑1还包括窑头燃料输送管道L3。窑头燃料输送管道L3与烧嘴103连接。该还原回转窑1还包括窑尾燃料输送管道L4。窑尾燃料输送管道L4的末端伸入窑尾102内。窑头燃料输送管道L3上设有第一燃料流量调节装置6。窑尾燃料输送管道L4上设有第二燃料流量调节装置7。

实施例4

重复实施例3，只是该还原回转窑1还包括窑头风输送管道L5。窑头风输送管道L5与烧嘴103连接。窑头风输送管道L5上设有窑头风风量调节阀8。

实施例5

重复实施例4，只是该还原回转窑1还包括再燃室9。再燃室9设置在还原回转窑1的尾部，再燃室9与窑尾102连接。

实施例6

重复实施例5，只是还原回转窑1的长度L为80m，还原回转窑1的窑身分为16段，每一段窑身的长度为5m。

实施例7

一种通过优化调整燃料量和风量控制还原回转窑温度的方法，还原回转窑1上设有超声波测温测距分析仪2，还原回转窑1的窑身分为n段，每一段窑身上设有二次风喷口3，并且每一处二次风喷口3与风机4连接。该方法包括以下步骤：

1)将待还原物料装入还原回转窑1内，在还原回转窑1的窑头101和窑尾102位置加入还原性燃料，从每一段窑身上的二次风喷口3喷入二次风。

2)在还原回转窑1的窑头101位置设有烧嘴103，待还原物料在还原回转窑1内，经过还原性燃料的燃烧和还原，获得还原物料。

3)超声波测温测距分析仪2检测还原回转窑1的每一段窑身位置的气氛温度，并记录对应第i段窑身位置的气氛温度Ti，其中i＝1,2,……,n。

4)根据待还原物料的目标还原温度T₀，比较目标还原温度T₀和第i段窑身位置的气氛温度Ti：

若该段窑身位置的气氛温度在(1±10％)T₀的范围内，则该段保持当前工艺条件不变，继续运行。

若该段窑身位置的气氛温度超出(1±10％)T₀的范围内，则进行步骤5)。

5)调节与二次风喷口3连接的风机4频率或者调节与第i段窑身位置二次风喷口3连接的风管支管L2上的风量调节阀5，调节第i段窑身位置上二次风喷口3处的风量。超声波测温测距分析仪2再次检测还原回转窑1的该段窑身位置的气氛温度Ti，比较目标还原温度T₀和第i段窑身位置的气氛温度Ti：

若调整该段窑身位置上的二次风进风量后，该段窑身位置的气氛温度Ti在(1±10％)T₀的范围内，则该段保持当前二次进风量不变，温度调整完成。

若调整该段窑身位置上的二次风进风量后，该段窑身位置的实时气氛温度Ti超出(1± 10％)T₀的范围内，则进行步骤6)。

6)通过第一燃料流量调节装置6，调节窑头位置燃料的输入量，或者通过第二燃料流量调节装置7，调节窑尾位置燃料的输入量；使得第i段窑身位置的气氛温度Ti在(1±10％)T₀的范围内。

实施例8

重复实施例7，只是步骤6)具体为：超声波测温测距分析仪2检测：调整二次风进风量后，气氛温度与目标还原温度的差值△E超出±10℃范围，并且|ΔE|不再减小或者反而增大，判断该段窑身位置上的处于整个还原回转窑1的位置：

6a)若该段窑身位于整个还原回转窑1窑身前段1/3或1/2的区段内，通过第一燃料流量调节装置6，调节窑头位置燃料的输入量，使得该段窑身位置的气氛温度Ti在(1±10％)T₀的范围内。

6b)若该段窑身位于整个还原回转窑1窑身后段2/3或1/2的区段内，通过第二燃料流量调节装置7，调节窑尾位置燃料的输入量，使得该段窑身位置的气氛温度Ti在(1±10％)T₀的范围内。

实施例9

重复实施例8，只是在还原回转窑1的窑头101喷入风。步骤6a)具体为：

6a1)该段窑身位于整个还原回转窑1窑身前段1/3或1/2的区段内，首先通过窑头风风量调节阀8，调节窑头输入风的风量(或者通过调节窑头风机功率或者频率)；

6a2)超声波测温测距分析仪2再次检测该段窑身位置的气氛温度Ti，比较目标还原温度 T₀与调整后第i段窑身位置的气氛温度Ti，得出差值△E。

进行分析和比较：

6a201)若调整窑头位置喷入风的风压后，该段窑身位置的气氛温度与目标还原温度的差值△E在±10℃范围内，则该段保持当前窑头位置喷入风的风压，温度调整完成。

6a202)若调整窑头位置喷入风的风压后，该段窑身位置的气氛温度与目标还原温度的差值|ΔE|在逐渐减小，则该段保持当前调整后的窑头位置喷入风的风压。

若调整窑头位置喷入风的风压后，该段窑身位置的气氛温度与目标还原温度的差值的绝对值|ΔE|不再减小，并且△E在±10℃范围内，则该段保持当前二次进风量不变，温度调整完成。

若调整窑头位置喷入风的风压后，该段窑身位置的气氛温度与目标还原温度的差值△E 超出±10℃范围，并且差值的绝对值|ΔE|不再减小或者反而增大，则进行步骤6a3)。

6a3)通过第一燃料流量调节装置6，调节窑头位置燃料的输入量，超声波测温测距分析仪2再次检测该段窑身位置的气氛温度Ti：

若调整从窑头101加入还原性燃料的量后，该段窑身位置的气氛温度Ti在(1±10％)T₀的范围内，则保持当前从窑头101加入还原性燃料的量不变，温度调整完成。

若调整从窑头101加入还原性燃料的量后，该段窑身位置的气氛温度Ti仍超出(1± 10％)T₀的范围，停机检查。

Claims (17)

1.一种温度可控型还原回转窑，该还原回转窑(1)的一端为窑头(101)，另一端为窑尾(102)；窑头(101)位置处设有烧嘴(103)；其特征在于：该还原回转窑(1)的窑身上设有超声波测温测距分析仪(2)，还原回转窑(1)的窑身分为n段，每一段窑身上设有二次风喷口(3)，并且每一处二次风喷口(3)与风机(4)连接。

2.根据权利要求1所述的温度可控型还原回转窑，其特征在于：该还原回转窑(1)还包括总风管(L1)；风机(4)与总风管(L1)连接，每一处二次风喷口(3)通过一根独立的风管支管(L2)与总风管(L1)连接；二次风喷口(3)位置或者风管支管(L2)上设有风量调节阀(5)。

3.根据权利要求1或2所述的温度可控型还原回转窑，其特征在于：该还原回转窑(1)还包括窑头燃料输送管道(L3)，窑头燃料输送管道(L3)与烧嘴(103)连接；和/或

该还原回转窑(1)还包括窑尾燃料输送管道(L4)，窑尾燃料输送管道(L4)的末端伸入窑尾(102)内。

4.根据权利要求3所述的温度可控型还原回转窑，其特征在于：窑头燃料输送管道(L3)上设有第一燃料流量调节装置(6)；和/或

窑尾燃料输送管道(L4)上设有第二燃料流量调节装置(7)。

5.根据权利要求1-2、4中任一项所述的温度可控型还原回转窑，其特征在于：该还原回转窑(1)还包括窑头风输送管道(L5)，窑头风输送管道(L5)与烧嘴(103)连接。

6.根据权利要求3所述的温度可控型还原回转窑，其特征在于：该还原回转窑(1)还包括窑头风输送管道(L5)，窑头风输送管道(L5)与烧嘴(103)连接。

7.根据权利要求5所述的温度可控型还原回转窑，其特征在于：窑头风输送管道(L5)上设有窑头风风量调节阀(8)。

8.根据权利要求6所述的温度可控型还原回转窑，其特征在于：窑头风输送管道(L5)上设有窑头风风量调节阀(8)。

9.根据权利要求1-2、4、6-8中任一项所述的温度可控型还原回转窑，其特征在于：该还原回转窑(1)还包括再燃室(9)，再燃室(9)设置在还原回转窑(1)的尾部，再燃室(9)与窑尾(102)连接。

10.根据权利要求3所述的温度可控型还原回转窑，其特征在于：该还原回转窑(1)还包括再燃室(9)，再燃室(9)设置在还原回转窑(1)的尾部，再燃室(9)与窑尾(102)连接。

11.根据权利要求5所述的温度可控型还原回转窑，其特征在于：该还原回转窑(1)还包括再燃室(9)，再燃室(9)设置在还原回转窑(1)的尾部，再燃室(9)与窑尾(102)连接。

12.根据权利要求1-2、4、6-8、10-11中任一项所述的温度可控型还原回转窑，其特征在于：

其中：L为还原回转窑(1)的长度，a为每一段窑身的长度，n取整数值。

13.根据权利要求12所述的温度可控型还原回转窑，其特征在于：a为0.5-10m；和/或L为20-300m。

14.根据权利要求12所述的温度可控型还原回转窑，其特征在于：a为0.8-8m；和/或L为30-180m。

15.根据权利要求12所述的温度可控型还原回转窑，其特征在于：a为1-5m；和/或L为40-160m。

16.根据权利要求1-2、4、6-8、10-11、13-15中任一项所述的温度可控型还原回转窑，其特征在于：超声波测温测距分析仪(2)设置在还原回转窑(1)的窑头、窑身或窑尾位置。

17.根据权利要求7或8所述的温度可控型还原回转窑，其特征在于：超声波测温测距分析仪(2)检测还原回转窑(1)的每一段窑身位置的气氛温度，并记录对应第i段窑身位置的气氛温度Ti，其中i＝1,2,……,n；

通过调节与二次风喷口(3)连接的风机(4)频率或者调节与第i段窑身位置二次风喷口(3)连接的风管支管(L2)上的风量调节阀(5)，调节第i段窑身位置上二次风喷口(3)处的风量；

通过第一燃料流量调节装置(6)，调节窑头位置燃料的输入量；

通过第二燃料流量调节装置(7)，调节窑尾位置燃料的输入量；

通过窑头风风量调节阀(8)，调节窑头输入风的风量。

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