用固体碳还原Fe2O3要消耗大量热量,冶炼单位生铁热耗甚至可高达两吨标准煤以上,这是很不经济的。为降低其能耗,有下列几种方法表明回转窑开展熔融还原工作的技术思想。
1、后期纵烧法
在熔融还原冶炼过程中,当铁矿石用固体碳还原成CO后,于同一反应器另一部位用氧和空气将CO转换成CO2,利用其燃烧放出热量供应还原耗热,称之为后期燃烧法。理论上回转窑的一步熔融还原法有一个十分满意的耗能水平,实际上完全实现上述反应过程是很困难的,能耗还是比较大的。
回转窑的熔融还原法的第二个缺点就是必须的工艺过程能耗也很大,主要的工艺能耗是煤气排出带走的物理热量,煤气以1500℃以上高温排出,而在反应器内无法回收这些热量,其次是加热渣铁也消耗了不少热量。
2、炉外燃烧法或电能供热法
最常用的方法是把还原生成的CO引出反应器后燃烧发电,再用此电能供应铁矿石还原的热量消耗,这种方法彻底消除了反应器中的氧化气氛,使回转窑顺利地进行铁矿石还原。另外,回转窑中形成的煤气量也最少,减少了煤气带走的热量,因此热效率是高的,在有条件的地区,回转窑炼铁已发展成一种成熟的一步炼铁法。
在工艺上,一步法的普遍缺点是炉衬寿命短,难于长期稳定运转,很难找到能适应这种操作条件的耐火材料。