回转窑直接还原法
直接还原回转窑测温系统存在的问题及对策
造 成生 产状 态波 动大 而且 不稳 定 ， 重 影 响生产 指 严
产 的产 量 和质 量 ， 同时 还影 响 回转 窑 的能 耗 、 转 运 的稳 定及其 寿命 。窑 内沿 回转 窑长度方 向的物 料温 度 及温 度 分 布控 制 是 回转 窑操 作 中的一 项 重 要 任 务 ，而测 温系统 就 如 同工 艺操 作 者 的一 只眼 睛 ， 只 有测 温 系统准 确 、 直接 、 实反映 出控 制 物料 温度 ， 真 回转 窑操 作才 可 以把握好 方 向 ， 完成 回转 窑操 作 的 项 重要 任务 ： 制 和调节 回转 窑沿 长 度方 向上 的 控 温度 及温 度梯 度 ， 确保 获得 较高 直接 还原 速率 及金
２ １ 年第 ２ ０１ 期
新 疆钢 铁
总 １８ １ 期
直接还 原回转窑测温系统存在 的问题 及对策
张 雷 ， 万 里 。臧 疆文 。 孙 ，
（． １新疆 富蕴金山矿冶有限公 司；． ２ 新疆富蕴蒙库铁矿有限责任公 司；． ３宝钢集团八 钢公司制造管理部） 摘 要： 温度是 回转窑最重要 的工艺参数 ， 回转 窑产量 、 对 质量起决定性 作用 ， 同时还影响回转窑的能耗 、 运
（ ． ｉ ｉ ｇ ｕｕ ｏ ｎ ｎｈｎ ｎｎ ｄ ｔｌ ｇ ｏ， ｔ；． ｉｉ ｇ ｕｕ ｏｎｙ ｎ ｕ ｒｎ ｎ ｏ Ｌｄ １Ｘｎ ａ ｙ ｎ ｕ ｔＪ ｓａ ｉ ａ ａｕ ｙ ． ｄ ２ Ｘｎ ａ ｙｎＣ ｕｔ ＭｅＫ ｏ ｅＣ ． ｔ； ｊｎ Ｆ Ｃ ｙｉ Ｍｉ ｇ ｎ Ｍｅ ｌｒ Ｃ Ｌ ｊｎ Ｆ Ｉ Ｍｉ ，
直接还原铁生产工艺的分析
直接还原铁生产工艺的分析世界上直接还原铁生产技术已经成熟, 技术发展极为迅速, 根据Midrex 公司预测, 2010年全世界直接还原铁产量将超过7300万t。
于高炉流程存在着生产成本过高和环境污染的两大难题, 炼铁工艺由高炉流程逐步向直接还原铁短流程过渡已成为定局。
当今的钢铁企业对这一革命性技术工艺越早开发越能占据主动; 不敢承担风险, 迟疑不前, 必将处于被动和落后的局面。
因此, 直接还原铁的开发不是“有所为”和“有所不为”的问题, 而是生产工艺的选择问题。
1 世界直接还原铁生产技术现状1.1 生产工艺发展态势由于某些国家天然气资源丰富, 直接还原铁生产技术在南美洲、南非和东南亚诸国的发展极为迅速,而印度则后来居上; 特别是委内瑞拉、墨西哥等国, 生产历史已超过20余年, 生产规模不断扩大, 直接还原铁产量已占本国钢铁产量的绝对份额; 而奥钢联、韩国合作开发的直接还原与熔融还原技术与日俱进; 浦项钢铁公司的直接还原铁生产大有代替高炉炼铁之势。
对这样的发展态势, 作为世界钢铁生产大国的中国, 我们绝不可掉以轻心。
1.2 世界直接还原铁主要生产工艺??? 世界直接还原铁生产工艺大致可分为两大类: 一种是气基竖炉生产工艺; 一种是煤基回转窑生产工艺。
前者生产量约占总产量的92%, 而后者约占总产量的8%。
在这两种生产技术的基础上, 又发展了熔融还原生产技术。
近年来, 将直接还原与熔融还原技术加以组合, 形成了COREX-Midrex联合流程, 颇受人们的关注。
直接还原铁主要生产工艺见表1。
??? 应该指出, 世界上Midrex法和HYL法应用的比较普遍, 各项技术经济指标亦趋稳定, 生产工艺成熟可靠。
特别是墨西哥的HYL法, 生产技术不断创新, 由于开发了“自重整”技术, 使建设费用减少了26% , 电炉的耗电降低了5%～6%。
印度由于缺乏天然气, 但精煤的资源丰富, 因此多采用煤基回转窑的生产方法。
煤基回转窑生产直接还原铁的余热利用
煤基回转窑生产直接还原铁的余热利用
石瑞松
【期刊名称】《钢铁厂设计》
【年(卷),期】1998(000)002
【摘要】简要叙述了煤基回转窑直接还原铁生产中的可回收能量分析，介绍了目前国际上主要的余热利用方法和天津钢管公司直接还原铁厂回转窑余热锅炉的概况２，并提出了一些建议。
【总页数】4页(P50-53)
【作者】石瑞松
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TF551
【相关文献】
1.直接还原铁大型煤基回转窑投产运作要点 [J], 智炳信
2.煤基回转窑直接还原铁扩大试验工艺研究 [J], 李树仁
3.印度发展煤基直接还原铁生产经验 [J], 李之甫
4.山东省地方标准《炼钢转炉生产余热利用导则》、《链篦机-回转窑生产余热利用导则》通过审查 [J], 凌子愚
5.我国煤基隧道窑直接还原铁生产现状及发展 [J], 梁文阁
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6-非高炉炼铁
6非高炉炼铁6.l概述非高炉炼铁法是高炉炼铁法之外，不用焦炭炼铁的各种工艺方法的总称。
按工艺特征，产品类型和用途，主要分为直接还原法和熔融还原法两大类。
6.1.1直接还原法与熔融还原法直接还原(DirectReduction)法是指不用高炉而将铁矿石炼制成海绵铁的生产过程。
直接还原铁是一种低温下固态还原的金属铁。
它未经熔化而仍保持矿石外形，但由于还原失氧形成大量气孔，在显微镜下观察形似海绵，因此也称海绵铁。
直接还原铁的含碳量低(〈2%)，不含硅锰等元素，还保存了矿石中的脉石。
因此不能大规模用于转炉炼钢，只适于代替废钢作为电炉炼钢的原料。
熔融还原(SmeltingReduction)法指在熔融状态下把铁矿石还原成融态铁水的非高炉炼铁法。
它以非焦煤为能源，得到的产品是一种与高炉铁水相似的高碳生铁。
适合于作氧气转炉炼钢的原料。
近年来，非高炉炼铁法发展比较快，其原因是：(1)不用焦炭炼铁。
高炉冶炼需要高质量冶金焦，而从世界矿物燃料的总储量来看，煤炭占92%左右，而焦煤只占煤炭总储量的5%，且日渐短缺，价格越来越高。
非高炉炼铁可以使用非炼焦煤和天然气作燃料与还原剂，对缺少焦煤资源的国家和地区提供了发展钢铁工业的巨大空间。
(2)高炉炼铁要求强度好的焦炭和块状铁料。
必须有炼焦和铁矿粉造块等工艺配套，工艺环节多，经济规模大，需要大的原料基地和巨额投资。
非高炉炼铁法使用非焦煤或天然气，可使用矿块或直接使用粉矿，市场适应性强。
(3)科学技术的进步，对钢材质量和品种提出了更高的要求。
现代电炉炼钢技术为优质钢的生产提供了有效手段，但由于废钢的循环使用，杂质逐渐富集，而一些杂质元素在炼钢过程又很难去除，无法保证钢的质量，并限制了电炉法冶炼优质钢种的优势。
非高炉炼铁法能为炼钢提供成分稳定、质量纯净的优质原料，为炼钢设备潜能的发挥，提高企业的经济效益，提供了有力的支持。
(4)随着钢铁工业的发展，氧气转炉和电炉炼钢逐渐取代平炉，废钢消耗量迅速增加，废钢供用量日感紧张，非高炉生产的海绵铁、粒铁等是废钢的极好替代品。
直接还原铁回转窑耐火材料的选配、设计与施工
直 接 还 原 铁 （ Ｉ 回转 窑 是 使 用 固体 还 原 剂 ＤＲ ）
～
１ ０ Ｍ Ｐａ。 １
（ 炭 ） 行铁 矿 石直 接还 原 的主 要 设 备 ， 内衬 与 煤 进 其
择 回转窑 耐火 材料 、 化 砌 筑 的设 计 和采 用 先 进 的 优
２ 回 转 窑 砌 筑 的 设 计
目前在 国际 上应 用较 多 的 回转 窑砌筑 有 两种 配
置： 两种 楔形砖 进 行 配砌 和 只 用一 种 楔 形 砖 。本 项
目的回转 窑 直筒 段 要 求分 段 采 用 两种 配置 ： 没 有 在
ｔｏ ｒ ｎ（ ｉ ｎ ｉｏ ＤＲＩ ｉ ｓ ）ｋ ｌ ，ｗｈ ｃ ｒ ｖ ｄ ｔ ｅ ｐ ｓ ｉ ｉ ｔ ｆｄ ｙ ｌ ｉ ａ ｔｎ ｈ ａ ｉ ｄ ｏ ｉ ｓ ｎ ｉｈ ｐ ｏ ｅ ｈ ｏ ｓ ｂ ｌ ｙ ｏ ｒ ～ａ ｄ ｃ ｓ ｉ ｇ ｉ ｔ ｅ ｓ ｍｅ ｋ ｎ ｆｋ ｌ ． ｉ ｎ ｎ
根据 直接还 原铁 回转 窑 的 特 点 ， 内衬 耐 火 材 料 按 将 如下 配 置 ： 窑体 直 筒段 为 高 铝砖 ， 尾 锥 段 为抗 Ｃ 窑 Ｏ
准） ］ 口 。不 同管 段 间设 有 焊 接于 窑壳 体 内的挡 砖 环 ，
砖 环 高度 低于 砖厚 ， 隙处 填充 浇 注料 。 缝 窑头 、 窑尾 锥 段浇 注 料 厚 度 为 ２ ０ ｍｍ， ５ 由锚 固 件 与 窑壳体 连 接 。锚 固件 材 料 为 ３ ０ ， 形 ， 寸 １Ｓ Ｙ 尺 见图 ｌ 。锚 固件横 纵 间 隔均布 焊 接于锥 段 壳体 内。
镍的冶炼工艺
镍的冶炼工艺
镍的冶炼工艺主要有火法和湿法两种。
根据含镍矿物的不同，冶炼方法各异。
镍硫化矿主要采用火法处理，氧化矿则主要采用湿法工艺处理。
硅镁性镍矿则一般采用火法工艺处理。
湿法工艺流程有还原焙烧氨浸流程、高压酸浸流程和常压酸浸流程。
还原焙烧氨浸流程处理褐铁矿或褐铁矿和残积层矿的混合矿矿石，先干燥，然后在700℃时选择性还原成金属镍钴和一部分铁被一起还原，还原的金属镍经过氨浸回收。
高压酸浸流程主要处理含MgO/Al
2
O
3
低的褐铁矿和一部分绿脱石或蒙脱石。
常压酸浸流程、硫酸堆浸工艺和氯化浸出工艺则正在试验和进一步评估。
火法工艺流程有传统的回转窑—电炉工艺、多米尼加鹰桥竖炉—电炉工艺和日本大江山回转窑直接还原法。
多米尼加鹰桥竖炉—电炉工艺流程是红土矿经过干燥脱水、制团、采用竖
炉煅烧生产部分还原煅烧团矿、电炉熔炼生产粗镍铁，粗镍铁在钢包炉中精炼。
日本大江山回转窑直接还原法生产镍铁，该流程分为三个步骤：物料预处理、冶炼工艺和分离处理。
这是世界上唯一采用回转窑直接还原熔炼氧化镍的方法。
DRI(直接还原铁)和HBI(热压铁块)的贸易和运输
DRI(直接还原铁)和HBI（热压铁块）的贸易和运输直接还原铁”是一种高品质冶金产品（97%的纯铁含量）通过矿DRI ( Direct Reduced Iron) “粉，球团或矿块同天然气或煤加热化学的还原反应中得到，反应温度比铁的溶点低。
相对高品位的铁矿作为填料。
矿粉可以直接应用，不需要烧结过程。
生产1吨的DRI，大概需要吨的铁矿。
（一）直接还原法生产直接还原法是指在低于熔化温度之下将还原成的炼铁生产过程，其产品为直接还原铁（即），也称海绵铁。
该产品未经熔化，仍保持矿石外形，由于还原失氧形成大量气孔，在显微镜下观察团形似海绵而得名。
海绵铁的特点是含碳低（＜1％），并保存了矿石中的脉石。
这些特性使其不宜大规模用于转炉，只适于代替作为炉炼的原料。
直接还原法分气基法和基法两大类。
前者是用经裂化产出H2和CO气体，作为还原剂，在竖炉、罐式炉或流化床内将铁矿石中的氧化铁还原成海绵铁。
主要有Midrex法、HYL Ⅲ法、FIOR法等。
后者是用煤作还原剂，在回转窑、隧道窑等设备内将铁矿石中的氧化铁还原。
主要有FASMET法等。
直接还原法的优点有：（1）流程短，直接还原铁加电炉炼钢；（2）不用，不受炼焦煤短缺的影响；（3）污染少，取消了焦炉、烧结等工序；（4）海绵铁中硫、等有害杂质与含量低，有利于电炉冶炼优质钢种。
直接还原法的缺点有：（1）对原料要求较高：气基要有天然气；煤基要用灰熔点高、反应性好的煤；（2）海绵铁的价格一般比废钢要高。
直接还原法已有上百年的发展历史，但直到20世纪60年代才获得较大突破。
进入20世纪90年代，其生产工艺日臻成熟并获得长足发展。
其主要原因是：（1）天然气的大量开发利用，特别是高效率天然气转化法的采用，提供了适用的还原煤气，使直接还原法获得了来源丰富、价格相对便宜的。
（2）电炉炼钢迅速发展以及冶炼多种优质钢的需要，大大扩展了对海绵铁的需求。
（3）选矿技术提高，可提供大量高品位精矿，矿石中的脉石量降低到还原冶炼过程中不需加以脱除的程度，从而简化了直接还原技术。
DRI ( 直接还原铁)和HBI (热压铁块)的贸易和运输
DRI（直接还原铁）和HBI（热压铁块）的贸易和运输DRI（DirectReducedIron）“直接还原铁”是一种高品质冶金产品（97%的纯铁含量）通过矿粉，球团或矿块同天然气或煤加热化学的还原反应中得到,反应温度比铁的溶点低。
相对高品位的铁矿作为填料。
矿粉可以直接应用，不需要烧结过程。
生产1吨的DRI,大概需要1。
5吨的铁矿。
（一）直接还原法生产生铁直接还原法是指在低于熔化温度之下将铁矿石还原成海绵铁的炼铁生产过程，其产品为直接还原铁（即DRI），也称海绵铁.该产品未经熔化，仍保持矿石外形,由于还原失氧形成大量气孔，在显微镜下观察团形似海绵而得名。
海绵铁的特点是含碳低（＜1%），并保存了矿石中的脉石。
这些特性使其不宜大规模用于转炉炼钢，只适于代替废钢作为电炉炼钢的原料。
直接还原法分气基法和煤基法两大类。
前者是用天然气经裂化产出H2和CO气体，作为还原剂,在竖炉、罐式炉或流化床内将铁矿石中的氧化铁还原成海绵铁。
主要有Midrex法、HYLIII法、FIOR法等。
后者是用煤作还原剂，在回转窑、隧道窑等设备内将铁矿石中的氧化铁还原。
主要有FASMET法等。
直接还原法的优点有：（1）流程短，直接还原铁加电炉炼钢；（2）不用焦炭，不受炼焦煤短缺的影响；（3）污染少，取消了焦炉、烧结等工序;（4）海绵铁中硫、磷等有害杂质与有色金属含量低，有利于电炉冶炼优质钢种。
直接还原法的缺点有：（1）对原料要求较高:气基要有天然气；煤基要用灰熔点高、反应性好的煤;（2）海绵铁的价格一般比废钢要高。
直接还原法已有上百年的发展历史,但直到20世纪60年代才获得较大突破.进入20世纪90年代，其生产工艺日臻成熟并获得长足发展。
其主要原因是:（1）天然气的大量开发利用，特别是高效率天然气转化法的采用，提供了适用的还原煤气，使直接还原法获得了来源丰富、价格相对便宜的新能源。
（2）电炉炼钢迅速发展以及冶炼多种优质钢的需要，大大扩展了对海绵铁的需求。
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回转窑直接还原法(direct reduction process with rotary kiln)以连续转动的回转窑作反应器，以固体碳作还原剂，通过固相还原反应把铁矿石炼成铁的直接还原炼铁方法。
回转窑直接还原是在950～1100℃进行的固相碳还原反应，窑内料层薄，有相当大的自由空间，气流能不受阻碍的自由逸出，窑尾温度较高，有利于含铁多元共生矿实现选择性还原和气化温度低的元素和氧化物以气态排出，然后加以回收，实现资源综合利用。
由于还原温度较低，矿石中的脉石都保留在产品里，未能充分渗碳。
由于还原失氧形成大量微气孔，产品的微观类似海绵，故也称海绵铁。
高炉炼铁法有久远历史，已发展成高效、节能的冶金方法，是生产铁的基本方法，但它有一定局限性。
随着人类对钢铁需求的增长和技术进步，早在18世纪又提出开发直接还原技术的想法，直到20世纪初才出现了工业化生产。
20世纪60年代后，由于石油和天然气的大量开发，为钢铁工业提供了丰富和廉价的新能源；选矿技术进步，为直接还原生产提供了优质精矿原料；电力工业开发，电炉技术和能力的迅速发展，导致优质废钢供应紧张；而高新技术发展需要大量优质钢和纯净钢，这又需要纯净的优质炼钢炉料。
总之，诸方面均为直接还原的开发开创了有利条件。
70年代起，直接还原技术，工业规模，实际产量都取得重大进步和稳步发展。
1975年世界直接还原炼铁的生产能力为436万t，实际产量为281万t，占生铁产量的0.6％，到1995年分别跃增到4460万t，3075万t和5.7％。
至今气基直接还原炼铁法的生产能力和实际产量都占主导地位，约占总生产能力和总产量的90％，其中以米德莱克斯Midrex法和希尔(HYL)法占绝对优势。
煤基直接还原法仅占10％左右，其中主要为回转窑直接还原法。
回转窑直接还原法开发于50～60年代。
60年代末发展较快，世界各地建设了一批工业生产窑，但由于工艺不够成熟，技术和装备上遇到一系列困难。
如入窑料粉化严重，频繁出现窑衬粘结，无法实现正常运行，一度限制了该工艺发展。
70年代中，重视对原料、燃料的性能研究，开发和改进送煤、送风技术，改革操作工艺，完善和提高设备，开发废热回收技术，保证了窑的正常操作，使生产率提高，能耗大幅度下降；同时，加强生产过程监测和自动化管理，促使回转窑直接还原技术步入成熟；此外70年代能源危机，天然气价格大幅度上涨，天然气又是重要化工原料，资源有限等，由此也促进了回转窑直接还原法的发展。
1980～1995年期间，生产能力从216.2万t增加到365.5万t，直接还原铁产量从37万t增长到246万t。
印度生产能力达151万t，南非为108万t。
筒史 1907年琼斯(J．T．Jones)最早提出回转窑直接还原法。
在回转窑卸料端设煤气发生炉，热煤气从卸料端入窑，在距窑加料端1／3窑长处导入空气，与热煤气燃烧形成氧化加热带。
铁矿石和还原煤从加料端加入，被高温废气干燥、预热、氧化去硫，随窑体转动铁矿石向卸料端前移，同时被热煤气和还原煤还原，然后从卸料端排出。
后来改进为两台窑作业，一台氧化加热，另一台窑内铁矿石被油或煤粉不完全燃烧产生的还原气所还原，但因这样作业不经济，1912年停产。
1926年鲍肯德(Bourcond)、斯奈德(Snyder)在实验室进行了用发生炉煤气的回转窑直接还原实验成功。
同年还出现了用回转窑进行还原、增碳、得到熔融铁水的巴塞特(Basset)法。
1930年克虏伯(krupp)公司开发了克虏伯一雷恩(krupp—Renn)法，用低质煤作燃料和还原剂，在回转窑内将低品位高硅铁矿石还原，实现渣铁分离，铁聚合成细颗粒被夹裹在半液态的黏稠渣中，经水淬、破碎、磁选分离出铁粒。
到50年代发展到生产能力200万t，后因自身缺陷相继停产。
1960年克虏伯公司在此基础上开发了以煤作还原剂的固相还原生产直接还原铁的krupp—CODIR法。
1970年在南非邓斯沃特(Dunswart)建设了年产15万t的生产装置，1974年投产。
1920～1930年美国共和钢铁公司(Republic steel)和国际铝公司(National lead)开发了用回转窑从低品位铁矿石中还原富集铁的RN法；1960年加拿大钢铁公司和德国鲁奇(Lurgi)公司开发了生产高品位海绵铁的SL法，取长补短，1969年合并为SL—RN法。
现已成为回转窑直接还原法的主导工艺，其生产能力和产量分别占煤基直接还原炼铁法的90％和75％。
1976年美国阿瑟•G•麦基直接还原铁公司引入澳大利亚西方钛公司用回转窑还原钛铁矿生产金红石的方法，在美国田纳西州罗克伍德(Roekwood)建成50000t／a的示范装置，完成了多种煤和铁矿石的试验，1981年取得DRC法技术许可证，后与英国戴维公司合并为戴维一麦基(Davy—Mckee)公司，并为南非斯考金属公司(Scaw Metal Ltd．)建设了年产75000t的生产装置1983年投产，8天后全面达到设计指标，连续作业18个月。
1960年美国阿里斯一恰尔默斯公司(Allis-chalmos)开发了双层结构窑的ACCAR法，1965年发展成可控气氛回转窑直接还原法，可用煤与油或天然气为燃料。
1969年建成中间试验装置。
通过用不同燃料和铁矿石进行生产试验得出了生产指标和设计参数。
同时进行了改造φ3.5×50m的SL—RN窑的生产试运行，证明该工艺可使用多种燃料，有效控制窑内温度和气氛，产品的金属化和含碳量可控，生产率高。
1983年为印度奥里萨(Oressa)海绵铁公司建设的年产直接还原铁的ACCAR窑投产，采用全煤作业。
回转窑直接还原工艺不仅用于生产直接还原铁，由于它具有作业温度较低，料层薄，物料连续翻滚运动，料层内气体易于排出等特性，还被广泛用于多金属共生矿和含铁粉尘、尾矿等的综合利用。
1963年日本川崎公司(Kawasaki)根据krupp-Renn法实践建设了处理高炉和转炉粉尘的φ1.3×25m回转窑；1968～1977年分别在千叶厂和水岛厂建设了年产4万t和18万t还原铁的工业装置3套，以焦粉作还原剂，称川崎法(见川崎熔融还原法)；1971年日本住友金属公司(Sumitomo metal Co．)开发了用钢铁厂粉尘生产低品位海绵块用作高炉精料和同时回收锌的住友粉尘法(Sumitomo dust reduction)，1975年在和歌山厂建成年产16万t的工业装置，后与久保田公司合作开发了SPM法，在鹿岛厂建成月产1.8万t的工业装置，此外krupp 公司也开发了Recyc法处理粉尘，一方面可脱除多种易挥发元素，另一方面为高炉提供优质炉料。
此外南非海维尔德钢钒公司(Highveld steel & vanadium Co．)1969年采用回转窑直接还原-矿热电炉炼铁工艺实现了钒钛磁铁矿同时回收铁和钒的综合利用，年产热还原料260万t，是世界最大钒生产基地。
1981年新西兰也采用此工艺建成年产90万t还原料生产厂；希腊拉尔科公司用Krupp法处理贫镍矿(红土矿)生产含Ni7％～25％的镍铁或金属镍。
运出回转窑直接还原工艺渡程举例工艺特征回转窑法工艺流程如图示。
回转窑是与水平稍呈倾斜放置在几组支撑托轮上、内衬耐火材料可连续旋转的筒形高温反应器。
作业时，将一定粒度的铁矿石(块矿、球闭矿)、部分还原煤(包括返回炭)和脱硫剂按比例连续从窑加料端(尾端)加入，随着窑体转动(0.5～1.2r/min)，物料受摩擦力被带起一定高度并因重力作用翻滚落下，同时向窑排料端(低端)前移一小距离。
在窑排料端还设有还原煤喷送装疆，靠高压空气将适宜粒度的还原煤送入窑内，调节喷送空气量能有效地控制喷入距离和分布。
窑内物料加热和反应热由排料端和沿窑长装设的伸入窑内的供风管送入空气(一次风和二次风)，燃烧窑内还原煤释放的挥发分、还原反应生成的CO和碳提供。
如热量不足，可在窑头增设煤粉烧嘴补充。
物料在前移过程中逐渐被逆向的热气流加热，完成干燥、预热、碳酸盐分解、脱硫、铁氧化物(或其他元素)还原和渗碳反应等。
调节各风管供风量、煤粉和还原煤数量、粒度和分布，可灵活的控制窑内温度和分布。
使入窑铁矿石在窑内停留8～10小时和950～1100℃下转变成海绵铁。
有些回转窑为扩大高温还原带长度，在预热段安有埋入烧嘴，空气送入料层燃烧窑尾还原煤释放的挥发分，提高预热段温度。
从排料端排出的高温料通过溜槽落入冷却筒。
靠筒外喷水(或内、外同时喷水)将料冷却到120℃以下。
为改善物料运动强化冷却，筒内装有扬料板。
在回转窑卸料端及冷却筒两端安装有密封装置，生产时维持微正压，防止空气吸入发生再氧化。
冷却后的物料经筛分分级、磁选分离得出磁性颗粒料(直接还原铁)、磁性粉料、非磁性颗粒料和非磁性粉。
磁性粉料拌加黏结剂后压成块，与直接还原铁一起供电炉炼钢。
非磁性颗粒料含较高固定碳，可作还原剂重新利用。
因回转窑还原温度较高(950～1100℃)，产品比较安定，通常不需钝化处理。
回转窑直接还原铁含碳低(0.05％～0.3％)，S、P均<0.03％、金属化率按要求控制在88％～93％。
当使用细精矿为原料时，可采用细精矿造球，铺放在与回转窑加料端相连的链箅机箅床上，利用回转窑排出的高温废气将球团干燥、预热和固结，到一定强度后从链算机卸料端卸下进入回转窑继续还原作业。
用一套装置完成从精矿粉生产金属化球团过程。
称回转窑一步法省去细精矿生产氧化球团环节，简化生产工艺、减少建设投资、节省能源、生产费用降低。
工艺原理随着窑体连续旋转，入窑物料因摩擦力被带起，超过物料运动角后，在重力作用下从堆尖滚落到底脚。
因窑体倾斜，物料稳定的料流分布。
物料偏析对窑内还原过程和还原煤的利用极为不利。
物料轴向移行速度决定了其在窑内停留时间，也即决定了窑的生产率。
物料在窑内停留时间(min)可用下式表示：τ=L/v=L/knS式中L为窑体长度，m；v为轴向移行速度，m／min；k为窑体转一周物料滚落次数；n为窑体转速，r ／min；S为物料每次被带起落下所前移的距离，m。
S受多种因素影响，如窑的进、出料端设挡料圈；入窑铁矿石和还原煤的粒度、形状和密度差，以及热态物料性质变化等对移行速度引起变化等。
因此上式仅适于定性分析。
对颗粒状料可用Bayavd经验式来确定物料在窑内停留时间τ(min)：τ=θ(θ+θ’+24)/5.16nDgi式中θ为物料堆角，rad；θ'为物料在旋转窑内堆角的增值，θ'=n/(g/R)0.5，rad；R为窑的半径，m；D为窑直径，m；n为窑的转速，rad／min；g为重力加速度，m／s2；i为窑体倾角，rad。
回转窑直接还原工艺所需热量主要由窑头及窑中供入空气燃烧还原煤释放的挥发分、碳素和还原生成的CO提供。