典型的火法选矿法生产流程如图1所示。
回转窑长为60m,外径3.6m,窑斜度为2%~4%,内衬黏土砖,高温部分使用耐高温及耐酸性渣侵蚀更强的耐火材料。为冶炼工艺需要,窑的两端必须砌筑挡料圈。
铁矿粉及低质煤炭等按一定比例配料混匀,装入回转窑,随窑体回转向排料端运行,与逆向的樵烧产物进行物理、化学反应。逐步完成物料的干燥、预热,铁矿石还原,造渣、粒铁长大等过程,熔融状产物自排料端排出后急冷,然后破碎,磁选分离,得到粒铁与炉渣。
回转窑火法选矿法正常冶炼时,炉料在窑内运行6-8h,完成炼铁的一系列物理化学过程。自装料端至400℃区间,约占窑长的20%为预热带。从400℃至1100℃区间,约占窑总长的60%称还原带,物料在此主要进行碳气化反应和铁氧化物的还原过程。粒铁冶炼中铁氧化物的还原,主要以固体碳直接还原反应完成。还原生成的CO气体,覆盖料层表面,以防止料层上部空间强氧化性气氛对还原铁的再氧化。从卸料端向装料端约占总窑长的20%的区域,称为粒铁带、最高温度为1250~1300℃。物料在粒铁带,已还原的海绵铁随温度升高逐步渗碳、熔成铁珠并相互碰撞长大,料层内的还原反应仍在进行。随还原过程的减弱,为防止过度再氧化的发生,粒铁带炉渣中须有一定量的过剩碳 。