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冶金化工回轉窯則主要用于冶金行業鋼鐵廠貧鐵礦磁化焙燒，該回轉窯設備是使用固體還原劑(煤炭)進行直接還原，在貧鐵礦生產中具有重要應用價值。
由還原劑(0～3毫米粒度的煤炭)、小塊礦石和細粒石灰石(白云石)等組成的爐料由回轉窯窯尾投入，回轉窯窯體稍有傾斜，在回轉窯轉動時爐料逐漸向回轉窯窯頭運動。回轉窯窯頭設有燒嘴，使用能產生火焰的燃料(煤氣、燃油或煙煤粉)。產生的高溫窯氣抽向回轉窯窯尾，氣流與固體爐料逆向運動，逐步把固體料加熱，料溫達到 800℃左右，開始固體碳還原析出的CO在料層上部空間燃燒;放出熱量補充加熱。為了保持料層中還原氣氛，爐料配加的煤炭量必須超過還原反應的需要量。
按照出料溫度，回轉窯可以生產海綿鐵、粒鐵或液鐵。但以回轉窯海綿鐵法最重要。回轉窯煉鐵的主要優點是可以直接使用資源豐富的煤炭。其缺點是生產率低。最有代表性的回轉窯海綿鐵法是SL/RN和Krupp法，二者工藝流程基本相同。為了提高產量，減輕窯回轉窯內預熱段工作負擔，在窯前配置鏈篦機，能把入窯料加熱到 800℃。在回轉窯窯內配置隨窯體轉動的二次風機，以強化還原析出CO供燃燒(70年代以來改用氧化球團或塊礦入爐，取消了鏈篦機)。
還原出的海綿鐵經過回轉冷卻筒冷卻到150℃排料。把混合的剩余碳和吸硫的石灰清除后，得到產品。回轉窯海綿鐵產量在1980年占直接還原鐵的15%。中國曾于40年代初在四川綦江進行了日產10噸規模的海綿鐵生產試驗，金屬化率可達90%以上，但因鐵礦脈石無法分離，未能正常生產。 把回轉窯的出料溫度提高到1250℃左右，固體料呈半熔化狀態,已還原的鐵滴在滾動中聚合成小的鐵粒,出窯后水淬冷卻可與脈石雜質磁選分離，得到粒鐵。
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