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钒钛磁铁矿直接还原技术探讨王雪松攀枝花市科技局l 前言钒钛磁铁矿是一种含铁、钛、钒为主并伴生有少量铬、镍、钴、铂族、钪等多种可综合利用组分的矿物。
对钒钛磁铁矿进行开发利用研究的主要国家是南非、俄罗斯、新西兰和中国。
南非采用的是回转窑一电炉流程，主要回收铁和钒(震动罐提取钒渣)，电炉钛渣含30％左右二氧化钛，作为铺路或其他原料。
新西兰采用的也是回转窑一电炉流程，含二氧化钛28％-32％的钛渣没有利用，只回收了铁和钒(铁水包提钒)。
俄罗斯、中国攀钢和承钢采用高炉一转炉流程，只回收铁与钒(转炉提钒)，钛完全没有回收利用。
《攀枝花工业发展规划纲要(2004—2010年)》提出：2010年要达到年产1000万吨钢(其中攀钢本部年产钢60O万吨，地方企业年产钢400万吨)、20万吨钒渣和100万吨钛精矿的规模。
国家发改委明确要求限制发展容积小于1000立方米的高炉。
攀枝花地方企业受投资能力的限制，发展大容量高炉困难很大。
攀枝花“百年铁矿十年煤”资源不配套现状和炼焦煤的缺乏为攀钢进一步做大钢铁产业埋下隐患。
由于攀枝花特殊的陡峭山地条件，环境的承载能力较差，面对环境和资源的巨大压力，钒钛磁铁矿必须选择全面回收铁、钒、钛的综合利用道路。
近年来，以电炉炼钢短流程为标志的钢铁工业第三次技术革命使直接还原技术和生产有了突飞猛进的发展，沉寂了近l0年的攀西钒钛磁铁矿炼钢短流程开始复苏。
为此，本文分析总结了各种直接还原技术，对最具有产业化前景的环形转底炉工艺进行了探讨，提出攀枝花市发展直接还原技术的建议。
2 钒钛磁铁矿的特性及现有流程的弊端钒钛磁铁矿是多元素多种客晶矿物组成的以钛磁铁矿为核心的复合矿物。
在目前技术水平下选矿回收的主矿物钛磁铁矿是由磁铁矿(Fe3o4)、钛铁晶石(2FeTiO2)、钛铁矿(FeTi03)及镁铝尖晶石(MgAl204)等组成的类质象系列矿物，其中钛铁尖晶石及钛铁矿片晶石都具有强磁性，与磁铁矿致密共生，不能用机械方法分离，磁选出来的铁精矿Ti02含量高。
钒钛磁铁矿直接还原过程中钛酸镁生成及机理研究摘要钒钛磁铁矿是一种重要的资源，其主要产地在中国西南地区。
直接还原是一种重要的钒钛磁铁矿冶炼方法，钛酸镁是直接还原过程中生成的一种副产物，主要存在于钒钛磁铁矿中的钛铁矿中。
本文通过实验研究，探讨了影响钛酸镁合成的因素，分析了钛酸镁合成的机理，并提出了一种新的合成钛酸镁的方法，可以提高钛酸镁的合成率，为磁铁矿冶炼提供了新的思路。
关键词：钛酸镁；钒钛磁铁矿；直接还原；机理研究ABSTRACTVanadium-titanium magnetite is an important resource, mainly located in the southwest of China. Direct reduction is an important method for vanadium-titanium magnetite smelting, and magnesium titanate is a by-product generated during the direct reduction process, mainly present in ilmenite in vanadium-titanium magnetite. In this paper, the factors affecting the synthesis of magnesium titanate were studied through experimental research, the mechanism of magnesium titanate synthesis was analyzed, and a new method forsynthesizing magnesium titanate was proposed. The proposed method can effectively increase the synthesis rate of magnesium titanate and provide a new idea for magnetite smelting.Keywords: Magnesium titanate; Vanadium-titanium magnetite; Direct reduction; Mechanism research一、引言钒钛磁铁矿是一种重要的铁矿石资源，其中含有大量的钛、钒等有价元素。
钒钛磁铁矿直接还原工艺探讨陈凌;张贤明;刘先斌;欧阳平【摘要】The direct reduction of vanadium-titanium magnetite is the key point of its comprehensive utili-zation . By summarizing the present research of the coal-based direct reduction and gas-based direct reduc-tion of vanadium-titanium magnetite,the characteristics of the coal-based direct reduction process and gas-based direct reduction process of vanadium-titanium magnetite are compared and analyzed. On this basis, the gas-based shaft furnace direct reduction process is analyzed, which can be applied to the efficient smelting of vanadium titanium magnetite in large-scale production. And the gas-based shaft furnace direct reduction process of vanadium-titanium magnetite which is suitable for the characteristics of resources in China is discussed.%钒钛磁铁矿的直接还原是实现钒钛磁铁矿综合利用的关键，在总结钒钛磁铁矿煤基直接还原和气基直接还原研究现状的基础上，对煤基直接还原工艺和气基直接还原工艺在钒钛磁铁矿还原上的特点进行了对比分析。
钒钛磁铁矿直接还原试验研究
钒钛磁铁矿是一种重要的矿产资源，其中含有丰富的钒、钛等元素，
具有广泛的应用前景。
然而，传统的冶炼方法存在能耗高、污染严重
等问题，因此，研究钒钛磁铁矿的直接还原技术具有重要的意义。
近年来，国内外学者对钒钛磁铁矿的直接还原技术进行了广泛的研究。
其中，以煤为还原剂的直接还原技术是目前应用最为广泛的一种方法。
该方法的原理是利用煤的还原性质，将钒钛磁铁矿中的氧化物还原成
金属或金属间化合物，从而实现钒、钛等元素的提取。
在实际应用中，钒钛磁铁矿的直接还原技术还存在一些问题。
例如，
煤的还原性能受到多种因素的影响，如煤的品种、粒度、含灰量等，
因此，需要对还原条件进行优化，以提高还原效率和产品质量。
此外，钒钛磁铁矿中还存在一些难还原的氧化物，如Fe2O3等，这些氧化物的还原需要更高的温度和更长的时间，因此，需要进一步研究还原机理，以优化还原工艺。
总的来说，钒钛磁铁矿的直接还原技术具有广阔的应用前景，但在实
际应用中还存在一些问题需要解决。
未来，我们需要进一步深入研究
钒钛磁铁矿的还原机理，优化还原工艺，提高还原效率和产品质量，
为钒钛磁铁矿的开发利用提供更好的技术支持。
钒钛铁矿的直接还原工艺我国富有钒钛磁铁矿，特别是四川攀西地区的储量达到100亿吨以上。
目前钒钛磁铁矿的利用途径主要是传统的“高炉—转炉”流程回收铁和钒，而钛则由于进入高炉渣，目前尚无合理手段回收利用，从而造成钛资源的浪费。
采用直接还原技术冶炼钒钛磁铁矿，是实现铁、钒、钛资源综合利用的一个重要研究方向。
近年来，攀钢集团公司对钒钛矿直接还原工艺开展了研究，取得了重要进展。
与普通矿不同，钒钛磁铁矿直接还原具有自己的特点，一是矿相结构复杂，含铁物相还原难度按Fe2O3、Fe2TiO5、Fe3O4、FeO、Fe2TiO4、FeTiO3、FeTi2O5顺序递增，且固溶MgO增加了还原的复杂程度和难度。
二是贮存于2FeO·TiO2、FeO·TiO2和FeO·2TiO2中的铁较难还原，约占全铁含量的1/3以上，因而钒钛磁铁矿直接还原需要更高的还原温度、更好的还原气质量和更长的还原时间。
三是还原过程中出现的膨胀和粉化现象比普通矿更严重。
攀钢的研究工作表明：采用回转窑、竖炉、流化床、焦炉式等设备进行直接还原钒钛磁铁矿，均存在着不同程度的工艺与设备难题，如回转窑结圈、竖炉结瘤等。
相比之下，转底炉的工艺特性和设备特点能够很好地满足钒钛矿直接还原的要求，是钒钛矿直接还原及资源综合利用的较好选择。
由于转底炉直接还原具有高温、快速的工艺特点和炉底与炉料相对静止不动的设备特点，能够缓解还原过程球团膨胀粉化的严重程度，降低球团强度的要求，从而获得更好的可操作性，使其能够满足钒钛磁铁矿直接还原要求，实现铁、钒、钛资源综合回收利用。
攀钢现已建设年处理钒钛矿10万吨的直接还原转底炉试验生产线，以加快钒钛矿直接还原及钒钛资源综合利用的产业化进程。
转底炉是直接还原的关键设备，同时需要解决燃烧供热、传热和还原的问题。
关键在高温还原二区，为了获得适宜的气氛组成、避免球团表面再氧化，二次空气的控制必须精确。
另外，布料装置的设计采用振动给料，通过数学模型控制，确保扇形料面均匀。
我国钒钛磁铁矿直接还原分析摘要本文概括地介绍了我国钒钛磁铁矿资源分布情况。
钒钛磁铁矿是重要的资源，世界各国的研究及生产实践表明，使用高炉冶炼法钒钛磁铁矿是难以冶炼的铁矿石。
因此钒钛磁铁矿冶炼大量使用非高炉冶炼法，即采用直接还原法。
本文详细地阐述了直接还原法中隧道窑、回转窑、转底炉、竖炉这四种常见炉的结构、反应原理、国内工艺现状及反应特点，并指出了我国钒钛磁铁矿直接还原工艺的发展方向。
关键词钒钛磁铁矿直接还原隧道窑回转窑转底炉竖炉前言目前国外钒钛磁铁矿主要分布在南非、前苏联、新西兰、加拿大、印度等地。
我国钒钛磁铁矿矿床分布广泛，储量吩咐，储量和开采量居全国铁矿的第3位。
已探明储量98.3亿吨，远景储量达300亿吨以上，主要分布在四川攀枝花地区、河北承德地区、陕西洋县、甘肃什斯镇、广东兴宁几山西代县等地区。
钒钛磁铁矿冶炼的利用问题，远在上19世纪上半叶，瑞典、挪威、美国、英国都进行过试验，均未取得结果。
20世纪30年代开始日本、前苏联开始在不同容积的高炉上研究冶炼钒钛磁铁矿的工艺，结论是：炉渣中TiO2 限制在16%以下，实际生产中采用配10%—15%的普通矿冶炼含钒生铁，渣中TiO2为9%—10%，TiO2含量越高冶炼难度越大。
世界各国的研究及生产实践表明，钒钛磁铁矿是难以冶炼的铁矿石。
通过多年的努力，钒钛磁铁矿已解决高炉冶炼等多项技术难题，逐渐形成了以高炉-转炉流程为主的综合回收其中铁、钒和钛的技术路线，实现了铁、钒和钛元素的大规模化利用，形成了铁钒钛系列产品的大规模工业生产能力。
然而高炉-转炉流程最大的缺点是：为了利用钒钛磁铁矿中的铁和钒浪费了大量的高钛型炉渣，造成钛资源的严重浪费，又造成很大的污染，从而形成了巨大的环境压力，所以开发适宜钒钛磁铁矿综合回收利用的工艺流程势在必行。
本文对钒钛磁铁矿煤基直接还原工艺的炉体结构、原理、特点、现状、投资价格进行简单探讨，指出煤制气-竖炉直接还原工艺为还原钒钛磁铁矿的发展提供新的途径。
直接还原处理钒钛矿资源的几种典型工艺评述第一章：绪论1.1 钒钛矿资源的现状和发展前景1.2 钒钛矿资源处理的意义和方法第二章：物理法处理钒钛矿2.1 浮选法2.2 重选法2.3 磁选法2.4 电选法第三章：化学法处理钒钛矿3.1 湿法冶金法3.2 热法冶金法3.3 氧化-浸出法3.4 硫酸焙烧-水浸法第四章：物化法处理钒钛矿4.1 直接还原法4.2 氧化还原联合法4.3 复杂物化法处理第五章：综合流程处理钒钛矿5.1 从矿物晶体到纯品的全流程处理5.2 生产过程自动化控制5.3 环保方面的措施结论：对各种处理钒钛矿的方法进行比较，总结利弊，提出完善性意见。
第一章：绪论1.1 钒钛矿资源的现状和发展前景钒钛矿是一种富含钒和钛元素的矿物石。
作为珍稀金属资源之一，钒和钛的应用广泛，涉及到冶金、航空、航天、化工、环境保护等多个领域，拥有巨大的经济价值。
钒和钛的需求量呈现稳步增长的趋势，但目前全球钒钛矿资源形势仍然不容乐观，资源的储量有限，加上开采费用高，环境保护压力大等各种因素，制约了钒钛矿资源的开采和利用。
1.2 钒钛矿资源处理的意义和方法钒钛矿资源的处理是指利用不同的物理、化学和物化等工艺方法将钒钛矿中的钒和钛分离提取的过程。
钒和钛都是贵重的金属元素，其在现代工业生产中的应用十分广泛，但是从钒钛矿中提取和分离是一项复杂的技术工艺，需要应用多种技术和方法相结合，才能达到较为理想的效果。
钒钛矿内部成分异质性大，资料中发现的新品种、新矿体因堆现金矿不能被完全利用，因此进行钒钛矿的处理具有重要的意义。
常见的处理方法包括物理法、化学法、物化法和综合流程。
物理法即通过物理性质如磁性、密度等的差异，将矿物从矿石中分离出来；化学法是通过化学反应，将钒和钛元素从矿石中分离，生成其他物质；物化法则是通过将物理和化学方法相结合，进行熔炼、冶炼等工艺过程，使钒和钛元素得以提取和分离。
综合流程则是将多种方法和工艺相结合，形成一套完整的钒钛矿处理流程。
钒钛磁铁矿直接还原工艺引言钒钛磁铁矿是一种重要的矿石资源，其中含有丰富的钒、钛元素。
钒和钛在钢铁冶炼、航空航天、化工等行业中具有广泛的应用，因此钒钛磁铁矿的提取和利用一直备受关注。
本文将介绍钒钛磁铁矿的直接还原工艺，包括原理、工艺流程及其在工业生产中的应用。
原理钒钛磁铁矿的直接还原工艺是指将钒钛磁铁矿矿石在高温条件下与还原剂发生还原反应，将其中的金属氧化物转化为金属粉末，最终得到钒钛金属的工艺过程。
该工艺的主要原理包括以下几个方面：1.矿石的还原性：钒钛磁铁矿中的钒、钛氧化物具有较好的还原性，可以在高温下与还原剂发生直接还原反应，生成金属粉末。
2.还原剂的选择：常用的还原剂有碳粉、冶金焦炭等，它们在高温条件下与钒钛磁铁矿中的氧化物发生反应，将氧化物还原成金属。
3.温度和气氛的控制：根据不同的矿石成分和还原剂的种类选择适当的还原温度和气氛，以促进反应的进行并提高还原效率。
工艺流程钒钛磁铁矿的直接还原工艺流程较为复杂，下面将其分为以下几个步骤进行详细介绍：1. 矿石的预处理钒钛磁铁矿从矿山中采集回来后，首先需要进行预处理。
常见的预处理操作包括破碎、磨矿和筛分等。
通过破碎可以将较大的矿石块破碎成适当的颗粒大小，然后通过磨矿将其粉磨成细粉。
最后，通过筛分将矿石粉末进行分级，去除杂质。
2. 原料混合将经过预处理的钒钛磁铁矿与适量的还原剂进行混合均匀，以确保在还原过程中有足够的还原剂参与反应。
3. 还原反应将矿石与还原剂混合物放入高温炉中，根据需要选择适当的还原温度。
在高温条件下，矿石中的氧化物将与还原剂发生反应，生成金属粉末。
4. 金属分离经过还原反应后得到的产物中同时含有钒、钛金属粉末和其他杂质。
需要通过分离工艺将金属粉末与杂质分离开来。
常用的分离方法有磁选法、重选法等。
5. 精炼和提纯钒钛金属粉末中可能还存在少量的杂质，需要进行精炼和提纯，以满足工业生产的需求。
常用的精炼和提纯方法包括熔炼法、电解法等。
4.1 回转窑还原工艺4.1.1 回转窑还原工艺流程回转窑是一个稍呈倾斜放置在几对支撑轮(托轮)上的筒形高温反应器。
作业时窑体按一定转速旋转，钒钛磁铁矿球团与还原煤(部分或全部)从窑尾加料端连续加入，并加入脱硫剂控制产品含硫。
随窑体转动，固体物料不断地翻滚，向窑头排料端移动。
排料端设置主燃料烧嘴和还原煤喷入装置，提供工艺过程所需要的部分热量和还原剂。
沿窑身长度方向装有若干供风管(或燃料烧嘴)向窑中供风，燃烧煤释放的挥发分、还原反应产生CO和煤中的碳，用以补充工艺所需大部分热量和调节窑内温度分布。
物料移动过程中，被逆向(或同向)高温气流加热，进行物料的干燥、预热、碳酸盐分解、铁氧化物还原以及熔碳渗出反应。
煤炭资源在世界能源分布中占很大比例，许多国家都在大力开发以煤为还原剂的固体还原剂法，这种方法的主导工艺是煤基回转窑直接还原法。
褐煤是回转窑直接还原的较佳能源，攀枝花钒钛磁铁矿直接还原新流程以褐煤为能源，有利于回转窑顺行，强化及降低煤耗，并且原燃料均立足于西南地区，经济上也是合理的。
其工艺流程如图4-1所示。
图4-1 回转窑还原工艺流程回转窑还原过程示意图如图4-2所示，图4-2 回转窑还原过程示意图钒钛磁铁矿以褐煤为能源回转窑直接还原除适应了焦煤资源日益匮乏的形势外，还具有如下优点：（1）回转窑具有较大的燃烧空间和热力场，可以供应足够的空气，是一个装备优良的燃料燃烧装置，能够保证燃烧的充分燃烧，可以为钒钛磁铁矿的还原提供必要的热量。
另外，回转窑具有比较均匀的温度场，可以满足钒钛磁铁矿还原过程中各个阶段的换热要求。
（2）以煤代焦，可以省去高炉流程的炼焦与烧结工序，不但缩短工艺流程，而且减少环境污染。
（3）钒钛磁铁矿回转窑直接还原产品（海绵铁、金属化球团）在钢铁生产中主要作为废钢代用品，为电炉炼钢提高优质铁资源，满足电炉生产优质钢材的需要。
回转窑直接还原产品海绵铁的粒度均匀，性能稳定，更有利于实现电炉进料操作自动化，缩短冶炼周期。
（4）钒钛磁铁矿回转窑直接还原工艺与传统的高炉炼铁工艺比较，其设备简单，投资少，效益明显，适用于地方钢铁工业，弥补了高炉——转炉生产工艺的不足。
（5）回转窑工艺较适合于钒钛磁铁矿等复杂矿的冶炼，可实现冶金灰尘及各种工业废渣的回收利用。
减少环境污染，降低了钢铁生产能耗。
这些特点使得回转窑直接还原钒钛磁铁矿工艺具有迅速发展的可能。
将“钒钛磁铁矿以煤为能源回转窑直接还原—电炉熔分炼钢—熔渣提取钒钛”是综合利用铁、钒、钛的新流程之一。
西南地区丰富的水电资源与煤储量，为这一流程提供了足够的能源条件。
4.1.2 回转窑还原工艺各工序描述细粒煤(0～3mm)作还原剂，0～3mm的石灰石或白云石作脱硫剂，以及经过链篦机干燥预热的钒钛磁铁矿球团组成的炉料由窑尾加入，因窑体稍有倾斜(4%斜度)，在窑体以4rpm 左右速度转动时，炉料被推向窑头行进。
窑头外侧有烧嘴燃烧燃料，燃烧废气则向窑尾排出，炉气与炉料逆向运动，炉料在预热段加热，蒸发水分及分解石灰石，达到800℃的温度后，在料层内进行固体碳还原。
具体过程为：（1）配料球团的配料包括四个部分：钒钛磁铁矿粉、煤粉、添加剂和粘结剂。
——钒钛磁铁矿粉是配料的主要部分，约占75%～85%。
——煤粉是还原剂，在配料中占15%～25％，将金属铁还原出来。
——粘结剂帮助成球，使生球强度能够满足生产工艺要求，在配料中加入1%～2％。
——添加剂可缩短还原周期和提高金属化率。
（2）混料混料工段包括混合和加水，其目的是使钒钛磁铁矿粉、煤粉、添加剂和粘结剂充分混匀，并添加适当的水。
混合料的水分含量适度，是保证产品质量的关键。
混合不匀，直接关系产品的收得率；加水是否合适，直接影响压球机的正常作业和生球强度，所以混料工作十分重要。
在通常情况下，混合料的水分以7%～8％为宜。
混合料堆比重一般在（1.2～1.6）g/cm3之间。
（3）压球含碳球团的成型方法有两种。
1）滚球法：将磨细的铁矿粉、煤粉和粘结剂按照一定的比例配好，混匀后在圆盘或圆筒造球机中滚动成球。
滚动成球的基理是靠微细颗粒间水的毛细管作用力和分子间的引力。
此工艺适用于外配碳球团还原法。
2）压球法：工业中多采用对辊压球机，少数采用冲压机。
压球的优点在于对原料的粒度要求不太严格，且可以根据工艺的要求压成各种形状的球（或块），如圆形、枕头形、椭圆型、水滴型、菱形等。
此工艺适用于内配碳球团还原法。
抗压强度、落下强度是生球的强度指标，要求单球平均抗压强度在1kg 以上，平均落下强度应在3次以上。
（4）球团的干燥与预热钒钛磁铁矿生球水分含量高，直接入窑还原会因水分剧烈汽化而致生球爆裂，同时大量吸收窑内热量使热耗增加。
通过干燥和预热可以使球团安全的承受预热阶段的温度应力，还可以提高生球的强度，提高设备的生产率。
链篦机是对生球进行干燥和预热的设备，一般安装在衬有耐火砖的室内，分为干燥室和预热室两部分，篦条下面有风箱，生球经多辊布料器布在链篦机上，随同篦条向前移动。
在干燥室，生球被从预热室抽过来的250～450℃的废气干燥，然后进入预热室，被从回转窑出来的1000～1100℃氧化性废气加热，发生部分氧化和再结晶。
通过干燥和预热，钒钛磁铁矿球团强度大大增加（可达15公斤/个球以上），窑内球团粉化率大幅降低。
同时，钒钛磁铁矿焙烧后预热球的Fe2O3含量增加，有害杂质S等得到部分去除，为回转窑的还原提供有利条件。
（5）回转窑直接还原的过程回转窑还原过程主要包括以下几个方面：1）窑内炉料运动窑体旋转很慢，由钒钛磁铁矿球团，细粒煤以及脱硫剂组成的物料，在摩擦力作用被窑体带起，超过物料运动角后，在重力作用下，自堆尖滚落到底脚，因窑体倾斜，物料也前移一小段距离。
同一回转窑内，物料在窑内的停留时间与填充率成正比。
提高填充率有利于物料加热和还原，提高单位窑容产量。
近年来国外作业窑的填充率已提高到20％~25%。
2）窑内气体流动。
还原性回转窑按气流与物料流向有逆流和顺流之分。
目前多数直接还原回转窑均采用逆流窑。
钒钛磁铁矿回转窑直接还原工艺中，褐煤分别从窑身加入和窑头喷入，前者需确定合适位置，后者需选择合适的喷吹参数。
研究表明，当风速较小时，总煤量大部分靠近窑头，而风速较大则远离窑头；在风速相同条件下，细粒煤靠近窑头，粗粒煤远离窑头，前者在靠近窑头处燃烧及防止已还原球的再氧化均有好处，后者在窑内充分起还原剂作用，这种分布规律适合工艺需要。
近年来，许多工艺都将部分高挥发分还原煤改从窑头排料端喷入，并在窑尾段设置埋入式送风管，从而使挥发分得以高温析出并在窑内充分燃烧，改善了窑内温度分布和能量利用，也提高了窑尾温度，物料的加热也得到了改善，提高了设备生产能力。
3）窑内燃烧要提高回转窑生产率，除了提供充足的热量外，还应尽量扩大高温带长度。
煤粉不仅有良好的反应性，也有高的燃烧性。
由于窑内料层表面同二次风接触，褐煤燃烧性好，会使煤耗增大，钒钛磁铁矿球团得不到足够煤量的还原与保护，金属化率将会下降。
由此可见，用褐煤还原钒钛磁铁矿球团时，提高料层填充率就十分重要。
料层上部空间不含O2时，金属化率基本不受填充率影响, 不管料层厚薄，金属化率都比较高。
一旦料层上部空间有O2时，由于燃烧性好的作用，金属化率就会下降，含O2越多，下降越剧烈。
若提高填充率就能抑制含O2气氛的不利影响。
提高填充率对抑制褐煤燃烧性好的不良影响有积极作用，而控制一、二次风量和窑内空间氧化气氛，则可减少燃烧性所起作用的条件。
4）窑内热交换回转窑内热气流以辐射和对流方式加热物料和窑衬，窑衬所得热量又通过辐射传给物料、以传导方式将热量传给与之接触的物料。
5）窑内温度分布提高温度会促进窑内铁氧化物还原反应进行，但窑内最高作业温度的确定必须考虑到钒钛磁铁矿软化温度和还原褐煤灰分软熔特性。
一般情况下，钒钛磁铁矿矿回转窑直接还原的最高作业温度应低于原料软化温度和灰分软化温度100℃～150℃，选择最高操作温度为1030～1050℃，同时为保证获得85％以上的金属化率，应保持1000℃以上的高温区占窑长的一半左右。
在允许温度下，扩大高温区长度有利于窑内钒钛磁铁矿的还原，可有效提高生产率。
为此，还原回转窑采取了窑中供风或供燃料的手段，借助于改变供入空气量或燃料量，调节窑内可燃物的燃烧，以使温度分布更加理想。
6）回转窑内的还原回转窑内的物料在热气流的加热下被干燥、预热并进行还原反应。
还原性回转窑可分为预热带和还原带两部分。
在预热带物料没有大量吸热的反应，水当量小，虽然热速度比较小，但物料温升却比较大。
由于铁矿石与还原剂密切接触，还原反应约在700℃开始。
物料进入还原带后，还原反应大量进行，反应产生的CO从料层表面逸出，形成保护层，料层内有良好还原气氛。
料层逸出气体与空气燃烧形成稳定的氧化或弱氧化气氛。
因此回转窑还原有两种不同的气体。
窑内还原反应分为二步：CO2 + C = 2CO （1）F n O m + mCO = nFe + mCO2（2）气化反应在高炉冶炼过程是不希望的，而回转窑过程则是不可少的，进行得越快，越有利于窑内还原反应。
在不致产生结圈的前提下，窑内维持较高的温度，不仅有利于燃烧反应快速进行，而且使其窑头喷入的粉煤，窑中加入煤的燃烧生成的CO浓度增加，气化反应得以顺利发展，有利于窑内钒钛磁铁矿的还原反应。
由于气化属增压反应，窑内压力增加对反应不利，所以，当回转窑为了防止大量吸入冷空气而采用正压操作时，其正压值应当尽量的小，做到两兼顾。
攀枝花钒钛磁铁矿由于共生有钒钛等元素，因而它的还原是一个复杂的过程。
尤其在回转窑内，还原剂有气态的CO，H2(H2主要来自煤挥发物和少量的水的反应产物)以及固态的C，而且CO的还原作用又受煤气化反应的制约，这就更增加了过程的复杂性。
通过热力学和动力学的分析，在回转窑的特定条件下，C的还原作用是较为次要的，所以有时为了对窑内铁氧化物的还原过程进行分析计算，将过程简化为还原剂主要是CO和H2，而略去C在其中的直接还原作用。
钒钛磁铁矿球团在回转窑中用煤粉还原的还原历程可以简写为：7）回转窑脱硫入窑硫少量由铁矿石带入，大量(60％~90％)是还原剂和燃烧煤带入的。
钒钛磁铁矿中硫主要呈FeS2，FeS和磁黄铁矿形态。
矿石入窑后，随着温度升高，FeS2开始分解(300~600℃)，900℃分解激烈进行。
煤中硫的形态复杂，多为有机硫、硫化物(FeS2，FeS，磁黄铁矿)和硫酸盐(CaSO4，Fe2(S04)3)三种形态。
由于加煤方法和条件不同，窑内行为也有差异。
就多数煤粉来说，含硫多在 1.5％以上。
高硫煤粉的使用，有三种途径: 用碱性灰份褐煤控制海绵铁含S量；用酸性灰分褐煤配用碱性灰分煤粉控制海绵铁含硫量；酸性灰分褐煤加脱硫剂。
通常认为还原钒钛磁铁矿时，回转窑用白云石或脱硫效果好，可使海绵铁含硫量＜0.07％。
