前些年, 国外开发了一些非高炉炼铁技术, 主要是熔融还原技术。虽然这些非高炉炼铁技术取得了一定的成果, 但因为高炉炼铁的生产规模大、能耗低、效率高、质量好, 据有关专家估计, 在较长的一段时间内其他炼铁方法无法与之相比 。特别是目前先进的高炉的喷煤量已经达到260 kg/ t (Fe) , 生铁的成本在100 美元/ t 左右。这些都为已经开发成功的熔融还原技术的推广带来许多困难, 使一些需要进一步完善的熔融还原技术更是举步艰难。面对这种情况, 国外的一些研究开发公司及时地将熔融还原的技术应用到处理固体废弃物中, 并取得了很好的结果。
日本川崎公司自70 年代以来, 开发出一种使用廉价铁矿粉, 低质焦炭和煤的熔融还原流程, 并在1986 年进行了半工业试验, 已具备了工业化条件。该熔融还原被称为Kawasaki 流程, 特点是采用了双排风口和炉内存在焦炭床。由于该技术采用一些低质的焦炭, 与当时熔融还原的全部采用煤代焦的主体指导思想不符, 故这项技术一直没有得到人们的重视。在20 世纪90 年代, 川崎千叶制铁所投资70亿日元, 在该项技术的基础上, 开发了处理炼钢粉尘和轧钢厂水处理时产生污泥的方法, 也称之为粉尘精炼炉 。
川崎千叶首先通过在内径为1.2 m, 高为3.64m 双层风口的半工业试验炉进行喷吹粉尘实验。取得了热金属温度为14201560 , 其中铬含量大部分为10 % , 渣中FeO 和铬含量分别为1 % 和0.5 % 的结果。之后, 建立了容积为140 m3 用于生产中的粉尘精炼炉, 并直接与千叶厂第四炼钢车间连接, 处理钢厂粉尘和轧钢厂的污泥, 各占50 % , 其粒度为10~ 700 m, 水分脱干到0.5 %以下。经过6 个月达到了预定日产140 t 热金属的目标。
粉尘精炼炉下部设有两段风口, 上段风口喷吹粉尘和少量热风, 大部分的热风从下段风口吹入。小块焦炭从炉顶将焦炭加入, 在炉内会形成一个焦炭料层。下段风口前易形成高温燃烧区, 上部风口喷入粉尘在高温燃烧区内被熔化, 还原和渣金分离。炉顶产生的煤气( CO 为53 %~ 55 %, H2 为1 %~2 % ) ; 其放热值为6.99X106 J/ m3, 可作为钢铁厂的煤气。
以前转炉粉尘进行团块处理后, 供给高炉和转炉使用, 金属回收率较低。千叶厂第四炼钢车间生产的是特殊钢( 包括不锈钢) , 粉尘中含有许多贵重金属。采用该方法处理粉尘, 金属回收率由原来的90 % 提高到97 % , 而且可处理以往不处理轧钢废水中的污泥, 同时回收Cr、Ni 等贵重元素。这项原本为熔融还原炼铁开发的技术, 最后被成功地利用来处理工业固体废弃物。
