川崎熔融還原法

川崎熔融還原法(kawasaki soeltingreduc-tion process)是指日本川崎鋼鐵公司開發的以預還原流態化牀與熔融還原豎爐作為聯合設備的熔融還原鍊鐵工藝。該工藝要點是用富氧熱風並以低質量焦炭粉作為燃料和還原劑，直接用粉礦進行預還原，然後在熔融還原豎爐完成鉻還原的二步法熔融還原。目標是用非焦煤替代焦炭為能源冶煉生鐵 ^[1]  。

川崎鐵鋼技術研究所於1979年開始研究熔融還原工藝口當時的目的是以鉻鐵礦熔融還原生產鉻鐵。1979年以前除完成實驗室部分基礎研究外，主要是對鐵礦石熔融還原進行了研究。1979年起研究重點轉向鉻鐵礦熔融還原，當年在千葉縣川崎技術研究所立一個日產0.5t生鐵的實驗裝置。在實驗室工作基礎上，1983年建成包括預還原流化牀和用焦炭的氣化豎爐實驗廠，其設備能力為日處理鉻鐵礦2t或還原鐵礦5t。1986年在川崎千葉鋼鐵廠建成一座直徑1.2m，高6.3m，容積4.1m，日產10t生鐵的熔觸還原中間試驗裝置。在此裝置進行了5次試驗，產品以鉻鐵為主，同時也進行過生鐵和鎳鐵的冶煉試驗 ^[2]  。

川崎熔融還原鍊鐵包括流態化礦粉預還原一豎爐熔融還原和精礦粉直接噴入豎爐進行熔融還原兩種工藝。

主要設備由預還原流態化牀和熔融還原豎爐兩部分組成。熔融還原豎爐類似高爐，內裝低質量焦炭，豎爐下部設雙排風口。下層風口向高温焦炭層吹入富氧熱風和煤粉，預還原礦粉以富氧熱風為載體經上排風口吹入，在上排風口前端形成一疏鬆的燃燒區，以保證礦粉的順利噴入，富氧熱風除與灼熱的焦炭反應外，還與預還原礦粉中的金屬鐵反應，放出較多熱量將有助於預還原礦粉的迅速熔化，穿過高温焦炭層時被還原、滲碳、脱硫和實現渣鐵分離。豎爐風口帶焦炭燃燒和還原產生的CO₂，在上升穿過高温焦炭層時與焦炭反應轉化成CO，使煤氣進一步富化，經豎爐上部出口進入除塵系統，處理後進入預還原流態化牀，將礦粉加熱和還原，預還原礦粉借自重經輸料管送至上排風口前被高速氣流吹入豎爐。

冶煉鉻鐵時，在向流化牀送入富CO煤氣同時加入碳氫化合物，以促進預還原過程。省去預還原流化牀時，沒經預還原的礦粉直接由儲礦倉經重力輸料管送到上排風口前吹入豎爐。而豎爐產生的，CO煤氣經除塵淨化後供外送 ^[1]  。

據中間試驗豎爐的多次試驗結果，預測工業生產時可能獲得的主要技術指標如下：鐵礦粉1500kg/t，低質焦炭430kg/t，焦粉220kg/t，氧氣200m/t，石灰石120kg/t；風温1250℃，風量1740m/t；預還原礦還原度65%，預還原尾氣量2470m/t，預還原爐尾氣温度730℃。

技術特點有：

(1)採用粉煤和低質焦炭等低質能源；

(2)直接使用粉礦，簡化了流程，改善了還原性；

(3)具備冶煉和制氣兩大功能。

解決過程煤氣利用是本工藝一個重要環節 ^[3]  。