美国钢铁协会(AISI)在国家能源部(DOE)的支持下,开发了AISI直接炼钢的熔融还原流程。AISI流程是目前国际上具有代表性的两步法熔融还原流程之一,它的预还原采用竖炉,终还原采用厚渣层的铁水熔池。在匹兹堡的USS公司的Universel进行了半工业试验,5年内共投入了6050万美元,为建立一套年产36.3万t的示范厂提供了一些依据。原计划在1994年开始设计,示范厂于1997年开始生产,争取2000年完全实现工业化。但从目前的有关资料看,关于AISI熔融还原流程的进展的报道不多。
关于AISI流程发展值得注意的是,它在在熔融还原半工业试验的基础上,开发了一项新技术,它不是用来代替现有的炼铁流程,而是处理钢铁厂固体废弃物,回收铁、碳和锌,固体废弃物主要是指钢铁厂产生的粉尘。该技术利用AISI-DOE过燃烧熔化技术获得熔融铁和有益金属,并分离有害元素。为此技术投入830万美元和10个月时间,在原熔融还原试验厂进行了工业试验。试验所用的原料为钢铁厂的固体废弃物,如高炉粉尘和瓦斯灰、转炉粉尘及泥浆和轧钢厂的泥浆。将不同废弃物按不同的配比做成球团和加入粘结剂的含碳球团,也尝试了喷吹部分粉尘的方法。
在试验中,喷吹在高炉和转炉由旋风除尘收集的粉尘,高炉和转炉粉尘进入到熔渣中进行得非常顺利,喷吹的粉尘量可以达到2.5t/h。所得到的产品为合格的制钢液生铁、作为建筑材料的炉渣、较高放热值的煤气和由除尘回收含有较高Zn的泥浆。
熔化炉产生的煤气量为1975m3/t,其热值为7.59x106J/m3,其中有害成分如H2S、COS、SO2和CS2等含量都低于环保要求。它可作为均热炉和代替部分天然气和焦炉煤气。经济分析表明,处理钢铁厂固体废弃物得到合格制钢生铁的费用为135美元/t,其中包括设备的折旧费用和扣出了出售煤气和作为有色金属原料的锌含量较高泥浆收入及不用掩埋这些废弃物节省的土地费用。由AISI工艺处理钢铁厂固体废弃物得到的生铁的价格要比正常高炉的生铁高出近30%,这也表明在治理环境污染时,必须给予额外的投入。
