姜娟娟等：二氧化碳绿色洁净炼钢技术及应用 5 CO,5 m3min(standard conditions) 该技术在首钢京唐钢铁联合有限责任公司， 10 … 取得了显著降低钢水过氧化的效果，碳氧积变 8 0,2.5 nmin· 化如图13所示，转炉终点碳氧积降至<0.0015，渣 Si、Mn (standard conditions) 中TFe质量分数降低4.59%，钢铁料消耗降低 6 period 1.95kgt,对于超低碳汽车板等品种终点氧质量 4 Decarburization end 分数降低超过了0.01%.电弧炉炼钢应用本技术 Decarburization 后，冶炼终点平均碳氧积降低了3×10~5x10, period 碳氧积变化如图14所示，推动了高品质特钢产品 8 0 20 40 60 80 100 质量提升.该创新技术已在甘肃酒钢集团宏兴钢 Ratio of real-time oxygen blowed in total oxygen consumption with the steelmaking process/% 铁股份有限公司等多家企业应用. 图10不同介质C0产生量随吹炼进程变化 0.12 Fig.10 Variation of CO production in different media with the blowing .Conventional process 0.10 ■Co2 process process CO2利用率及混入比例下，CO分压变化如图11 0.08 所示，CO分压可降低21.5%.不同CO,混人比例 0.06 下，射流动能的变化如图12所示，可提高8%.发 明了转炉CO2O2混合顶吹稀释强化氧调控技术 0.04 及动态预报软件，利用高比例CO2进行终点强搅 0.02 拌，显著减少了钢液过氧化，是转炉炼钢终点控制 0.020.030.040.050.060.070.080.090.10 方法的重要突破 C mass fraction/% 图13300t转炉终点钢液碳氧积 CO:utilization rate=0.1 Fig.13 End-point carbon and oxygen equilibrium in the liquid steel of CO,utilization rate=0.2 the 300 t converter CO,utilization rate=0.3 80000 CO,utilization rate=0.4 : △Ar 0.05 C Co, 60000 40000 20000 0.03 8 204060.80 100 CO,mixing ratio/% 0.02 图11纯氧及CO2混合顶吹下C0分压 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 Fig.11 Partial pressure of CO under top blowing of pure oxygen and C mass fraction/% mixed CO 图14电弧炉终点钢液碳氧积 Oxygen supply volume 300 Fig.14 End-point carbon and oxygen equilibrium in the liquid steel of 140 Jet-flow kinetic energy densi the electric arc furnace (Jet velocity=o00 m 120 280 100 260 C02回收与利用 80 240 CO2分离、压缩和液态CO2储存的应用技术 220 的日益成熟29别，为本技术的推广应用提供了基 础，本技术扩大了二氧化碳资源化应用的规模， 200 20 40 60 80 100 图15展示了二氧化碳回收处理的工艺路线.本技 CO,mixing ratio/% 术通常选择钢厂石灰窑作为二氧化碳气源，这样 图12射流供氧-动能随C02比例变化 Fig.12 Variation of the jet oxygen supply-kinetic energy with the CO. 既消耗了钢铁企业排放的二氧化碳，又由于石灰 ratio 窑与炼钢厂距离较近，节省了二氧化碳的运输成CO2 利用率及混入比例下，CO 分压变化如图 11 所示，CO 分压可降低 21.5%. 不同 CO2 混入比例 下，射流动能的变化如图 12 所示，可提高 8%. 发 明了转炉 CO2−O2 混合顶吹稀释强化氧调控技术 及动态预报软件，利用高比例 CO2 进行终点强搅 拌，显著减少了钢液过氧化，是转炉炼钢终点控制 方法的重要突破. 100000 CO2 utilization rate=0.1 CO2 utilization rate=0.2 CO2 utilization rate=0.3 CO2 80000 utilization rate=0.4 60000 40000 20000 CO2 mixing ratio/% CO partial pressure during mixed injection/Pa 0 20 40 60 80 100 图 11    纯氧及 CO2 混合顶吹下 CO 分压 Fig.11    Partial pressure of CO under top blowing of pure oxygen and mixed CO2 CO2 mixing ratio/% Oxygen supply volume (standard conditions)/(mol·m−3 ) Jet-flow kinetic energy density (standard conditions)/(kJ·m−3 ) 0 20 40 60 80 100 140 120 100 80 60 40 300 280 260 240 220 200 Oxygen supply volume Jet-flow kinetic energy density (Jet velocity=600 m·s−1) 图 12    射流供氧−动能随 CO2 比例变化 Fig.12    Variation of the jet oxygen supply-kinetic energy with the CO2 ratio 该技术在首钢京唐钢铁联合有限责任公司， 取得了显著降低钢水过氧化的效果[28] ，碳氧积变 化如图 13 所示，转炉终点碳氧积降至<0.0015，渣 中 TFe 质量分数降 低 4.59%，钢铁料消耗降低 1.95 kg·t−1，对于超低碳汽车板等品种终点氧质量 分数降低超过了 0.01%. 电弧炉炼钢应用本技术 后，冶炼终点平均碳氧积降低了 3×10−4～5×10−4 ， 碳氧积变化如图 14 所示，推动了高品质特钢产品 质量提升. 该创新技术已在甘肃酒钢集团宏兴钢 铁股份有限公司等多家企业应用. 0.12 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 C mass fraction/% 0.07 0.08 0.09 0.10 O mass fraction/ % Conventional process Co2 process 图 13    300 t 转炉终点钢液碳氧积 Fig.13    End-point carbon and oxygen equilibrium in the liquid steel of the 300 t converter 0.05 0.04 0.03 0.02 C mass fraction/% 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 O mass fraction/ % Ar Co2 图 14    电弧炉终点钢液碳氧积 Fig.14    End-point carbon and oxygen equilibrium in the liquid steel of the electric arc furnace 3    CO2 回收与利用 CO2 分离、压缩和液态 CO2 储存的应用技术 的日益成熟 [29−31] ，为本技术的推广应用提供了基 础，本技术扩大了二氧化碳资源化应用的规模， 图 15 展示了二氧化碳回收处理的工艺路线. 本技 术通常选择钢厂石灰窑作为二氧化碳气源，这样 既消耗了钢铁企业排放的二氧化碳，又由于石灰 窑与炼钢厂距离较近，节省了二氧化碳的运输成 10 8 6 4 2 0 Ratio of real-time oxygen blowed in total oxygen consumption with the steelmaking process/% 0 20 CO formation rate (standard conditions)/ (m3·t−1·min−1 ) 40 60 80 100 Si、Mn period Decarburization period Decarburization end O2 2.5 m3 ·min−1 (standard conditions) CO2 5 m3 ·min−1 (standard conditions) 图 10    不同介质 CO 产生量随吹炼进程变化 Fig.10    Variation of CO production in different media with the blowing process 姜娟娟等： 二氧化碳绿色洁净炼钢技术及应用 · 5 ·