D0L:10.13374f.issn1001-053x.2011.s1.028 第33卷增刊1 北京科技大学学报 Vol.33 Suppl.1 2011年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.2011 二氧化碳在转炉炼钢中的应用研究 吕 明2)朱荣12)毕秀荣12)林腾昌12 1)北京科技大学高效钢铁治金国家重点实验室，北京1000832)北京科技大学治金与生态工程学院，北京100083 通讯作者，E-mail:lvmingsteel(@163.com 摘要对炼钢温度下C0与熔池元素的反应机理进行了研究，并进行了相关热力学和动力学分析.利用30t转炉进行顶 底复吹C02气体的炼钢工艺试验.试验结果表明：采用顶底复吹C02试验炉次烟尘量减少了11.15%，烟尘T℉e降低了 12.98%,炉渣铁损降低了3.10%，试验终点钢液中[N]、[P]含量分别降低了50%和23.33%.转炉顶底复吹C02气体炼钢 工艺是完全可行的，为转炉炼钢节能降耗提供了新方法. 关键词炼钢：烟尘；炉渣；二氧化碳 分类号TF713.1 Application research of carbon dioxide in BOF steelmaking process LO Ming,ZHU Rong2,BI Xiu-rong,LIN Teng-chang 1)State Key Laboratory of Advanced Metallurgy.University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083,China 2)School of Metallurgical and Ecological Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 4Corresponding author.E-mail:Ivmingsteel@163.com ABSTRACT Reaction mechanism between CO,and molten pool elements at the steelmaking temperature was researched.The related thermodynamics and kinetics were analyzed.The industrial test by top and bottom blowing CO,was carried out in a 30t converter.It is discovered that the amounts of smoke dust and T-Fe are reduced by 11.15%and 12.98%on average.Iron loss of slag is lowered by 3.10%,and the contents of nitrogen and phosphorus are decreased by 50%and 23.33%respectively.The new process is absolutely feasible,which will provide a new method for saving energy consumption in BOF steelmaking process. KEY WORDS steelmaking:dust:slag:carbon dioxide 我国转炉钢产量约占总产量的85%以上，转炉 基于此，本文研究了炼钢过程C0,与熔池元素 炼钢通常采用O2作为顶吹气体、N2或Ar或N2一Ar 的反应机理，并进行了相关热力学和动力学分析. 切换作为底吹气体，但转炉炼钢过程烟尘产生量 提出在炼钢转炉顶部喷吹C02-一02、底部喷吹C0, 大、炉渣铁损较高、单渣法冶炼时脱磷率不稳定 气体的试验方案，并进行了工业试验研究.通过对 国内外学者在20世纪70年代开始对转炉炼钢 比分析冶炼过程的重要技术指标，研究C02在转炉 过程底吹CO2气体进行研究，并取得一定成 炼钢过程作为顶底复吹气体的可行性，为转炉炼钢 果1.研究发现：CO2气体可参与熔池反应，其底 过程节能降耗提供了一种新方法 吹搅拌能力强于Ar和N2,同时CO2不像底吹N2/ 1热力学和动力学分析 Ar型复吹转炉易使钢中[N]增加，也不像底吹O2/ C,H,型转炉易使钢中[H]增加.近年来，我国的冶 1.1热力学分析 金工作者将C02气体掺入氧气射流，发现转炉顶部 在1300℃以上，C02属于弱氧化性气体，与熔 喷吹一定的CO,可减少炼钢过程烟尘的产生)，但 池中[c]、[Si]、[Mn]和Fe均能发生氧化反应6， 未研究对转炉其他冶炼指标的影响. 见表1. 收稿日期：20110801 基金项目：国家自然科学基金资助项目(50974013)第 33 卷 增刊 1 2011 年 12 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 33 Suppl． 1 Dec． 2011 二氧化碳在转炉炼钢中的应用研究 吕 明1，2) 朱 荣1，2) 毕秀荣1，2) 林腾昌1，2) 1) 北京科技大学高效钢铁冶金国家重点实验室，北京 100083 2) 北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083 通讯作者，E-mail: lvmingsteel@ 163． com 摘 要 对炼钢温度下 CO2 与熔池元素的反应机理进行了研究，并进行了相关热力学和动力学分析． 利用 30 t 转炉进行顶 底复吹 CO2 气体的炼钢工艺试验． 试验结果表明: 采用顶底复吹 CO2 试验炉次烟尘量减少了 11. 15% ，烟尘 TFe 降低了 12. 98% ，炉渣铁损降低了 3. 10% ，试验终点钢液中［N］、［P］含量分别降低了 50% 和 23. 33% ． 转炉顶底复吹 CO2 气体炼钢 工艺是完全可行的，为转炉炼钢节能降耗提供了新方法． 关键词 炼钢; 烟尘; 炉渣; 二氧化碳 分类号 TF713. 1 Application research of carbon dioxide in BOF steelmaking process L Ming1，2) ，ZHU Rong1，2) ，BI Xiu-rong1，2) ，LIN Teng-chang1，2) 1) State Key Laboratory of Advanced Metallurgy，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 2) School of Metallurgical and Ecological Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China Corresponding author，E-mail: lvmingsteel@ 163． com ABSTRACT Reaction mechanism between CO2 and molten pool elements at the steelmaking temperature was researched． The related thermodynamics and kinetics were analyzed． The industrial test by top and bottom blowing CO2 was carried out in a 30 t converter． It is discovered that the amounts of smoke dust and T-Fe are reduced by 11. 15% and 12. 98% on average． Iron loss of slag is lowered by 3. 10% ，and the contents of nitrogen and phosphorus are decreased by 50% and 23. 33% respectively． The new process is absolutely feasible，which will provide a new method for saving energy consumption in BOF steelmaking process． KEY WORDS steelmaking; dust; slag; carbon dioxide 收稿日期: 2011--08--01 基金项目: 国家自然科学基金资助项目( 50974013) 我国转炉钢产量约占总产量的 85% 以上，转炉 炼钢通常采用 O2 作为顶吹气体、N2 或 Ar 或 N2 --Ar 切换作为底吹气体，但转炉炼钢过程烟尘产生量 大、炉渣铁损较高、单渣法冶炼时脱磷率不稳定． 国内外学者在 20 世纪 70 年代开始对转炉炼钢 过程 底 吹 CO2 气 体 进 行 研 究，并 取 得 一 定 成 果［1--4］． 研究发现: CO2 气体可参与熔池反应，其底 吹搅拌能力强于 Ar 和 N2，同时 CO2 不像底吹 N2 / Ar 型复吹转炉易使钢中［N］增加，也不像底吹 O2 / CxHy型转炉易使钢中［H］增加． 近年来，我国的冶 金工作者将 CO2 气体掺入氧气射流，发现转炉顶部 喷吹一定的 CO2 可减少炼钢过程烟尘的产生［5］，但 未研究对转炉其他冶炼指标的影响． 基于此，本文研究了炼钢过程 CO2 与熔池元素 的反应机理，并进行了相关热力学和动力学分析． 提出在炼钢转炉顶部喷吹 CO2 --O2、底部喷吹 CO2 气体的试验方案，并进行了工业试验研究． 通过对 比分析冶炼过程的重要技术指标，研究 CO2 在转炉 炼钢过程作为顶底复吹气体的可行性，为转炉炼钢 过程节能降耗提供了一种新方法． 1 热力学和动力学分析 1. 1 热力学分析 在 1 300 ℃以上，CO2 属于弱氧化性气体，与熔 池中［C］、［Si］、［Mn］和 Fe 均能发生氧化反应［6］， 见表 1. DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2011.s1.028