二氧化碳在钢铁冶金流程应用研究现状

王拓

首钢长钢公司炼钢厂 山西长治 046031

二氧化碳是作为一种比较软弱氧化性气体，在正常温度下没有颜色和味道，作为直线型可以划分三原子分子，二氧化碳的等压下比热容是氮气的1.6倍左右，红外辐射能力比较强。在一般情况下，二氧化碳化学性质比较固定，没害性，不利于燃烧，但是遇到高温的情况下也会可能产生一些化学反应。依据它的一些特点，二氧化碳在钢铁冶金过程中能够起到混合作用、覆盖保护意义，在和碳发生化学反应吸热中可以掌握温度作用。将2002年作为资源使用在钢铁冶金过程在完成二氧化碳降低排放的同时也可以完成节能减少和提升钢铁产品质

在作用二氧化碳在冶金产生中的几个重要意义，二氧化碳在钢铁冶金每一个过程使用范围连续不断的展开，使用技术逐步的不断完善，到目前为止，二氧化碳在钢铁冶金过程的资源化使用范围。

1 二氧化碳在高炉的使用

1.1 高炉风口喷吹二氧化碳的方式

2010年符政学等人钻研了对高炉喷吹二氧化碳的方式。对高炉喷吹二氧化碳以及含有二氧化碳的废气有利的解决了高炉炼铁节省资源，降低二氧化碳以及含有二氧化碳的废气鼓起高炉鼓风的冷风管，且热风炉增加温度后，因为热风管道吹入和喷入高炉的风口区[1]。在风口区的氧气和高温的碳产生了一定化学反应生成二氧化碳，在新出现的二氧化碳和带入的二氧化碳较高温度的碳产生化学反应组成的一氧化碳是作为高炉冶炼要求的还原剂，在这同时在对高炉喷吹二氧碳坛的工艺理论。

1.2 二氧化碳作为喷煤承载

2011年，国外和国内专业人员发现了通过二氧化碳是作为传送媒介进行高炉喷煤的方式。高炉喷煤是在高炉风口对炉内直接喷吹变细的没有烟煤煤粉、烟煤粉和两种以上的混合煤粉，是作用替换代焦炭起到帮助热量和还原剂的重要意义，通过二氧化碳是最为媒介传送，煤粉中的碳在风口范围不但要和富集的二氧化碳产生还需要和鼓风中的氧气产生反应，要求调解喷煤量和富氧量来达到最优化的比配，以便于促进煤粉在风口前端完全燃烧[2]。但是应用二氧化碳替代原来的压缩空气和氮气作为传送媒介，主要是对高炉排出的废气共有量降低，在这其中的氮气含有量会凸显的减少，会替代的是二氧化碳加一氧化碳含量增多，高炉煤气纯净度添加，温度升高。

2 二氧化碳在转炉中的使用

2.1 转炉顶吹二氧化碳作用

和单纯的氧气来相比，采取二氧化碳是作为炼钢过程的氧化剂，但是因为二氧化碳和熔池产生作为吸热和微热放热出现，产生的热效应会比较低下，多以转炉可以顶吹必然比例的二氧化碳来完成钢炼脱磷流程温度的调节，作为脱磷产生的改革良好的热力学条件[3]。同样适用二氧化碳加入产生大量的气体，以便于增加熔化池搅拌，来为脱磷产生必然良好的动力条件。

在本节主要在2014年开始，一开始就致力于钻研二氧化碳来使用的基础探索和工业使用，来为国内国家主要钻研二氧化碳使用的炼钢的团队。在经历过最近10年的作用钻研的时间。来开发地把二氧化碳使用在转炉顶吹，专业人员在对转炉炼钢的流程顶吹二氧化碳气体的喷吹技术进行钻研，把二氧化碳气体加入氧气射流之中，还且把其中用在转炉底吹流程，在感受炉和转炉上完成顶吹一氧化碳和二氧化碳混合喷吹来进行研究，顶底复吹二氧化碳炼钢流程烟灰降低大概在19.13%左右，烟灰TFe质量分数减少了12.98%，炉渣消耗减少3.10左右[4]。基于此温度掌握和搅拌效果完成，脱磷率提升8%左右，减少了钢水氮质量分数，增加了钢水的质量。

2.2 转炉底吹二氧化碳

在二十世纪七十年代，在国内外学者就一直对转煤炉炼钢流程底吹二氧化碳气体进行分析，发现二氧化碳气体可以加入熔池反应，其实底吹搅拌能力大于氩气和氮气，同样二氧化碳不根底吹氮气和Ar型复吹转炉使用钢中氮气加强，也不像底吹二氧化碳CxHy型转炉易使钢中氢加强，二氧化碳是成本比较高的氩气和一直存在危害性的氧气的一种有效的交换品。

在二十世纪九十年代，中国鞍钢专业人员对底吹进行研究二氧化碳在顶底复吹转炉上的使用，发现二氧化碳气体可以用在顶底复吹转炉的底吹，底吹气体中混入的一些二氧化碳，来阻止地吹二氧化碳气体的遇冷冷却作用来促进喷嘴堵塞，但是因为底吹砖使用年限的限制来停止使用。

本章节是最近几年专业人员发现转炉底吹二氧化碳来减少底炉煤渣铁的消耗，来增加熔池搅拌来提升脱磷的效率。在2009年字30吨转炉上进行底吹二氧化碳工业试验，试验结果来显示，转炉底吹二氧化碳是非常可行的因素，在将来对炉底有明显的腐蚀影响。

3 其他钢铁冶金流程中的使用

二氧化碳用于冶炼不锈钢。2011年，一些钢铁有限公司发明了一种AOD喷吹二氧化碳生产不锈钢的冶炼方式，使用对钢水喷吹二氧化碳加强钢水的脱碳的性能，适当冶炼碳的质量分数大概在0.01到0.3%的钢中，喷入的二氧化碳在一方面完成脱碳，在另一方面加强了熔池搅拌，以便促进碳氧反应继续进行，还且二氧化碳还能够可冷却氧枪，促进氧枪使用寿命的增长2%。

4 结语

二氧化碳在对钢铁冶金的过程的资源的化使用是在很多方面的，在对高炉转炉直接喷吹使用，到最后作为高炉喷煤载气、用于转炉煤渣护炉、精炼连铸过程的保护其和混搅拌气在使用冶炼不锈钢和轧钢高温炉循环应用尾气中的二氧化碳，都充分体现在二氧化碳在钢铁冶炼中的特别意义，来完成了二氧化碳在钢铁冶金过程的资源化使用。