CO2作為RH提升氣的冶金反應行為研究

魏光升，韓寶臣，朱 榮?

1) 北京科技大學冶金與生態工程學院，北京 100083 2) 高端金屬材料特種熔煉與制備北京市重點實驗室，北京 100083

尋求CO2減排或利用的新技術是鋼鐵企業可持續發展的迫切要求.因此，一些學者開始研究減少CO2排放或利用CO2資源的方法.為了實現高爐煤氣的循環利用，歐洲推出了ULCOS項目，實現了CO2減排50%[1?2].日本推出了COURSE50項目，通過CO氣體分離和循環利用，將CO2排放量降低30%[3].而其他一些學者則創造性地將CO2氣體引入到煉鋼工藝中[4?20].靳任杰等[4]發現在煉鋼過程中注入CO2氣體，可以去除鋼中的[C]以達到冶煉效果.在轉爐中進行了CO2?O2混合氣體噴吹工業試驗研究[5?11]，研究結果表明粉塵產生率平均降低了19.3%.Lü等[12?13]發現，與轉爐純氧吹煉相比，CO2?O2混合噴吹的脫磷率提高了13.39%.Mannion等[14]研究了在鐵-碳熔體中噴吹CO2的熔池脫碳行為.Gu等[15]和董凱等[16]在75 t LF爐進行了底吹CO2?Ar混合氣體，發現CO2不會影響鋼水質量.然而，目前國內外針對利用CO2代替Ar注入RH精煉爐完成精煉的研究鮮有報道.

RH精煉的優點是利用高真空和鋼液循環流動進行有效脫氣和去除夾雜物.而且在高真空條件下，RH精煉可有效避免鋼液與空氣或渣接觸從而過氧化[21?23].由于CO2可以與鋼液中[C]反應生成CO進一步提高攪拌強度[7,16?17]，因此本文主要通過分析CO2與[C]在真空條件下的反應限度，以及開展CO2作為RH提升氣的工業試驗，研究CO2用作RH提升氣的冶金反應行為.

1 熱力學研究

1.1 CO2與鋼液元素反應吉布斯自由能

通過計算反應吉布斯自由能可以分析判斷該反應……