CO2套用於煉鋼的基礎理論研究

《CO2套用於煉鋼的基礎理論研究》是依託北京科技大學，由朱榮擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：CO2套用於煉鋼的基礎理論研究
• 依託單位：北京科技大學
• 項目負責人：朱榮
• 項目類別：重點項目

項目摘要

CO2是弱氧化性氣體，在煉鋼溫度下與碳、矽、錳等元素可發生氧化反應，並伴隨吸熱或微放熱效應。將CO2套用於煉鋼過程可實現溫度及氣氛控制，達到降低煙塵、淨化鋼液、減少有價金屬損失、節能降耗等目的。課題組在前期研究的基礎上，擬通過理論計算、熱態實驗和數值模擬，藉助氣相質譜-同位素氣體交換、高溫X射線線上成像等實驗手段，探究CO2參與煉鋼反應熱力學及界面反應動力學；揭示CO2氣泡上浮的物理化學變化及熔體流動規律；研究CO2-O2混合噴吹氣體的射流強度及對反應速率的影響規律；掌握CO2套用於煉鋼反應的渣-金體系溫度及成分的變化；探明CO2分壓及流量對熱量平衡、物料平衡、有價元素揮發等的影響；實現提高脫磷效率，增加金屬資源回收率和改善鋼液質量等目的；建立CO2套用於煉鋼單元操作的理論模型，為CO2套用於煉鋼過程提供基礎數據和理論支撐。課題的完成將豐富煉鋼工藝理論，實現CO2在煉鋼過程的資源化利用。

結題摘要

溫室氣體CO2的大量排放持續受到全世界的高度關注，本項目創造性將CO2套用於煉鋼領域，深入研究了CO2套用於煉鋼的基礎理論。煉鋼是鋼鐵工業非常關鍵的工序，完成脫碳、脫磷、升溫、去夾雜等冶金任務。通過多種手段系統研究熔池內多相流反應機理，探究CO2套用於煉鋼的高溫特性及對冶煉規律的影響，為實現CO2在煉鋼過程的套用提供理論支持，為冶金行業的節能減排和資源高值化利用提供新的途徑。本項目對煉鋼過程CO2的氧化反應理論、CO2用於煉鋼的界面動力學、CO2-O2混合噴吹煉鋼的反應工程學、CO2用於煉鋼單元操作的理論模型進行了系統研究。探明了元素選擇性氧化控制方法、脫碳規律及脫磷限度，揭示了CO2氣泡上浮過程的物理化學變化及熔體的流動規律；通過控制CO2的混入比例，減少煉鋼過程煙塵排放，提高鉻、鎳、釩、鐵等元素收得率，並建立了CO2用於煉鋼單元操作的理論模型；將多種線上測試手段直接套用於CO2煉鋼的冶金反應動力學機理研究，是實驗方法上的創新。