利用CO2降低炼钢过程烟尘产生的机理研究

炼钢过程每冶炼一吨钢将产生约20kg烟尘。烟尘量的产生既降低金属收得率又增加除尘负荷。有关炼钢烟尘的治理，传统方式是在烟尘产生后再进行回收利用,这将大大增加能源消耗及处理成本。关于如何减少炼钢过程烟尘产生的方法，目前还鲜见文献报道。本课题提出将CO2掺入氧气进行喷吹炼钢，降低火点区温度，达到减少金属铁挥发及烟尘产生的目的。本研究以热态试验为基础，通过喷吹不同混合比例（CO2-O2）气体，对钢液中添加不同蒸汽压元素（Mo、Pt、Mn）蒸发进入烟尘的量及成分进行研究，探明CO2掺入氧气进行混合喷吹降低烟尘的机理，并推动该理论的工业实施。如果将炼钢烟尘产生量减少20-30%，吨钢将减少约4-6kg的烟尘排放量。以年产钢5亿吨计算，每年铁损量减少约100-150万吨，同时可循环利用CO2达25亿立方米。这将是一举两得的节能环保新技术，经济效益、社会效益不可估量。

随着低碳经济的提出，钢铁企业作为CO2排放大户将面临更大的减排压力和挑战。本文以倡导低碳经济及炼钢节能减排为出发点，基于CO2与炼钢熔池元素冶金热力学反应机理及炼钢温度下Fe、Mn、V、Mo蒸汽压的不同，应用数值模拟等手段对反应情况进行预测，并进行炼钢烟尘产生机理探索实验和利用CO2降低炼钢过程烟尘产生的机理研究实验。.基于Fe、Mn、Mo元素蒸汽压的不同探索炼钢烟尘形成机理实验表明：炼钢烟尘的产生是蒸发理论与气泡理论共同作用的结果。蒸发理论形成的烟尘颗粒粒径较大，形状较为规则，内部元素分布相对均匀；气泡理论形成的烟尘颗粒粒径较小，形状多不规则，内部元素分布局部出现团聚现象。利用CO2降低炼钢过程烟尘产生的机理研究实验表明：在O2射流中掺入一定比例的CO2可降低炼钢过程烟尘的产生，但CO2比例并非越大越好。应从炼钢烟尘形成机理出发，寻求蒸发理论与气泡理论的平衡点，使烟尘产生量达到最少。