含釩鐵水提釩過程中CO2熱效應(yīng)的研究.pdf

1、CO2作為溫室氣體的主要成分，它的大量排放導(dǎo)致了“溫室效應(yīng)”的產(chǎn)生，嚴(yán)重影響了人類的生存環(huán)境。如今很多學(xué)者都在積極開展對(duì)CO2氣體循環(huán)利用的研究，但多數(shù)集中在生物、化工等領(lǐng)域。鋼鐵行業(yè)作為CO2排放大戶，在將CO2應(yīng)用于生產(chǎn)工藝中的研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。目前CO2在冶金中的應(yīng)用主要是作為短時(shí)間的保護(hù)氣體或攪拌氣體，對(duì)于 CO2作為長(zhǎng)時(shí)間噴吹氣體的研究還很少。在高溫環(huán)境中CO2可以與鐵液中元素進(jìn)行反應(yīng)，與純氧相比產(chǎn)生的熱量更少。而轉(zhuǎn)爐提釩的目的

2、是盡可能好的提釩保碳，主要技術(shù)方法是將溫度控制在碳釩轉(zhuǎn)化溫度以下，因此可以考慮用CO2替代部分O2進(jìn)行轉(zhuǎn)爐提釩，既能消耗部分鋼鐵行業(yè)所排放的CO2氣體，又利于熔池升溫的抑制。因此開展CO2-O2混合噴吹條件下含釩鐵水熔池溫度變化及鐵水內(nèi)元素氧化規(guī)律的研究，可為CO2應(yīng)用于提釩工藝提供理論基礎(chǔ)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。通過相關(guān)熱力學(xué)數(shù)據(jù)并運(yùn)用熱力學(xué)軟件Factsage、HSC Chemistry對(duì)CO2和CaCO3的冷卻效應(yīng)進(jìn)行了理論計(jì)算，通

3、過高溫爐熱態(tài)實(shí)驗(yàn)研究了不同CO2混合比例以及不同碳酸鈣添加量下熔池溫度變化的實(shí)驗(yàn)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①CO2混合噴吹在氧化提釩過程中對(duì)熔池溫度的上升有較好的抑制作用，在相同噴吹時(shí)間下，隨著CO2比例的升高，熔池溫度有所下降。與純氧噴吹相比，15％CO2時(shí)熔池溫度下降了15℃。對(duì)比15%N2實(shí)驗(yàn)可以得到，比例為15%時(shí)CO2參與反應(yīng)釋放化學(xué)熱為66.8kJ，比純氧噴吹降低了35.9kJ。②在混合噴吹條件下[C]的氧化速率呈現(xiàn)

4、前期低，后期高的方式。而釩的氧化則與之相反。不同噴吹比例對(duì) V的氧化率影響較低，與純氧噴吹沒有明顯差異，均超過了90%，在本文比例區(qū)間內(nèi)CO2的添加不會(huì)明顯延長(zhǎng)提釩時(shí)間。③通過理論計(jì)算得到CaCO3升溫至1360℃的冷卻效應(yīng)為2559.5 kJ/kg，與目前現(xiàn)場(chǎng)使用的絕廢渣的冷卻效果相近。實(shí)驗(yàn)添加 CaCO3后熔池溫降明顯，千克鐵水加入25.48g時(shí)熔池溫降為53℃。④在添加比例下，CaCO3對(duì)于氧化提釩中的C、V氧化率影響較小，而對(duì)P