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钢铁工业是主要温室气体排放行业之一,钢铁工业排放的CO2占全球温室气体总排放量4%-5%,而我国钢铁工业占全国CO2排放总量12%左右。因此,钢铁企业承担节能减排任务责无旁贷,并肩负巨大的减排压力。高炉炼铁流程CO2排放量占钢铁生产总流程90%,目前欧洲正在实施超低碳钢铁技术项目(ULCOS),其中对于CO2将采用碳捕获和封存技术(CCS)。但是其经济可行性和技术集成以及实现工业应用所必需的规模扩大化方面都还需要深入研发。CO2作为一种弱氧化性气体,若能在钢铁生产工序中被循环再生使用,不仅大大减少温室气体的排放,而且能对节能减排起到巨大贡献。本文考察了使用C02作为氧化剂脱除铁水中硅的热力学规律,探讨了使用CO2作为铁水脱硅剂的可行性,以期为开发脱硅新工艺提供理论参考。本研究分析了高炉冶炼和铁水预处理两个环节应用CO2的反应条件,分别研究了渗碳和无渗碳条件下CO2与铁水反应的动力学规律,探讨了温度、气体喷吹量等因素对脱碳脱硅等反应的影响。论文主要结论如下：(1)热力学分析表明,在低温时铁水脱硅容易,高温脱碳容易；在1300℃、1400℃、1500℃时CO2与铁水中的硅和碳反应的理论平衡浓度值极低,表明CO2脱硅在理论上是可行的。(2)对于脱硅反应通过试验研究了不同铁水温度和气体流量下CO2脱硅的效果,得出：在气体流量一定时,铁水温度越高,铁水中硅降低的程度越小；在相同温度下,气体流量越大,铁水中硅降低的程度越大。无论渗碳与否,CO2脱硅反应的限制性环节是气体传质。(3)对于脱碳反应无渗碳条件下,CO2脱碳反应的限制性环节是气体传质；在气体流量一定时,铁水温度越高,铁水中碳降低的程度越大；在相同温度下,气体流量越大,铁水中碳降低的程度越大。C02脱碳反应的限制性环节是气体传质。渗碳条件下,在气体流量一定时,铁水温度越高,铁水的渗碳速度越快,碳含量越快达到一个平衡值；在相同温度下,气体流量越大,铁水中碳波动越大,但最终也能达到平衡。铁液温度越高,渗碳速度越快；喷吹气量越大,搅拌作用更好,渗碳边界层越薄,因此渗碳速度越快；越大喷吹气体流量条件下,当铁水中的碳达到稳定时,渗碳和CO2脱碳速度同时呈几何式增长。(4)在试验条件下,脱硅最佳条件是1300℃以及0.6L/min的喷吹。(5)铁液中其他主要元素Mn、P、S在CO2喷吹条件下基本不发生变化。