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CO2作为温室气体的主要成分,它的大量排放导致了“温室效应”的产生,严重影响了人类的生存环境。如今很多学者都在积极开展对CO2气体循环利用的研究,但多数集中在生物、化工等领域。钢铁行业作为CO2排放大户,在将CO2应用于生产工艺中的研究还远远不够。目前CO2在冶金中的应用主要是作为短时间的保护气体或搅拌气体,对于 CO2作为长时间喷吹气体的研究还很少。在高温环境中CO2可以与铁液中元素进行反应,与纯氧相比产生的热量更少。而转炉提钒的目的是尽可能好的提钒保碳,主要技术方法是将温度控制在碳钒转化温度以下,因此可以考虑用CO2替代部分O2进行转炉提钒,既能消耗部分钢铁行业所排放的CO2气体,又利于熔池升温的抑制。因此开展CO2-O2混合喷吹条件下含钒铁水熔池温度变化及铁水内元素氧化规律的研究,可为CO2应用于提钒工艺提供理论基础,具有重要的现实意义。通过相关热力学数据并运用热力学软件Factsage、HSC Chemistry对CO2和CaCO3的冷却效应进行了理论计算,通过高温炉热态实验研究了不同CO2混合比例以及不同碳酸钙添加量下熔池温度变化的实验。 本研究主要内容包括:①CO2混合喷吹在氧化提钒过程中对熔池温度的上升有较好的抑制作用,在相同喷吹时间下,随着CO2比例的升高,熔池温度有所下降。与纯氧喷吹相比,15%CO2时熔池温度下降了15℃。对比15%N2实验可以得到,比例为15%时CO2参与反应释放化学热为66.8kJ,比纯氧喷吹降低了35.9kJ。②在混合喷吹条件下[C]的氧化速率呈现前期低,后期高的方式。而钒的氧化则与之相反。不同喷吹比例对 V的氧化率影响较低,与纯氧喷吹没有明显差异,均超过了90%,在本文比例区间内CO2的添加不会明显延长提钒时间。③通过理论计算得到CaCO3升温至1360℃的冷却效应为2559.5 kJ/kg,与目前现场使用的绝废渣的冷却效果相近。实验添加 CaCO3后熔池温降明显,千克铁水加入25.48g时熔池温降为53℃。④在添加比例下,CaCO3对于氧化提钒中的C、V氧化率影响较小,而对P的脱除率影响较大,在实验条件下磷的脱除率可达40.7%。