二氧化碳煉鋼理論與實踐（簡體書）

CO2作為一種弱氧化性氣體，在煉鋼溫度下可以與鋼液中熔池元素發生氧化反應，達到脫碳、脫磷的效果，同時伴隨著吸熱及微放熱效應，可有效降低煉鋼工藝中熔池火點區溫度；達到煉鋼過程中煙塵排放量減少15%，爐渣鐵損降低1%，噸鋼利用CO2約20kg的效果，實現了淨化鋼液、節能降耗的目的。研究團隊還嘗試將CO2應用于冶金過程全流程，將CO2的應用向煉鋼上下游工序拓展，在高爐煉鐵、連鑄中間包氣體覆蓋、CO2富氧循環燃燒等方面，均取得良好的應用效果。

目錄
前言
第1章 緒論.1
1.1 CO2的排放現狀 1
1.2 CO2回收技術研究 3
1.2.1 溶劑吸收法 3
1.2.2 變壓吸附法 4
1.2.3 有機膜分離法 4
1.2.4 吸附精餾法 5
1.3 CO2在煉鋼過程中的應用 5
1.3.1 CO2在轉爐中的應用 5
1.3.2 CO2在電弧爐中的應用 6
1.3.3 CO2在精煉及連鑄中的應用 6
1.3.4 CO2用於冶煉不銹鋼 9
1.3.5 CO2處理鋼渣 10
參考文獻11
第2章 CO2煉鋼熱力學 13
2.1 CO2用於煉鋼熔池化學反應 13
2.1.1 CO2的高溫氧化性 13
2.1.2 CO2的吸熱效應 14
2.1.3 CO2降低粉塵機理 16
2.2 CO2用於煉鋼脫磷熱力學 46
2.2.1 鐵液脫磷的熱力學分析 46
2.2.2 噴吹CO2對脫磷的影響 52
2.2.3 噴吹CO2對熔池元素選擇性氧化的影響 54
2.3 CO2用於煉鋼脫碳熱力學 58
2.3.1 熱力學理論分析 58
2.3.2 富餘熱量的計算 59
第3章 CO2煉鋼動力學 62
3.1 CO2參與煉鋼反應利用率的研究 62
3.1.1 噴吹CO2利用率研究 62
3.1.2 噴吹CO2與O2混合氣時利用率研究 65
3.2 CO2用於煉鋼脫碳動力學 99
3.2.1 噴吹CO2時脫碳動力學 99
3.2.2 噴吹CO2與O2混合氣時的脫碳動力學127
3.3 CO2用於煉鋼脫氮動力學 133
3.3.1 鋼液吸收或析出N2的控速環節 133
3.3.2 鋼液吸收或析出N2的速率方程 137
3.3.3 底吹不同介質氣體對鋼液[N]、[H]、[O]的影響 140
第4章 CO2用於煉鋼的物料平衡與熱平衡 143
4.1 CO2用於鐵液預脫磷的物料平衡與熱平衡 143
4.1.1 原輔料條件 143
4.1.2 假設條件 144
4.1.3 CO2用於煉鋼的物料分析 144
4.1.4 CO2用於煉鋼的熱量分析 147
4.2 CO2用於轉爐煉鋼的物料平衡與熱平衡 150
4.2.1 原輔料條件 150
4.2.2 假設條件 150
4.2.3 CO2用於煉鋼的物料分析 151
4.2.4 CO2用於煉鋼的熱量分析 153
4.2.5 物料平衡和熱平衡終算 156
4.3 CO2用於不銹鋼冶煉的物料平衡與熱平衡 158
4.3.1 噴吹CO2對AOD爐實際冶煉過程的物料及能量的影響 158
4.3.2 噴吹CO2比例對物料及能量的影響 166
第5章 CO2用於精煉的基礎理論 169
5.1 LF爐底吹CO2氣體反應機理研究 169
5.1.1 LF爐底吹CO2氣體反應熱力學研究 169
5.1.2 LF爐底吹CO2氣體反應動力學研究 176
5.1.3 LF爐底吹CO2氣體的攪拌機理研究 183
5.2 CO2用於AOD爐冶煉不銹鋼 184
5.2.1 CO2與主要元素的反應 184
5.2.2 CO2氧化升溫計算 185
5.2.3 脫碳保鉻熱力學 188
5.2.4 FactSage計算 194
5.2.5 動力學分析 197
5.3 CO2用於RH爐冶煉超低碳鋼 207
5.3.1 CO2作為RH提升氣體的基礎研究 207
5.3.2 CO2作為RH提升氣體的反應機理研究 213
第6章 石灰石分解CO2煉鋼的理論 226
6.1 石灰石造渣煉鋼中的矽揮發現象 226
6.1.1 轉爐內矽揮發的機理 226
6.1.2 轉爐內矽揮發的影響因素 234
6.1.3 採用石灰石造渣時矽揮發的有利條件 238
6.2 轉爐石灰石放出的CO2對鐵液的氧化作用 240
6.2.1 石灰石在鐵液中分解反應實驗 240
6.2.2 CO2與[C]、[Si]選擇性氧化的熱力學討論 252
6.2.3 CO2與鐵液反應的利用率 256
6.3 CO2在石灰石溶解及分解中的作用 258
6.3.1 研究目的 258
6.3.2 實驗方法 258
6.3.3 石灰石在渣中的溶解 261
6.3.4 石灰石在熔渣中的分解 267
第7章 CO2對含鉻熔體的脫碳保鉻 273
7.1 CO2對含鉻熔體脫碳的熱力學 273
7.1.1 CO2用於鐵鉻碳(不銹鋼)熔體脫碳的熱力學 273
7.1.2 CO2用於鉻鐵碳熔體脫碳的熱力學 274
7.2 CO2用於對含鉻Fe-Cr-C熔體脫碳的動力學 277
7.2.1 CO2用於Fe-Cr-C熔體脫碳的反應機理 277
7.2.2 CO2用於Fe-Cr-C熔體脫碳的反應控速環節 278
7.3 脫碳保鉻原理 279
7.3.1 CO2冶煉不銹鋼對體系氧化轉化溫度的影響 279
7.3.2 CO2冶煉鉻鐵合金對氧化體系轉化溫度的影響 280
7.4 CO2脫碳保鉻實驗研究案例 282
7.4.1 CO2應用于不銹鋼冶煉的實驗室研究 282
7.4.2 CO2應用于鉻鐵合金冶煉的實驗室研究 283
7.5 CO2脫碳保錳的實驗研究舉例 285
第8章 CO2的轉爐提釩保碳研究 288
8.1 釩的概述 288
8.1.1 釩資源概況 288
8.1.2 釩鈦磁鐵礦提釩工藝 288
8.1.3 轉爐提釩原理 290
8.2 CO2在氧化提釩過程中冷卻效應 292
8.3 CO2用於提釩的效果 294
8.3.1 釩的氧化率 294
8.3.2 提釩保碳的效果 294
8.3.3 實驗溫度測量 296
8.3.4 CO2與其他冷卻劑對比 297
8.4 提釩速率方程的建立 298
8.4.1 提釩模型建立與分析 298
8.4.2 鐵液中V氧化的動力學研究 298
8.4.3 鐵液在CO2-O2混合噴吹條件下提釩速率方程 299
8.4.4 實驗驗證 301
8.5 提釩過程加石灰石的試驗研究 303
8.5.1 石灰石分解對轉爐提釩氧化速率的影響 304
8.5.2 石灰石對轉爐提釩的熱效應研究 305
8.5.3 石灰石對鐵液提釩的釩渣組成及物相變化的影響 308
第9章 CO2煉鋼的應用實踐 315
9.1 CO2用於轉爐常規煉鋼工藝技術研究 315
9.1.1 供氣制度 315
9.1.2 底吹結果討論分析 316
9.1.3 複吹結果討論分析 322
9.2 CO2用於轉爐預脫磷工藝技術研究 328
9.2.1 底吹CO2工藝研究 328
9.2.2 複吹CO2工藝研究 337
9.3 CO2用於電弧爐煉鋼及爐外精煉工藝技術研究 350
9.3.1 CO2用於電爐噴吹過程的研究350
9.3.2 CO2用於LF爐底吹過程的研究 354
9.3.3 CO2用RH提升氣精煉過程的研究 365