一种转炉高效利用二氧化碳的方法技术

本发明专利技术公开了一种转炉高效利用二氧化碳的方法，该方法包括：S1，对铁水进行转炉冶炼；S2，从所述转炉冶炼开始至铁水中碳的质量分数＞3.0％的过程中，顶吹CO2和O2，进行第一阶段脱碳，所述CO2的流量为(800～1000)

【技术实现步骤摘要】
一种转炉高效利用二氧化碳的方法


[0001]本专利技术属于转炉冶炼
，具体涉及一种转炉高效利用二氧化碳的方法。

技术介绍

[0002]钢铁工业是我国CO2气体排放大户，年排放量约为19.27亿吨(2020年全国粗钢产量10.53亿吨，吨钢排放约1.83吨CO2气体)，约占我国碳总排放量的15％左右。大量的CO2排放现状严重制约钢铁工业的高质量与绿色可持续发展，CO2在炼钢过程资源化利用技术，可大幅度减少CO2的排放，对提高企业在绿色环保环节竞争力意义重大。如果转炉吹入CO2进行冶炼，既可以回收利用CO2，还可以降低O2的使用量，提高煤气产量。然而转炉冶炼吹入CO2的利用率特别低。

技术实现思路

[0003]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种转炉高效利用二氧化碳的方法，可以高效率利用二氧化碳。
[0004]本专利技术的技术方案为：
[0005]本专利技术提供了一种转炉高效利用二氧化碳的方法，所述方法包括：
[0006]S1，对铁水进行转炉冶炼；
[0007]S2，从所述转炉冶炼开始至铁水中碳的质量分数＞3.0％的过程中，顶吹CO2和O2，进行第一阶段脱碳，所述CO2的流量为(800～1000)
×
t Nm3/h；
[0008]S3，所述转炉中铁水碳的质量分数由3.0％降低为0.6％的过程中，顶吹CO2和O2，进行第二阶段脱碳，所述CO2的流量为5000～8000Nm3/h；
[0009]S4，所述转炉中铁水碳质量分数从0.6％至所述转炉冶炼结束时，顶吹CO2和O2，进行第三阶段脱碳，所述CO2的流量为(1500～2300)
×
(16
‑
t)Nm3/h；
[0010]其中，步骤S2和步骤S4中的t均表示冶炼时间。
[0011]进一步地，所述第一阶段脱碳过程中，以1000～1500Nm3/h的总流量底吹CO2和N2以进行搅拌。
[0012]进一步地，所述第二阶段脱碳过程中，以(120～250)
×
t Nm3/h的流量底吹CO2以进行搅拌。
[0013]进一步地，所述第二阶段脱碳过程中，底吹CO2气体中携带FeO粉末和CaO粉末以进行搅拌，所述FeO粉末和所述CaO粉末的质量比为1:(1.5～3.5)。
[0014]进一步地，所述FeO粉末和所述CaO粉末的粒径均为0.01～0.5mm，所述FeO粉末和所述CaO粉末的总流量为3～5kg/min。
[0015]进一步地，所述第三阶段脱碳过程中，以1500～2500Nm3/h的总流量底吹CO2和Ar以进行搅拌。
[0016]进一步地，所述第三阶段脱碳过程中，Ar的流量为b3
×
(t
‑
12)，b3为400～600。
[0017]进一步地，步骤S2中，顶吹CO2和O2的总流量为55000
‑
65000Nm3/h，步骤S3中，顶吹
CO2和O2的流量为55000～65000Nm3/h，步骤S4中，顶吹CO2和O2流量为58000～68000Nm3/h。
[0018]进一步地，所述转炉的容量为80
‑
400t。
[0019]进一步地，所述铁水的温度＞1300℃，所述铁水中C的质量分数为4.2
‑
5.5％，所述铁水中Si的质量分数为0.1
‑
0.5％。
[0020]本专利技术的有益效果至少包括：
[0021]本专利技术所提供的一种转炉高效利用二氧化碳的方法，该方法包括：S1，对铁水进行转炉冶炼；S2，从所述转炉冶炼开始至铁水中碳的质量分数＞3.0％的过程中，顶吹CO2和O2，进行第一阶段脱碳，所述CO2的流量为(800～1000)
×
t Nm3/h；S3，所述转炉中铁水碳的质量分数由3.0％降低为0.6％的过程中，顶吹CO2和O2，进行第二阶段脱碳，所述CO2的流量为5000～8000Nm3/h；S4，所述转炉中铁水碳质量分数从0.6％至所述转炉冶炼结束时，顶吹CO2和O2，进行第三阶段脱碳，所述CO2的流量为(1500～2300)
×
(16
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t)Nm3/h。铁水在转炉冶炼过程中，冶炼前期也就是从转炉冶炼开始至铁水中碳的质量分数＞3.0％的过程中，铁水中Si和Mn反应不剧烈，虽然熔池中碳含量很高，但是Si和Mn的还原性更强，因此熔池内主要是发生Si
‑
Mn的脱氧反应，CO2的脱碳反应较弱，因此此时采用小流量顶吹CO2气体；冶炼中期，也就是转炉中铁水碳的质量分数由3.0％降低为0.6％的过程中，熔池的温度增加，Si和Mn元素的氧化反应结束，熔池的脱碳反应进入高峰期，因此，需要增加CO2的流量，以提高CO2的脱碳效率，发挥CO2的强搅拌和弱氧化性特性；冶炼后期，碳含量已经脱至临界点，较低的碳含量使得碳元素的传质成为二氧化碳脱碳反应的限制性环节，此时脱碳反应速率急剧下降，吹入的CO2和熔池碳元素反应效率很低，因此此时采用较低的顶吹CO2气体流量。如果冶炼后期，顶吹CO2的流量过大，CO2会与钢液Fe元素反应，从而使得碳氧积和炉渣T.Fe含量增加。本专利技术通过三阶段控制顶吹二氧化碳的流量，第一阶段脱碳过程中线性增加，然后处于较高的顶吹流量，第三阶段脱碳过程中线性降低，以与熔池内的反应过程向匹配，提高了二氧化碳的利用效率。
附图说明
[0022]图1为本实施例的一种转炉高效利用二氧化碳的方法工艺步骤图。
[0023]图2为顶吹气体的变化示意图。
[0024]图3为底吹气体的变化示意图。
具体实施方式
[0025]为了使本申请所属
中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。
[0026]图1为一种转炉高效利用二氧化碳的方法的工艺图，结合图1，本专利技术实施例提供了一种转炉高效利用二氧化碳的方法，该方法包括：
[0027]S1，对铁水进行转炉冶炼；
[0028]S2，从所述转炉冶炼开始至铁水中碳的质量分数＞3.0％的过程中，顶吹CO2和O2，进行第一阶段脱碳，所述CO2的流量为(800～1000)
×
t Nm3/h；
[0029]铁水在转炉冶炼过程中，冶炼前期也就是从转炉冶炼开始至铁水中碳的质量分数＞3.0％的过程中，虽然熔池中碳含量很高，但是Si和Mn的还原性更强，因此熔池内主要是
发生Si
‑
Mn的脱氧反应，CO2的脱碳反应较弱，因此此时采用小流量顶吹CO2气体；如果第一阶段脱碳过程中，CO2的流量过大，会造成利用率低，同时还容易造成喷溅；如果第一阶段脱碳过程中，CO2的流量过小，会造成搅拌效果差，Si和Mn反应较慢，延长冶炼周期。随着Si和Mn和熔池中的氧发生氧化反应，熔池中Si和Mn越来越少，结合图2，CO2的流量随着冶炼的进行逐渐增加，以与熔池中的碳发生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种转炉高效利用二氧化碳的方法，其特征在于，所述方法包括：S1，对铁水进行转炉冶炼；S2，从所述转炉冶炼开始至铁水中碳的质量分数＞3.0％的过程中，顶吹CO2和O2，进行第一阶段脱碳，所述CO2的流量为(800～1000)
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t Nm3/h；S3，所述转炉中铁水碳的质量分数由3.0％降低为0.6％的过程中，顶吹CO2和O2，进行第二阶段脱碳，所述CO2的流量为5000～8000Nm3/h；S4，所述转炉中铁水碳质量分数从0.6％至所述转炉冶炼结束时，顶吹CO2和O2，进行第三阶段脱碳，所述CO2的流量为(1500～2300)
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t)Nm3/h；其中，步骤S2和步骤S4中的t均表示冶炼时间。2.根据权利要求1所述的转炉高效利用二氧化碳的方法，其特征在于，所述第一阶段脱碳过程中，以1000～1500Nm3/h的总流量底吹CO2和N2以进行搅拌。3.根据权利要求1所述的转炉高效利用二氧化碳的方法，其特征在于，所述第二阶段脱碳过程中，以(120～250)
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t Nm3/h的流量底吹CO2以进行搅拌。4.根据权利要求3所述的转炉高效利用二氧化碳的方法，其特征在于，所述第二阶段脱碳过程中，底吹CO2气体中携带FeO粉末和CaO粉末以进行搅拌，所述FeO粉末和所述CaO粉末的质量比为1:(1.5～3.5)。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：董文亮，邵肖静，丁国慧，关顺宽，季晨曦，李海波，吉立鹏，郭小龙，边吉明，赵长亮，朱国森，郝宁，刘柏松，
申请(专利权)人：首钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：