二氧化碳炼钢理论与实践

目录
前言
第1章 绪论.1
1.1 CO2的排放现状 1
1.2 CO2回收技术研究 3
1.2.1 溶剂吸收法 3
1.2.2 变压吸附法 4
1.2.3 有机膜分离法 4
1.2.4 吸附精馏法 5
1.3 CO2在炼钢过程中的应用 5
1.3.1 CO2在转炉中的应用 5
1.3.2 CO2在电弧炉中的应用 6
1.3.3 CO2在精炼及连铸中的应用 6
1.3.4 CO2用于冶炼不锈钢 9
1.3.5 CO2处理钢渣 10
参考文献11
第2章 CO2炼钢热力学 13
2.1 CO2用于炼钢熔池化学反应 13
2.1.1 CO2的高温氧化性 13
2.1.2 CO2的吸热效应 14
2.1.3 CO2降低粉尘机理 16
2.2 CO2用于炼钢脱磷热力学 46
2.2.1 铁液脱磷的热力学分析 46
2.2.2 喷吹CO2对脱磷的影响 52
2.2.3 喷吹CO2对熔池元素选择性氧化的影响 54
2.3 CO2用于炼钢脱碳热力学 58
2.3.1 热力学理论分析 58
2.3.2 富余热量的计算 59
第3章 CO2炼钢动力学 62
3.1 CO2参与炼钢反应利用率的研究 62
3.1.1 喷吹CO2利用率研究 62
3.1.2 喷吹CO2与O2混合气时利用率研究 65
3.2 CO2用于炼钢脱碳动力学 99
3.2.1 喷吹CO2时脱碳动力学 99
3.2.2 喷吹CO2与O2混合气时的脱碳动力学127
3.3 CO2用于炼钢脱氮动力学 133
3.3.1 钢液吸收或析出N2的控速环节 133
3.3.2 钢液吸收或析出N2的速率方程 137
3.3.3 底吹不同介质气体对钢液[N]、[H]、[O]的影响 140
第4章 CO2用于炼钢的物料平衡与热平衡 143
4.1 CO2用于铁液预脱磷的物料平衡与热平衡 143
4.1.1 原辅料条件 143
4.1.2 假设条件 144
4.1.3 CO2用于炼钢的物料分析 144
4.1.4 CO2用于炼钢的热量分析 147
4.2 CO2用于转炉炼钢的物料平衡与热平衡 150
4.2.1 原辅料条件 150
4.2.2 假设条件 150
4.2.3 CO2用于炼钢的物料分析 151
4.2.4 CO2用于炼钢的热量分析 153
4.2.5 物料平衡和热平衡终算 156
4.3 CO2用于不锈钢冶炼的物料平衡与热平衡 158
4.3.1 喷吹CO2对AOD炉实际冶炼过程的物料及能量的影响 158
4.3.2 喷吹CO2比例对物料及能量的影响 166
第5章 CO2用于精炼的基础理论 169
5.1 LF炉底吹CO2气体反应机理研究 169
5.1.1 LF炉底吹CO2气体反应热力学研究 169
5.1.2 LF炉底吹CO2气体反应动力学研究 176
5.1.3 LF炉底吹CO2气体的搅拌机理研究 183
5.2 CO2用于AOD炉冶炼不锈钢 184
5.2.1 CO2与主要元素的反应 184
5.2.2 CO2氧化升温计算 185
5.2.3 脱碳保铬热力学 188
5.2.4 FactSage计算 194
5.2.5 动力学分析 197
5.3 CO2用于RH炉冶炼超低碳钢 207
5.3.1 CO2作为RH提升气体的基础研究 207
5.3.2 CO2作为RH提升气体的反应机理研究 213
第6章 石灰石分解CO2炼钢的理论 226
6.1 石灰石造渣炼钢中的硅挥发现象 226
6.1.1 转炉内硅挥发的机理 226
6.1.2 转炉内硅挥发的影响因素 234
6.1.3 采用石灰石造渣时硅挥发的有利条件 238
6.2 转炉石灰石放出的CO2对铁液的氧化作用 240
6.2.1 石灰石在铁液中分解反应实验 240
6.2.2 CO2与[C]、[Si]选择性氧化的热力学讨论 252
6.2.3 CO2与铁液反应的利用率 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 实验方法 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对含铬熔体的脱碳保铬 273
7.1 CO2对含铬熔体脱碳的热力学 273
7.1.1 CO2用于铁铬碳(不锈钢)熔体脱碳的热力学 273
7.1.2 CO2用于铬铁碳熔体脱碳的热力学 274
7.2 CO2用于对含铬Fe-Cr-C熔体脱碳的动力学 277
7.2.1 CO2用于Fe-Cr-C熔体脱碳的反应机理 277
7.2.2 CO2用于Fe-Cr-C熔体脱碳的反应控速环节 278
7.3 脱碳保铬原理 279
7.3.1 CO2冶炼不锈钢对体系氧化转化温度的影响 279
7.3.2 CO2冶炼铬铁合金对氧化体系转化温度的影响 280
7.4 CO2脱碳保铬实验研究案例 282
7.4.1 CO2应用于不锈钢冶炼的实验室研究 282
7.4.2 CO2应用于铬铁合金冶炼的实验室研究 283
7.5 CO2脱碳保锰的实验研究举例 285
第8章 CO2的转炉提钒保碳研究 288
8.1 钒的概述 288
8.1.1 钒资源概况 288
8.1.2 钒钛磁铁矿提钒工艺 288
8.1.3 转炉提钒原理 290
8.2 CO2在氧化提钒过程中冷却效应 292
8.3 CO2用于提钒的效果 294
8.3.1 钒的氧化率 294
8.3.2 提钒保碳的效果 294
8.3.3 实验温度测量 296
8.3.4 CO2与其他冷却剂对比 297
8.4 提钒速率方程的建立 298
8.4.1 提钒模型建立与分析 298
8.4.2 铁液中V氧化的动力学研究 298
8.4.3 铁液在CO2-O2混合喷吹条件下提钒速率方程 299
8.4.4 实验验证 301
8.5 提钒过程加石灰石的试验研究 303
8.5.1 石灰石分解对转炉提钒氧化速率的影响 304
8.5.2 石灰石对转炉提钒的热效应研究 305
8.5.3 石灰石对铁液提钒的钒渣组成及物相变化的影响 308
第9章 CO2炼钢的应用实践 315
9.1 CO2用于转炉常规炼钢工艺技术研究 315
9.1.1 供气制度 315
9.1.2 底吹结果讨论分析 316
9.1.3 复吹结果讨论分析 322
9.2 CO2用于转炉预脱磷工艺技术研究 328
9.2.1 底吹CO2工艺研究 328
9.2.2 复吹CO2工艺研究 337
9.3 CO2用于电弧炉炼钢及炉外精炼工艺技术研究 350
9.3.1 CO2用于电炉喷吹过程的研究350
9.3.2 CO2用于LF炉底吹过程的研究 354
9.3.3 CO2用RH提升气精炼过程的研究 365