转炉炼钢前期石灰石分解及CO_2氧化作用的热力学分析.pdf

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1、第33卷增刊1北京科技大学学报Vol．33Suppl．12011年12月JournalofUniversityofScienceandTechnologyBeijingDec．2011转炉炼钢前期石灰石分解及CO2氧化作用的热力学分析李宏冯佳李永卿郭洛方宋文臣北京科技大学冶金与生态工程学院，北京100083通信作者，E-mail:lihong@metall．ustb．edu．cn摘要应用热力学方法，对转炉炼钢前期高碳低温铁水条件下石灰石分解及CO2氧化作用进行了分析，推导出了CO2分压(pCO2)和高碳低温区

2、域碳活度系数fC，%的求解方程．结果表明:石灰石中CaCO3在高碳低温的铁水面附近，其分解反应平衡温度比标准状态时低得多，随着吹炼过程中炉温上升其反应趋势增大，CO2在转炉炼钢吹炼初期与［C］、［Si］、［Mn］和Fe(l)的反应都可以自发进行，其排列次序与各元素被O2氧化的反应相同;在高碳低温铁水条件下pCO2值非常小，转炉炼钢初期ΘpCO2在0.0022～0.0005p左右，因此可以认为石灰石分解产生的CO2会全部参与铁水氧化反应．关键词转炉炼钢;铁水;石灰石;分解;二氧化碳;氧化分类号TF713.1Th

3、ermodynamicanalysisoflimestonedecompositionandCO2oxidationeffectintheearlystageofBOFsteelmakingLIHong，FENGJia，LIYong-qing，GUOLuo-fang，SONGWen-chenSchoolofMetallurgicalandEcologicalEngineering，UniversityofScienceandTechnologyBeijing，Beijing100083，ChinaCorres

4、pondingauthor，E-mail:lihong@metall．ustb．edu．cnABSTRACTThecomputationalformulasofCO2partialpressurepCO2and［C］activitycoefficientfC，%undertheconditionofhighcarbonconcentrationandlowtemperaturewerederivedfromtheanalysisoflimestonedecompositionandCO2oxidationin

5、theearlystageofBOFsteelmakingbythethermodynamicmethod．Itisshownthattheequilibriumdecompositionreactiontemperatureofcalciumcar-bonateinlimestonenearthesurfaceofmoltenironwithhighcarbonconcentrationandlowtemperatureismuchlowerthanthatunderthestandardstate．The

6、reactiontendencyoflimestonedecompositionincreasesasthefurnacetemperaturerises，andthereactionsofCO2with［C］，［Si］，［Mn］aswellasFe(l)canoccurspontaneouslyasthesamereactionsequenceofoxidationbyO2intheearlystage．ThevalueofpCO2undertheconditionofhighcarbonconcentra

7、tionandlowtemperatureisverysmall，nearthevalueof0.0022Θto0.0005pintheearlystageofBOFsteelmaking，soalloftheCO2producedfromthelimestonedecompositionreactioncanbethoughttoparticipateintheoxidationreactionofmolteniron．KEYWORDSBOFsteelmaking;molteniron;limestone;

8、decomposition;carbondioxide;oxidation“氧气转炉用石灰石代替石灰造渣炼钢”的方数为90%计算，全部代替石灰1t钢需要加入石灰法已经在多次工业试验中获得了成功，并且在石家石约68～102kg，因此1t钢释放出的CO2质量约为3庄钢铁有限责任公司应用于生产，这一工艺方法的28～42kg，体积约为14～21m．在吹炼前期吹氧量［1--7］推广将产生巨大的环境经济效益．与