一种利用CO₂气体减少炼钢烟尘产生的方法

专利名称：一种利用CO₂气体减少炼钢烟尘产生的方法
技术领域：
本发明属于钢铁冶金的节能减排、环境保护领域，主要涉及炼钢生产过程的 烟尘产生及排放。
技术背景炼钢过程通常采用氧气作为氧化剂来完成脱碳、脱磷反应，实现熔池升温及去除夹杂等任务。由于氧气射流直接接触熔池，产生300(TC以上的高温火点区 域。而金属铁的沸点为2750'C，因此铁将蒸发氧化，形成烟尘随高温烟气排放。 目前在炼钢生产过程中，每一吨钢将产生1一2%的烟尘量，约10—20kg。烟尘 量的增加既降低了金属收得率又增加了炼钢的除尘负荷。 发明内容本发明的目的是釆用一种可以减少炼钢烟尘产生的方法，即减少冶炼过程金 属铁和其他金属元素的蒸发烧损，达到减少烟尘排放。二氧化碳与铁、碳元素的反应虽是氧化反应但却是吸热反应。吹炼过程中， 氧气射流火点区局部高温是烟尘产生的主要原因。本发明用少量二氧化碳002气体掺混到氧气射流中，当混合气体射流喷射到熔池时，降低了熔池"火点区"的温度(即气体直接和钢水接触的区域，该区域占熔池的4%左右)，当火点区温度 降低到275(TC以下时，铁的蒸发将受到控制，炼钢冶炼过程中烟尘排放将减少。 一种利用C02气体减少炼钢烟尘产生的方法，其特征是将少量二氧化碳通过 一混合装置与氧气进行均匀混合后，通过调节系统保证氧气和二氧化碳混合气体 中，二氧化碳的含量控制在9%以下，氧气的含量在91%以上，即炼钢吹炼采用 1 一9%二氧化碳及99—91 %的氧气进行氧化操作。本发明在炼钢过程的不同冶炼时间段，采用分段控制二氧化碳与氧气比例的 方式，控制烟尘的产生量。即冶炼开始的第一时段内(如从0 — 5min内)，4一7 %二氧化碳及96—93%的氧气混合喷吹。这时由于碳的氧化反应受温度的影响 还未完全进行，铁的氧化严重，提高二氧化碳的比例将控制铁的蒸发氧化。冶炼 的第二时段(如冶炼5—9min内)，1一2%二氧化碳及99—98%氧气混合喷吹；这时碳的氧化开始激烈进行，可以控制铁的部分蒸发，这时适当降低二氧化碳的 比例，保证钢水温度达到冶金要求，冶炼的第三时段(如9一13min内)，5 — 9 %二氧化碳及95—91%氧气混合喷吹，这时碳的氧化收到钢中碳的浓度的限制， 铁的蒸发氧化加剧，提高二氧化碳的比例可以控制铁的蒸发速度。本发明喷吹氧气和二氧化碳混合气体的时段具体划分将由冶炼过程脱碳的 反应速度确定。本发明适用于30—300吨转炉炼钢及30—200吨电弧炉炼钢工艺。采用本发 明，铁的蒸发量减少约30—70%，烟尘造成的铁损减少5—10kg/t。
具体实施方式
(1) ioo吨转炉冶炼工艺，将二氧化碳及氧气经过一装置采用1一5%的032掺入氧气中喷吹，冶炼开始0 — 5min内(第一时段)C02-(V混合气体中C02浓度 为4%、 02浓度为96%,根据炉内熔渣的情况，决定C02的喷吹时间。混合气体流 量采用18000—20000Nm3/h，压力为0. 6-1. 0Mpa。脱碳阶段(第二时段)第5—9分钟，化渣任务完成后，C02-(V混合气体中 C02浓度为1%、 02浓度为99%，混合气体流量为20000—23000NmVh，根据炉内 熔池的碳含量决定脱碳时间。升温阶段(第三时段)9一13min后，7%二氧化碳及93%氧气混合喷吹， 混合气体流量为23000 — 25000NmVh，根据炉内碳的氧化及升温情况，，达到出钢 的温度及钢种成分。(2) 70吨电弧炉冶炼工艺采用C02-02混合喷吹，利用1一6支喷枪。废钢 熔化阶段(第一时段)0)2-02混合气体中(:02浓度为1%、 02浓度为99%。根据炉 内废钢熔化情况，决定C0厂02喷吹时间。混合气体流量采用3000NmVh，压力为 0.6-1. 2Mpa。氧化脱磷阶段(第二时段)C02-(V混合气体中C(V浓度为4%、 02浓度为96%, 混合气体流量为4000NmVh，根据炉内熔池的磷含量决定脱磷时间。氧化脱碳阶段(第三时段)C02-(V混合气体中C02浓度为8%、 02浓度为92%， 混合气体流量为5000NmVh，根据炉内熔池的碳含量决定脱碳时间。最终达到出 钢的温度及钢种成分。
权利要求
1.一种利用CO2气体减少炼钢烟尘产生的方法，其特征是将少量二氧化碳通过一混合装置与氧气进行均匀混合后，通过调节系统保证混合气体中，二氧化碳的含量控制在1-9％，氧气的含量在99-91％，即炼钢吹炼采用1-9％二氧化碳及99-91％的氧气进行氧化操作；用少量CO2气体掺混到氧气射流中，当混合气体射流喷射到熔池时，降低了熔池“火点区”的温度，即气体直接和钢水接触的区域，该区域占熔池的4％，当火点区温度降低到2750℃以下时，铁的蒸发将受到控制，炼钢冶炼过程中烟尘排放将减少。
2. 如权利要求1所述的利用C02气体减少炼钢烟尘产生的方法，其特征是 在炼钢过程的不同冶炼时间段，采用分段控制二氧化碳与氧气比例的方式，控制 烟尘的产生量，冶炼的第一时段，即从0—5min内，采用4 —7%二氧化碳及96 一93%的氧气混合喷吹；这时由于碳的氧化反应受温度的影响还未完全进行，铁 的氧化严重，提高二氧化碳的比例将控制铁的蒸发氧化；冶炼的第二时段，即冶 炼5—9min内，采用1一2%二氧化碳及99一98%氧气混合喷吹；这时碳的氧化 开始激烈进行，能控制铁的部分蒸发，这时适当降低二氧化碳的比例，保证钢水 温度达到冶金要求；冶炼的第三时段，即从9一13min内，釆用5—9%二氧化碳 及95—91%氧气混合喷吹，这时碳的氧化受到钢中碳的浓度的限制，铁的蒸发 氧化加剧，提高二氧化碳的比例能控制铁的蒸发速度。
全文摘要
本发明属于钢铁冶金及环境保护领域，涉及炼钢烟尘的治理。包括转炉炼钢及电炉炼钢工艺。目前炼钢烟尘的传统治理方式是经过除尘后收集烟尘后再进行回收利用，是一种后处理方法。本发明的目的在于采用一种可以减少炼钢过程烟尘产生的新方法，减少冶炼过程铁和其他金属元素的烧损。用少量二氧化碳CO₂气体掺混到氧气射流中，当混合气体射流喷射到熔池时，降低了熔池“火点区”的温度当火点区温度降低到2750℃以下时，铁的蒸发将受到控制，炼钢冶炼过程中烟尘排放将减少。混合气体中，二氧化碳的含量控制在1-9％，氧气的含量在99-91％。本发明适用于30-300吨转炉炼钢及30-200吨电弧炉炼钢工艺。采用本发明，铁的蒸发量减少约30-70％，烟尘造成的铁损减少5-10kg/t。
文档编号C21C5/52GK101250606SQ20081010412
公开日2008年8月27日 申请日期2008年4月16日 优先权日2008年4月16日
发明者仇永全, 尹振江, 操 易, 荣 朱, 王慧霞, 凯 董 申请人:北京科技大学