二氧化碳在炼钢流程的应用

针对钢铁工业 CO 2 排放量大的问题以及少（无）烟尘、深度脱磷、脱氮、控

氧的绿色洁净炼钢的发展方向，2004 年研发团队提出将 CO 2 作为资源循环应用

于炼钢过程，同时利用 CO 2 的高温特性解决现有冶金工艺存在的问题。

经过根据十余年的研究发现，CO 2 是弱氧化性气体，在炼钢温度下与碳、硅、

锰等元素可发生氧化反应，并伴随吸热或微放热效应，具有以下冶金功能：

（1）利用 CO 2 参与炼钢反应的吸热效应，可将 2700-3000℃的顶吹氧气射流

高温火点区降低至铁的沸点（2750℃）以下，减少了铁的蒸发量；

（2）转炉炼钢前期硅、锰等元素的氧化使熔池迅速升温，难以满足低温高

效脱磷的热力学条件，可通过喷吹 CO 2 控制熔池升温速率，延长低温脱磷时间，

解决了长期困扰炼钢的脱磷不稳定、深脱磷难等问题；

（3）与纯氧喷吹相比，CO 2 与钢中各元素反应均生成 CO，能够强化熔池搅

拌，改善渣钢反应动力学条件，减少终点钢液过氧化，生产低氮/低磷/低氧钢种；

（4）利用炼钢底吹 CO 2 的冷却效应，发明了 CO 2 控制“蘑菇头”生长与消除

的动态平衡方法，可有效延长炼钢底吹元件寿命。

在充分掌握 CO 2 高温弱氧化、强搅拌及冷却效应等冶金反应特性的基础上，

研发团队提出在炼钢生产中采用 CO 2 代替部分顶吹 O 2 、底吹 CO 2 代替全部 N 2 /Ar

进行 CO 2 -O 2 混合喷吹炼钢的工艺流程（见附件 1 工艺路线图），发明了具有自

主知识产权的炼钢喷吹 CO 2 降尘、高效脱磷、脱氮/控氧及长寿底吹等系列技术，

并完成了工业示范应用。