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二氧化碳是温室气体的主要成分,它的大量排放造成越来越严重的气候问题,危害到人类的生存环境和健康安全。冶金行业又是一个能源密集型行业,煤炭是其主要的燃烧能源和碳源,高炉,炼焦炉等排放大量的二氧化碳。减少二氧化碳排放是一个亟待解决的问题。铁水提钒过程主要通过喷吹纯氧来氧化铁水中的元素,将铁水中的钒元素氧化进入渣中。该工艺主要难点是控制熔池温度在碳-钒转化温度以下。CO2作为一种弱氧化剂,我们考虑利用CO2替代部分氧气进行铁水提钒,抑制熔池温度的上升。研究CO2-O2混合气体喷吹条件下含钒铁水中钒氧化的影响因素,对于建立新的铁水提钒工艺,减少二氧化碳排放和环境保护都具有重要的理论和现实意义。本文研究了喷吹混合气体中CO2比例、喷吹温度、喷吹流量、阶段喷吹等因素对含钒铁水钒氧化的影响,以及添加碳酸钙对钒渣物相组成及物化性能的影响,得出以下结论:(1)改变CO2-O2中CO2比例和混合气体喷吹流量,对铁水中钒和碳的氧化影响较大,在本研究条件下,当CO2比例为10%、喷吹流量为1.714 L/(min·kg)时提钒保碳的综合效果最优。(2)在本实验条件下,改变喷吹混合气体CO2-O2对含钒铁水的起吹温度,会影响钒的氧化率,起吹温度为1300-1360°C时均能满足提钒保碳的要求。(3)采用分段组合喷吹模式,可以有效发挥CO2抑制熔池温度上升的作用,有利于提钒保碳。其中,前期10%CO2+中后期15%CO2的分段喷吹模式的钒氧化率达到95.14%。(4)本实验条件下,添加碳酸钙后的钒渣物相组成在钒铁尖晶石、钛尖晶石、铁橄榄石的基础上增加了透辉石CaMgSi2O6和磷酸三钙Ca3(PO4)2,同时钒渣的熔化温度降低42°C,有利于改善钒渣的流动性,促进渣-金界面反应的进行。