本實(shí)用新型屬于鋼鐵冶金領(lǐng)域，涉及VOD爐尾氣中CO₂、CO-Ar循環(huán)噴吹的煉鋼裝置。

背景技術(shù)：

目前，VOD真空精煉爐是鋼鐵生產(chǎn)中真空精煉設(shè)備之一，冶煉低碳或者超低碳鋼種，主要但并不僅限于不銹鋼生產(chǎn)。傳統(tǒng)VOD真空精煉爐的生產(chǎn)過程為：①首先將鋼包密封在真空室內(nèi)，使用抽氣泵并對室內(nèi)抽真空，從而降低鋼水所處環(huán)境壓力，促進(jìn)鋼水中N和H等氣體元素的脫除；②利用超音速氧槍，在真空室內(nèi)對鋼液進(jìn)行頂吹O₂進(jìn)行真空氧脫碳，在選擇性氧化原理的作用下，保護(hù)合金元素并促進(jìn)脫碳反應(yīng)深入進(jìn)行；③停止吹氧，鋼液中剩余碳和氧元素繼續(xù)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)鋼水深脫氧；④所有操作結(jié)束后破真空，將鋼包移除真空室，VOD真空處理過程完畢。整個(gè)VOD處理過程中，全程底吹A(chǔ)r氣攪拌，改善冶金反應(yīng)動力學(xué)條件，提高冶金反應(yīng)速率。

VOD真空精煉能實(shí)現(xiàn)鋼水大量脫碳，并能有效的脫除鋼水中的O、N和H等雜質(zhì)元素，但是傳統(tǒng)的VOD冶煉工藝存在以下問題：①VOD真空精煉處理過程中，需要消耗大量的Ar氣，使用成本較高；②使用氧氣作為氧化劑，從而在VOD處理中期鋼水氧含量較高，在停止吹氧后，需進(jìn)行較長時(shí)間的真空碳脫氧處理，冶煉周期相應(yīng)延長，冶煉效率較低。

本申請人在相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)，使用CO₂與O₂混合作為VOD頂吹氣源，可在保證完成脫碳任務(wù)的同時(shí)，降低鋼水的氧含量，從而縮短VOD處理時(shí)間，并提高鋼水質(zhì)量。目前鋼鐵企業(yè)中缺乏穩(wěn)定的CO₂氣體來源，制約著該研究成果的工業(yè)應(yīng)用。

VOD真空處理過程中，尤其是在獲得穩(wěn)定真空以后，VOD尾氣中含有很高濃度的Ar氣、CO氣和CO₂氣，但傳統(tǒng)的VOD均未有效利用，僅選擇直接排放或簡單處理后排放。

目前常用的O₂氣體、Ar氣體和CO₂氣體的分離方法主要有為空氣液化分離精餾法、變壓吸附法和化學(xué)分離法等。各方法為了獲得較純凈氣體，往往造成氣體分離效率下降、生產(chǎn)成本升高等問題。如果可以將氣體簡單分離（不完全分離）后直接用于煉鋼生產(chǎn)，并能滿足煉鋼工藝的全部要求，將能極大降低氣體制備難度，從而降低煉鋼生產(chǎn)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對以上問題，本專利提供了一種VOD真空精煉爐尾氣循環(huán)噴吹煉鋼方法，首先將VOD尾氣進(jìn)行檢測，并將符合要求的尾氣進(jìn)行過濾、除水、壓縮和分離，獲得CO₂氣體和CO-Ar混合氣，并使用氣罐存儲；然后將CO₂氣循環(huán)應(yīng)用于VOD爐頂吹脫碳，而CO-Ar混合氣循環(huán)用于VOD爐的底吹攪拌。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：VOD爐尾氣中CO₂、CO-Ar循環(huán)噴吹煉鋼裝置，該裝置包括VOD真空精煉爐和尾氣循環(huán)處理裝置，所述VOD真空精煉爐包含裝置有：真空室1、鋼包2、頂吹氧槍和升降機(jī)構(gòu)3、O₂氣源4、O₂流量控制閥組5、真空泵6、尾氣處理排放裝置7、底吹A(chǔ)r透氣噴嘴8、Ar氣源9、Ar流量控制閥組10。鋼包置于真空室內(nèi)，真空室頂部爐蓋安裝有頂吹氧槍及升降機(jī)構(gòu)，氧氣由氧氣氣源供應(yīng)，由管道P1輸送至氧氣控制閥組控制，再經(jīng)由管道P2輸送至頂吹氧槍；鋼包底部安裝有底吹A(chǔ)r透氣噴嘴，Ar氣由Ar氣源供應(yīng)，經(jīng)由管道P3輸送至Ar流量控制閥組，再經(jīng)由管道P4輸送至鋼包底部噴嘴；真空泵與真空室由真空室側(cè)壁布置的管道P5連接，真空泵后部通過管道P6連接至尾氣排放裝置。VOD精煉爐一般選用機(jī)械式真空泵或蒸汽噴射真空泵；

所述尾氣循環(huán)處理裝置包括氣體分析儀11、尾氣切換裝置12、氣體過濾除水器13、氣體壓縮分離裝置14、CO₂氣體儲氣罐15、CO₂流量控制閥組16、CO-Ar混合氣體儲氣罐17、CO-Ar混合氣流量控制閥組18、CO₂臨時(shí)氣源19。真空泵后部通過管道P7連接尾氣切換裝置，氣體分析儀由管路P8在真空泵后部取氣；尾氣切換裝置一路出口通過管路P6連接尾氣處理排放裝置，另一路出口通過管路P9連接至氣體過濾除水器，再經(jīng)由管路P10連接至氣體壓縮分離裝置；尾氣在氣體壓縮分離裝置內(nèi)分離為CO₂氣和CO-Ar混合氣體，CO₂氣經(jīng)由管道P11輸送至CO₂氣體儲氣罐，而CO-Ar混合氣體經(jīng)由管道P12輸送至CO-Ar混合氣體儲氣罐。CO₂氣體由CO₂氣體儲氣罐出發(fā)，經(jīng)由管道P13輸送至CO₂流量控制閥組控制，再經(jīng)由管道P14輸送至頂吹氧槍尾部，與氧氣管路P2匯合；CO-Ar混合氣由CO-Ar混合氣體儲氣罐出發(fā)，經(jīng)由管道P15輸送至CO-Ar混合氣氣流量控制閥組控制，再經(jīng)由管道P16輸送至鋼包底部噴嘴處，與Ar氣管路P4匯合。CO₂氣儲氣罐可使用CO₂臨時(shí)氣源，經(jīng)由管路P17補(bǔ)充CO₂；CO-Ar氣儲氣罐可經(jīng)由Ar氣源，經(jīng)由管道P18補(bǔ)充Ar氣。CO₂氣儲氣罐內(nèi)多余的CO₂氣和CO-Ar氣儲氣罐內(nèi)多余的CO-Ar混合氣可分別經(jīng)由管道P19和P20輸送至尾氣處理排放裝置。

所述尾氣循環(huán)處理裝置的基本要求和主要參數(shù)為：

(1)CO₂氣儲氣罐內(nèi)壓力為0.3~2.5Mpa；

(2)CO₂流量控制閥組流量控制范圍是50~200Nm³/min；

(3)CO-Ar混合氣儲氣罐內(nèi)壓力為0.3~2.5Mpa；

(4)CO-Ar混合氣流量控制閥組流量控制范圍是20~1000NL/min；

(5)氣體分析儀用于檢測尾氣中CO、CO₂、Ar、O₂和N₂濃度，監(jiān)測精度為0.5‰；

(6)尾氣切換裝置可將VOD尾氣流向在處理排放和循環(huán)回收間自由切換；

(7)氣體過濾除水器可將尾氣除塵脫水，處理后粉塵含量小于5mg/m³，露點(diǎn)低于0℃；

(8)氣體壓縮分離裝置可將尾氣簡單分離為CO₂氣和CO-Ar混合氣，CO₂氣中CO₂濃度大于99.5%，壓力大于1.5Mpa；CO-Ar混合氣中O₂濃度小于0.01%，CO₂濃度小于0.5%，N₂濃度小于0.5%，壓力大于1.5Mpa。氣體分離采用變壓吸附法或化學(xué)法。因?yàn)镃O₂氣體的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)均與CO氣體和Ar氣體存在較大差異，采用變壓吸附法或化學(xué)法可以將CO₂氣體單獨(dú)分離，剩余氣體即為CO-Ar混合氣。

本專利方法冶煉過程分為：(1)鋼包吊入抽真空階段、(2)吹氣脫碳階段、(3)底吹脫氧階段和(4)破真空鋼包吊出階段，各個(gè)階段具體操作過程為：

(1)鋼包吊入抽真空階段：首先將鋼包吊至真空室內(nèi)，在此過程中鋼包底吹A(chǔ)r氣體，底吹流量為50~200NL/min；然后真空室蓋關(guān)閉后密封，底吹氣體切換為CO-Ar混合氣，底吹流量為50~200NL/min；真空泵開始抽氣，將底吹氣流量降低為30~150NL/min，真空室內(nèi)壓力持續(xù)下降。本階段中VOD尾氣中含有較高的N₂氣和O₂氣，而CO₂氣和Ar氣含量較低，尾氣切換裝置將尾氣導(dǎo)向尾氣處理排放裝置方向，進(jìn)行處理和排放。

(2)吹氣脫碳階段：真空室內(nèi)壓力達(dá)到0~133Pa后，進(jìn)入吹氣脫碳階段，真空泵持續(xù)抽氣保持壓力為0~133Pa。吹氣脫碳階段分為脫碳前期(15~30min)和脫碳后期(5~20min)。脫碳前期：槍位為0.3~1.5m；噴吹流量為300~600NL/(min·t鋼)；噴吹氣體組成為：O₂ (50%~100%)、CO₂ (50%~0%)；底吹氣體為CO-Ar混合氣，底吹流量為50~200NL/min。脫碳后期：槍位為0.3~1.0m；噴吹流量為500~850NL/(min·t鋼)；噴吹氣體組成為：CO₂ (70%~100%)、O₂ (30%~0%)；底吹氣體為CO-Ar混合氣，底吹流量為80~300NL/min。本階段中，VOD尾氣成分為50%~60%的CO、13%~22%的Ar、18%~20%的CO₂，進(jìn)行尾氣檢測和回收操作。

(3)底吹脫氧階段：吹氣脫碳階段結(jié)束后，進(jìn)入底吹脫氧階段，真空泵持續(xù)抽氣保持壓力為0~133Pa。本階段持續(xù)時(shí)間為20~50min，CO-Ar氣由CO-Ar混合氣儲氣罐供應(yīng)；底吹流量保持為50~200NL/min。本階段中，VOD尾氣成分為24%~60%的CO、15%~78%的Ar、0%~18%的CO₂，進(jìn)行尾氣檢測和回收操作。

(4)破真空鋼包吊出階段：脫氧期結(jié)束后，將底吹氣切換為Ar，流量為50~400NL/min，破真空開啟爐蓋，將鋼包吊出，完成處理過程。本階段中VOD尾氣中含有較高的N₂氣和O₂氣，而CO₂氣和Ar氣含量較低，尾氣切換裝置將尾氣導(dǎo)向尾氣處理排放裝置方向，進(jìn)行處理和排放。

在VOD冶煉吹氣脫碳階段和底吹脫氧階段中，進(jìn)行VOD尾氣檢測和回收操作，具體過程為：氣體分析以檢查尾氣成分；當(dāng)尾氣中N₂或O₂高于5%時(shí)，尾氣切換裝置切換至尾氣排放裝置方向，尾氣排放；當(dāng)尾氣成分中N₂或O₂低于5%時(shí)，尾氣切換裝置切換至尾氣循環(huán)方向；尾氣經(jīng)過氣體過濾除水器，脫除粉塵和水分后，進(jìn)入氣體壓縮分離裝置，將尾氣分離為CO₂氣體和CO-Ar混合氣，并分別輸送至儲氣罐儲存，以供循環(huán)使用。因?yàn)镃O₂氣體的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)均與CO氣體和Ar氣體存在較大差異，采用變壓吸附法或化學(xué)法可以將CO₂氣體單獨(dú)分離，剩余氣體即為CO-Ar混合氣。

本實(shí)用新型的有益效果是：由于采用上述技術(shù)方案，通過該裝置，每噸鋼可回收5~9m³的CO、1~2.5m³的CO₂、0.05~0.30m³的Ar氣，將它們使用于VOD爐本身，實(shí)現(xiàn)了CO₂、Ar和CO氣體的循環(huán)資源化利用，減少CO₂排放30%，Ar氣使用量降低60~70%，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。本專利實(shí)現(xiàn)將VOD尾氣單分離（不完全分離）后直接用于VOD煉鋼生產(chǎn)，降低了氣體制備難度。通過本裝置，為VOD提供了穩(wěn)定的CO₂氣源，實(shí)現(xiàn)CO₂氣體在VOD真空精煉過程中的應(yīng)用，從而降低VOD處理中期鋼水氧含量5~30ppm，提高合金元素收得率1~5%。降低噸鋼冶煉成本5~15元。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有的VOD精煉爐系統(tǒng)圖。

圖2為本實(shí)用新型的VOD精煉爐尾氣循環(huán)噴吹系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為應(yīng)用本裝置的120tVOD精煉爐氣體噴吹工藝曲線圖。

圖中：

1．真空室、2.鋼包、3.頂吹氧槍和升降機(jī)構(gòu)、4.O₂氣源、5.O₂流量控制閥組、6.真空泵、7.尾氣處理排放裝置、8.底吹A(chǔ)r透氣噴嘴、9.Ar氣源、10.Ar流量控制閥組、11.氣體分析儀、12.尾氣切換裝置、13.氣體過濾除水器、14.氣體壓縮分離裝置、15.CO₂氣體儲氣罐、16.CO₂流量控制閥組、17.CO-Ar混合氣體儲氣罐、18.CO-Ar混合氣流量控制閥組、19.CO₂臨時(shí)氣源、P1~P20為氣體輸送管道。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明。

如圖2所示，為本實(shí)用新型VOD精煉爐尾氣中CO₂、CO-Ar循環(huán)噴吹的煉鋼裝置，該裝置包括VOD真空精煉爐和尾氣循環(huán)處理裝置，所述尾氣循環(huán)處理裝置包括氣體分析儀11、尾氣切換裝置12、氣體過濾除水器13、氣體壓縮分離裝置14、CO₂氣體儲氣罐15、CO₂流量控制閥組16、CO-Ar混合氣體儲氣罐17和CO-Ar混合氣流量控制閥組18；

其中，真空泵6前端與真空室1連接，后端通過管道P7連接所述尾氣切換裝置12，所述氣體分析儀11由管路P8與所述真空泵6和所述尾氣切換裝置12之間的管路P7連接；尾氣切換裝置12一路出口通過管路P6連接尾氣處理排放裝置7，另一路出口通過管路P9連接至氣體過濾除水器13，氣體過濾除水器13通過管路P10連接至氣體壓縮分離裝置14；所述氣體壓縮分離裝置14的一路出氣口通過管道P11與所述CO₂氣體儲氣罐15連接，另一路出氣口通過管道P12與所述CO-Ar混合氣體儲氣罐17連接，所述CO₂氣體儲氣罐15通過由管道P13與所述CO₂流量控制閥組16連接，所述CO₂流量控制閥組16通過管道P14與氧氣管路P2匯合后與頂吹氧槍尾部連接，所述CO-Ar混合氣體儲氣罐17通過管道P15與所述CO-Ar混合氣氣流量控制閥組18的一端連接，所述CO-Ar混合氣氣流量控制閥組18的另一端通過管道P16與Ar氣管路P4匯合后與鋼包底部噴嘴連接，所述CO₂氣體儲氣罐15通過管道P19與所述尾氣處理排放裝置7連接，所述CO-Ar混合氣體儲氣罐17通過管道P20與所所述尾氣處理排放裝置7連接，所述CO-Ar混合氣體儲氣罐17通過管道P18與Ar氣源連接。

該裝置還包括CO₂臨時(shí)氣源19，所述CO₂臨時(shí)氣源19通過管路P17 與所述CO₂氣體儲氣罐15連接。

所述CO₂氣儲氣罐15內(nèi)壓力為0.3~2.5Mpa；所述CO-Ar混合氣儲氣罐內(nèi)壓力為0.3~2.5Mpa。

所述CO-Ar混合氣流量控制閥組流量控制范圍是20~1000NL/min；所述 CO₂流量控制閥組最大流量控制范圍是50~200Nm³/min；

所述氣體分析儀用于檢測尾氣中CO、CO₂、Ar、O₂和N₂濃度，監(jiān)測精度為0.5‰。

所述氣體過濾除水器可將尾氣除塵脫水，處理后粉塵含量小于5mg/m³，露點(diǎn)低于0℃；

本實(shí)用新型的工作原理為：

其冶煉過程分為：(1)鋼包吊入抽真空階段、(2)吹氣脫碳階段、(3)底吹脫氧階段和(4)破真空鋼包吊出階段，各個(gè)階段具體操作過程為：

(1)鋼包吊入抽真空階段：首先將鋼包吊至真空室內(nèi)，在此過程中鋼包底吹A(chǔ)r氣體，底吹流量為50~200NL/min；然后真空室蓋關(guān)閉后密封，底吹氣體切換為CO-Ar混合氣，底吹流量為50~200NL/min；真空泵開始抽氣，將底吹氣流量降低為30~150NL/min，真空室內(nèi)壓力持續(xù)下降，所述氣體分析儀檢測VOD尾氣中含有較高的N₂氣和O₂氣，而CO₂氣和Ar氣含量較低，通過尾氣切換裝置將尾氣導(dǎo)向尾氣處理排放裝置方向，進(jìn)行處理和排放；

(2)吹氣脫碳階段：真空室內(nèi)壓力達(dá)到0~133Pa后，進(jìn)入吹氣脫碳階段，真空泵持續(xù)抽氣保持壓力為0~133Pa，吹氣脫碳階段分為脫碳前期(15~30mins)和脫碳后期(5~20mins)，脫碳前期：槍位為0.3~1.5m；噴吹流量為300~600NL/(min·t鋼)；噴吹氣體組成為：O₂ (50%~100%)、CO₂ (50%~0%)；底吹氣體為CO-Ar混合氣，底吹流量為50~200NL/min。脫碳后期：槍位為0.3~1.0m；噴吹流量為500~850NL/(min·t鋼)；噴吹氣體組成為：CO₂ (70%~100%)、O₂ (30%~0%)；底吹氣體為CO-Ar混合氣，底吹流量為80~300NL/min。本階段中，VOD尾氣成分為50%~60%的CO、13%~22%的Ar、18%~20%的CO₂，進(jìn)行尾氣檢測和回收操作；

(3)底吹脫氧階段：吹氣脫碳階段結(jié)束后，進(jìn)入底吹脫氧階段，真空泵持續(xù)抽氣保持壓力為0~133Pa，本階段持續(xù)時(shí)間為20~50min，CO-Ar氣由CO-Ar混合氣儲氣罐供應(yīng)；底吹流量保持為50~200NL/min。本階段中，VOD尾氣成分為24%~60%的CO、15%~78%的Ar、0%~18%的CO₂，進(jìn)行尾氣檢測和回收操作；

(4)破真空鋼包吊出階段：脫氧氣結(jié)束后，將底吹氣切換為Ar，流量為50~400NL/min，破真空后開啟爐蓋，將鋼包吊出，完成處理過程，氣體分析儀（）檢測到VOD尾氣中含有較高的N₂氣和O₂氣，而CO₂氣和Ar氣含量較低，尾氣切換裝置將尾氣導(dǎo)向尾氣處理排放裝置方向，進(jìn)行處理和排放。

在VOD冶煉吹氣脫碳階段和底吹脫氧階段中，進(jìn)行VOD尾氣檢測和回收操作，具體過程為：氣體分析以檢查尾氣成分；當(dāng)尾氣中N₂或O₂高于5%時(shí)，尾氣切換裝置切換至尾氣排放裝置方向，尾氣排放；當(dāng)尾氣成分中N₂或O₂低于5%時(shí)，尾氣切換裝置切換至尾氣循環(huán)方向；尾氣經(jīng)過氣體過濾除水器，脫除粉塵和水分后，進(jìn)入氣體壓縮分離裝置，將尾氣分離為CO₂和CO-Ar混合氣，并分別輸送至儲氣罐儲存，以供循環(huán)使用。

所述氣體壓縮分離裝置可將尾氣分離為CO₂氣和CO-Ar混合氣，CO₂氣中CO₂濃度大于99.5%，壓力大于1.5Mpa；CO-Ar混合氣中O₂濃度小于0.01%，CO₂濃度小于0.5%，N₂濃度小于0.5%，壓力大于1.5Mpa。

實(shí)施例1：

本實(shí)用新型應(yīng)用在120t VOD精煉爐，頂吹O₂-CO₂混合氣，底吹A(chǔ)r-CO混合氣。按照附圖2的連接方式新增裝置并連接，其中裝置的基本要求和主要參數(shù)為：

采用機(jī)械式真空泵；CO₂氣儲氣罐內(nèi)壓力為1.5~2.0Mpa；CO₂流量控制閥組最大控制流量是100Nm³/min；CO-Ar混合氣儲氣罐內(nèi)壓力為1.5~2.0Mpa；CO-Ar混合氣流量控制閥組最大控制流量是500NL/min；氣體分析儀用于檢測尾氣中CO、CO₂、Ar、O₂和N₂濃度，監(jiān)測精度為0.5‰；氣體壓縮分離采用變壓吸附法，可將尾氣分離為CO₂氣和CO-Ar混合氣。CO₂氣中CO₂濃度大于99.5%，壓力大于1.5Mpa；CO-Ar混合氣中O₂濃度小于0.01%，CO₂濃度小于0.5%，N₂濃度小于0.5%，壓力大于1.5Mpa。

本方法應(yīng)用于120t VOD真空精煉爐后，其冶煉過程分為：(1)鋼包吊入抽真空階段、(2)吹氣脫碳階段、(3)底吹脫氧階段和(4)破真空鋼包吊出階段，各個(gè)階段具體操作過程為：

鋼包吊入抽真空階段：鋼包吊入真空室階段，鋼包底吹A(chǔ)r氣，底吹流量為120NL/min；然后真空蓋關(guān)閉后密封，底吹CO-Ar混合氣，底吹流量為120NL/min；真空泵開始抽氣，底吹氣體流量降低為100NL/min，本階段中尾氣中N₂和O₂濃度較高，尾氣切換裝置將尾氣導(dǎo)向尾氣處理排放裝置方向，進(jìn)行處理和排放；

吹氣脫碳階段：真空泵持續(xù)抽氣保持壓力為0~133Pa。吹氣脫碳階段分為脫碳前期(20min)和脫碳后期(10min)。脫碳前期：槍位為1.2~1.3m；噴吹流量為40~60Nm³/min；噴吹氣體組成為：O₂ (50%~100%)、CO₂ (50%~0%)；底吹氣體為CO-Ar混合氣，底吹流量為100NL/min。脫碳后期：槍位為0.7~0.8m；噴吹流量為70~80Nm³/min；噴吹氣體組成為：CO₂ (70%~100%)、O₂ (30%~0%)；底吹氣體為CO-Ar混合氣，底吹流量為150NL/min。本階段中，VOD尾氣成分為50%~60%的CO、13%~22%的Ar、18%~20%的CO₂，進(jìn)行尾氣檢測和回收操作。

底吹脫氧階段：真空泵持續(xù)抽氣保持壓力為0~133Pa；持續(xù)時(shí)間為25min；鋼包底吹CO-Ar混合氣，流量為130NL/min。本階段中，VOD尾氣成分為24%~60%的CO、15%~78%的Ar、0%~18%的CO₂，進(jìn)行尾氣檢測和回收操作。

破真空鋼包吊出階段：鋼包底吹A(chǔ)r氣，流量為100NL/min。本階段中VOD尾氣中含有較高的N₂氣和O₂氣，而CO₂氣和Ar氣含量較低，尾氣切換裝置將尾氣導(dǎo)向尾氣處理排放裝置方向，進(jìn)行處理和排放。

采用本實(shí)用新型后，120t VOD真空精煉爐每爐可回收CO氣體850~900m³，CO₂氣體150~200m³，Ar氣20~23m³。將Ar-CO循環(huán)利用于VOD爐自身底吹攪拌，CO₂氣體用于VOD頂吹脫碳，減少CO₂排放30%，Ar氣使用量降低60%；VOD處理中期鋼水氧含量降低15ppm，合金元素收得率提高3%。降低噸鋼冶煉成本10元。

實(shí)施例2：

本實(shí)用新型應(yīng)用在60t VOD真空精煉爐，頂吹O₂-CO₂混合氣，底吹A(chǔ)r-CO混合氣，按照附圖2的連接方式新增裝置并連接，其中裝置的基本要求和主要參數(shù)為：

采用蒸汽噴射真空泵；CO₂氣儲氣罐內(nèi)壓力為1.8~2.0Mpa；CO₂流量控制閥組最大控制流量是60Nm³/min；CO-Ar混合氣儲氣罐內(nèi)壓力為1.8~2.0Mpa；CO-Ar混合氣流量控制閥組最大控制流量是0~400NL/min；氣體分析儀用于檢測尾氣中CO、CO₂、Ar、O₂和N₂濃度，監(jiān)測精度為0.5‰；氣體壓縮分離采用化學(xué)吸附法，可將尾氣分離為CO₂氣和CO-Ar混合氣。CO₂氣中CO₂濃度大于99.5%，壓力大于1.5Mpa；CO-Ar混合氣中O₂濃度小于0.01%，CO₂濃度小于0.5%，N₂濃度小于0.5%，壓力大于1.5Mpa。

該60t VOD真空精煉爐使用本專利方法的冶煉過程分為：(1)鋼包吊入抽真空階段、(2)吹氣脫碳階段、(3)底吹脫氧階段和(4)破真空鋼包吊出階段，各個(gè)階段具體操作過程為：

鋼包吊入抽真空階段：鋼包吊入真空室階段，鋼包底吹A(chǔ)r氣，底吹流量為70NL/min；然后真空蓋關(guān)閉后密封，底吹A(chǔ)r-CO混合氣，底吹流量為70NL/min；真空泵開始抽氣，底吹氣體流量降低為50NL/min，本階段中尾氣中N₂和O₂濃度較高，尾氣切換裝置將尾氣導(dǎo)向尾氣處理排放裝置方向，進(jìn)行處理和排放；

吹氣脫碳階段：真空泵持續(xù)抽氣保持壓力為0~133Pa。吹氣脫碳階段分為脫碳前期(20min)和脫碳后期(8min)。脫碳前期：槍位為1.0~1.1m；噴吹流量為25~28Nm³/min；噴吹氣體組成為：O₂ (50%~100%)、CO₂ (50%~0%)；底吹氣體為CO-Ar混合氣，底吹流量為50NL/min。脫碳后期：槍位為0.6~0.7m；噴吹流量為30~40Nm³/min；噴吹氣體組成為：CO₂ (70%~100%)、O₂ (30%~0%)；底吹氣體為CO-Ar混合氣，底吹流量為70NL/min。本階段中，VOD尾氣成分為50%~60%的CO、13%~22%的Ar、18%~20%的CO₂，進(jìn)行尾氣檢測和回收操作。

底吹脫氧階段：真空泵持續(xù)抽氣保持壓力為0~133Pa；持續(xù)時(shí)間為20min；鋼包底吹CO-Ar混合氣，流量為60NL/min。本階段中，VOD尾氣成分為24%~60%的CO、15%~78%的Ar、0%~18%的CO₂，進(jìn)行尾氣檢測和回收操作。

破真空鋼包吊出階段：鋼包底吹A(chǔ)r氣，流量為50NL/min。本階段中VOD尾氣中含有較高的N₂氣和O₂氣，而CO₂氣和Ar氣含量較低，尾氣切換裝置將尾氣導(dǎo)向尾氣處理排放裝置方向，進(jìn)行處理和排放。

使用本方法后，60t VOD真空精煉爐，每爐可回收CO氣體430~450m³，CO₂氣體65~70m³，Ar氣10~12m³。將Ar-CO循環(huán)利用于VOD爐自身底吹攪拌，CO₂氣體用于VOD頂吹脫碳，減少CO₂排放25%，Ar氣消耗量降低55%；VOD處理中期鋼水氧含量降低10~15ppm，合金元素收得率提高2~3%。降低噸鋼冶煉成本8元。