碳热-电化学还原方法直接炼钢的基础研究

高炉-转炉法炼钢，历经近二百年的发展逐渐走向成熟，形成现代的主要炼钢方法。但是，随着科学技术的进步，生产方式从粗放型、经济型到环保型的转变，也显露出它的不足。炼钢从铁矿石到钢材，有还原、吹氧、脱氧到夹杂去除四个过程，其中"还原"是必要的，而"脱氧"和"夹杂去除"则是由"吹氧"引起的，"吹氧"的作用是脱除铁水中的碳、硅和磷等元素。铁水中硅、磷等是铁矿石还原的产物，可以通过提高选矿技术和控制还原过程来解决，但碳作为还原剂进入铁水一直是无法回避的问题。本项目拟从钢铁冶金原理出发，沿用"高-转炉法"中高温下碳还原的优势，利用氧离子渗透膜阻止碳进入铁水，并根据电化学原理控制杂质元素进入铁水和钢材合金化，提出一种新的直接炼钢方法，来缩短冶金工艺流程，减少"吹氧-脱氧-夹杂去除"阶段带来的人力、能量和资源的浪费，减少外来夹杂进入钢中的机会，提高钢材质量。同时，还可以减少环境污染和CO2的排放量。