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【中亞】工業(yè)氣體在各行業(yè)中的應(yīng)用鋼鐵工業(yè)中的應(yīng)用 吹氧煉鋼:吹氧煉鋼,已為各國普遍采用,成為鋼鐵工業(yè)飛躍發(fā)展的一條重要途徑。吹氧煉鋼的主要方式有:轉(zhuǎn)爐純氧頂吹或底吹煉鋼、電孤爐煉鋼和平爐煉鋼。轉(zhuǎn)爐煉鋼每噸鋼耗氧50~60m3;電孤爐煉鋼每噸鋼耗氧10~25m3;平爐煉鋼每噸鋼耗耗氧20~40m3。1993年世界各國或地區(qū)各種煉鋼法所占的比例(%),其中中國:轉(zhuǎn)爐鋼是63.8%(美國為61.8%,日本為68.8%,盧森堡為100%,奧地利為90.1%)、電弧爐鋼為21.8%(美國為38.2%,日本為31.2%,奧地利為9.9%)、平爐鋼為14.2%(美、日、奧均為0)、其他鋼為0.2%(美、日、奧均為0)。世界:轉(zhuǎn)爐59.4%,電弧爐31.0%,平爐9.6%,其他0.1%。進(jìn)入90年代,電爐短流程技術(shù)在世界蓬勃發(fā)展。現(xiàn)代化大型電爐采用了各種強(qiáng)化供氧技術(shù),提高生產(chǎn)效率和降低電耗。和30年前相比,電爐的冶煉周期從210min降低到55min,冶煉電耗從650kWh/t降低到350kWh/t,而氧氣的用量從8m3/t增加到35~60m3/t。煉鋼用氧要求氧氣純度達(dá)到99.6%,避免鋼水吸氧,一般要求總管壓力大于2MPa,工作壓力大于1.2MPa,氣體要求清潔,無水無油。 此外,軋鋼每噸鋼耗氧3~6m3、鋼材加工、連鑄坯火焰切割,火焰清除、爐襯火焰每噸鋼耗氧11.4~14.2m3。 高爐富氧噴煤煉鐵:高爐富氧噴煤煉鐵可提高利用系數(shù)和降低焦比。1991年3月12至5月24日,首鋼公司在1號高爐進(jìn)行了高富氧大噴煤試驗(yàn),最高富氧率達(dá)5.5%,鼓風(fēng)中每富氧1%,可增產(chǎn)2.5%~3.0%,試驗(yàn)期55天,共增產(chǎn)生鐵1.17萬噸;每富氧1%,可提高煤氣熱值1.28%~2.00%,相當(dāng)于使用風(fēng)溫升高32~79℃。 鞍鋼2號高爐富氧噴煤冶煉試驗(yàn)(1992年3月~1993年3月),氧氣由鞍鋼氧氣廠提供,氣量10000~12000m3/h,純度99.5%,壓力1.2~1.6MPa(進(jìn)入高爐冷風(fēng)前減壓至0.6MPa)。為安全,系統(tǒng)安裝了氮和均壓設(shè)施,冶煉結(jié)果,富氧鼓風(fēng)以后,平均每富氧1%,可增產(chǎn)2.27%,溫度升高35℃,噸鐵成本降低6.91元。1993年12月14~15日,冶金部科技司組織鑒定,當(dāng)富氧到24.71%時(shí),噴煤量達(dá)到161kg/t,入爐焦比降到407kg/t,綜合焦比降到536kg/t。 熔融還原煉鐵:21世紀(jì),對鋼鐵工業(yè)發(fā)展的基本要求是消除環(huán)境污染。為根本改變鋼鐵工業(yè)的污染現(xiàn)狀,許多發(fā)達(dá)國家紛紛投入巨資開發(fā)熔融還原煉鐵技術(shù)。熔融還原采用純氧燃燒煤,代替焦炭煉鐵。同時(shí),產(chǎn)生大量高熱值潔凈煤氣,作為能源輸出。 韓國浦項(xiàng)鋼鐵公司已向奧鋼聯(lián)訂購一套年產(chǎn)60~70萬噸鐵水的COREX熔融還原爐裝置(C—2000型,日產(chǎn)2000噸鐵),已于1995年12月投產(chǎn)。與傳統(tǒng)的高爐工藝路線相比,COREX設(shè)備鐵水成本降低30%,SO2發(fā)散量減少94%,NOx減少78%,灰塵減少97%。 寧波北侖鋼廠,也用熔融還原煉鐵法,擬采用2套C—2000型COREX裝置,煉鐵—復(fù)吹轉(zhuǎn)爐—薄板坯連鑄軋—冷連軋全部流程,總投資126億元。年設(shè)計(jì)產(chǎn)鋼160萬噸。據(jù)概算,若采用球團(tuán)礦方案,需配62000m3/h空分設(shè)備兩套;如為塊礦方案,需配71000m3/h空分設(shè)備兩套。技術(shù)指標(biāo):氧耗580m3/t鐵,2×600型豎爐需氮?dú)?00m3/t鐵。高爐富氧煉鐵用氧,對氧純度要求可放低到92~95‰。全氧高爐煉鐵:前蘇聯(lián)莫斯科鋼鐵研究總所,1033m3高爐上進(jìn)行100%使用氧氣試驗(yàn),將煤氣在熱風(fēng)爐蓄熱室預(yù)熱,然后代替通常的熱風(fēng)吹入高爐,接著在每個風(fēng)口噴入氧氣。這一工藝在1985~1990年間試驗(yàn)了12次,生產(chǎn)鐵水25萬噸。在一次試驗(yàn)中,焦比達(dá)3677kg/t鐵水,用氧2517kg/t鐵水,日產(chǎn)含2.2%Si的鐵水1700噸。 氮?dú)庠阡撹F廠的應(yīng)用:主要是用作保護(hù)氣,如軋鋼、鍍鋅、鍍鉻、熱處理(尤為薄鋼片)連續(xù)鑄造等都要用氮?dú)庾鞅Wo(hù)氣,而且氮?dú)饧兌纫?9.99%以上。 氬的化學(xué)情性被用于特種金屬的冶煉:鋰、鈹、鈾、钚、釷、鈦、鋯、鉿、鈮、鉭等原子核及空間工業(yè)方面所需的稀有金屬進(jìn)行還原反應(yīng)時(shí),要用氬氣作環(huán)境氣體。半導(dǎo)體材料硅、鍺的精煉和單晶的制備過程中,也要用氬氣作環(huán)境氣體,以保護(hù)結(jié)晶成長。 煉鋼過程也要用氬:如向熔融的鋼水中吹入氬氣,使成份均勻,鋼液凈化,并可除掉溶解在鋼水中的氫、氧、氮等雜質(zhì),提高鋼坯質(zhì)量。吹氬還可以取消還原期,縮短冶煉時(shí)間,提高產(chǎn)量,節(jié)約電能等。 氬氣吹煉和保護(hù)是提高鋼材質(zhì)量的重要途徑,我國已有不少鋼廠采用。據(jù)介紹,氬氣耗量為1~3m3噸鋼。 氧、氮、氬是煉鋼企業(yè)不可缺少的工業(yè)氣體,據(jù)天津鋼管公司介紹,公司自產(chǎn)二次能源消耗為:氧氣年 |