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【中亚】工业气体在各行业中的应用钢铁工业中的应用 吹氧炼钢:吹氧炼钢,已为各国普遍采用,成为钢铁工业飞跃发展的一条重要途径。吹氧炼钢的主要方式有:转炉纯氧顶吹或底吹炼钢、电孤炉炼钢和平炉炼钢。转炉炼钢每吨钢耗氧50~60m3;电孤炉炼钢每吨钢耗氧10~25m3;平炉炼钢每吨钢耗耗氧20~40m3。1993年世界各国或地区各种炼钢法所占的比例(%),其中中国:转炉钢是63.8%(美国为61.8%,日本为68.8%,卢森堡为100%,奥地利为90.1%)、电弧炉钢为21.8%(美国为38.2%,日本为31.2%,奥地利为9.9%)、平炉钢为14.2%(美、日、奥均为0)、其他钢为0.2%(美、日、奥均为0)。世界:转炉59.4%,电弧炉31.0%,平炉9.6%,其他0.1%。进入90年代,电炉短流程技术在世界蓬勃发展。现代化大型电炉采用了各种强化供氧技术,提高生产效率和降低电耗。和30年前相比,电炉的冶炼周期从210min降低到55min,冶炼电耗从650kWh/t降低到350kWh/t,而氧气的用量从8m3/t增加到35~60m3/t。炼钢用氧要求氧气纯度达到99.6%,避免钢水吸氧,一般要求总管压力大于2MPa,工作压力大于1.2MPa,气体要求清洁,无水无油。 此外,轧钢每吨钢耗氧3~6m3、钢材加工、连铸坯火焰切割,火焰清除、炉衬火焰每吨钢耗氧11.4~14.2m3。 高炉富氧喷煤炼铁:高炉富氧喷煤炼铁可提高利用系数和降低焦比。1991年3月12至5月24日,首钢公司在1号高炉进行了高富氧大喷煤试验,最高富氧率达5.5%,鼓风中每富氧1%,可增产2.5%~3.0%,试验期55天,共增产生铁1.17万吨;每富氧1%,可提高煤气热值1.28%~2.00%,相当于使用风温升高32~79℃。 鞍钢2号高炉富氧喷煤冶炼试验(1992年3月~1993年3月),氧气由鞍钢氧气厂提供,气量10000~12000m3/h,纯度99.5%,压力1.2~1.6MPa(进入高炉冷风前减压至0.6MPa)。为安全,系统安装了氮和均压设施,冶炼结果,富氧鼓风以后,平均每富氧1%,可增产2.27%,温度升高35℃,吨铁成本降低6.91元。1993年12月14~15日,冶金部科技司组织鉴定,当富氧到24.71%时,喷煤量达到161kg/t,入炉焦比降到407kg/t,综合焦比降到536kg/t。 熔融还原炼铁:21世纪,对钢铁工业发展的基本要求是消除环境污染。为根本改变钢铁工业的污染现状,许多发达国家纷纷投入巨资开发熔融还原炼铁技术。熔融还原采用纯氧燃烧煤,代替焦炭炼铁。同时,产生大量高热值洁净煤气,作为能源输出。 韩国浦项钢铁公司已向奥钢联订购一套年产60~70万吨铁水的COREX熔融还原炉装置(C—2000型,日产2000吨铁),已于1995年12月投产。与传统的高炉工艺路线相比,COREX设备铁水成本降低30%,SO2发散量减少94%,NOx减少78%,灰尘减少97%。 宁波北仑钢厂,也用熔融还原炼铁法,拟采用2套C—2000型COREX装置,炼铁—复吹转炉—薄板坯连铸轧—冷连轧全部流程,总投资126亿元。年设计产钢160万吨。据概算,若采用球团矿方案,需配62000m3/h空分设备两套;如为块矿方案,需配71000m3/h空分设备两套。技术指标:氧耗580m3/t铁,2×600型竖炉需氮气700m3/t铁。高炉富氧炼铁用氧,对氧纯度要求可放低到92~95‰。全氧高炉炼铁:前苏联莫斯科钢铁研究总所,1033m3高炉上进行100%使用氧气试验,将煤气在热风炉蓄热室预热,然后代替通常的热风吹入高炉,接着在每个风口喷入氧气。这一工艺在1985~1990年间试验了12次,生产铁水25万吨。在一次试验中,焦比达3677kg/t铁水,用氧2517kg/t铁水,日产含2.2%Si的铁水1700吨。 氮气在钢铁厂的应用:主要是用作保护气,如轧钢、镀锌、镀铬、热处理(尤为薄钢片)连续铸造等都要用氮气作保护气,而且氮气纯度要求99.99%以上。 氩的化学情性被用于特种金属的冶炼:锂、铍、铀、钚、钍、钛、锆、铪、铌、钽等原子核及空间工业方面所需的稀有金属进行还原反应时,要用氩气作环境气体。半导体材料硅、锗的精炼和单晶的制备过程中,也要用氩气作环境气体,以保护结晶成长。 炼钢过程也要用氩:如向熔融的钢水中吹入氩气,使成份均匀,钢液净化,并可除掉溶解在钢水中的氢、氧、氮等杂质,提高钢坯质量。吹氩还可以取消还原期,缩短冶炼时间,提高产量,节约电能等。 氩气吹炼和保护是提高钢材质量的重要途径,我国已有不少钢厂采用。据介绍,氩气耗量为1~3m3吨钢。 氧、氮、氩是炼钢企业不可缺少的工业气体,据天津钢管公司介绍,公司自产二次能源消耗为:氧气年 |