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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 |