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氧气在钢铁行业中的应用

氧气在钢铁行业中的应用

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20~40m31993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。1991312524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(19923~19933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。19931214~15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(C2000型,日产2000吨铁),已于199512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2C2000COREX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。
       目前,空分设备技术已非常成熟,自动化程度高,能耗低。广州惠临空气分离设备有限公司主要生产深冷空分设备制氮机制氧机,其中全低压双塔制氧制氮设备,整个系统操作压力小于0.7Mpa,操作简单、灵活、安全、且运行能耗低。工艺流程采用分子筛吸附、气体轴承膨胀机正流膨胀制冷、双塔精馏,提取率高,并且能够同时制取高纯度的氧气和氮气,同时还可以根据用户要求生产一定量的液体产品。设备生产规模从50Nm3/h到6000Nm3/h(氧气产量),氧气纯度99.6%以上,氮气纯度99.99%以上,均可按照用户要求合理设计,产量、纯度都能满足用户需求,且运行能耗最低。

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