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Um grande número de gases industriais, como oxigênio, nitrogênio e argônio, são usados ​​no processo de fundição de empresas siderúrgicas.O oxigênio é usado principalmente em alto-forno, forno de redução de fusão, conversor, fundição de forno elétrico;O nitrogênio é usado principalmente para vedação de fornos, gás de proteção, siderurgia e refino, respingos de escória no conversor para proteger fornos, gás de segurança, meio de transferência de calor e purga de sistema, etc.A fim de atender aos requisitos de produção e garantir a operação segura e estável da produção, grandes siderúrgicas são equipadas com estações especiais de oxigênio e sistemas de rede de tubos de energia de oxigênio, nitrogênio e argônio.

As empresas siderúrgicas de grande escala estão atualmente equipadas com processos convencionais: coqueria, sinterização, siderurgia de alto-forno, siderurgia em forno elétrico conversor, processo de laminação, etc. e a indústria siderúrgica desenvolveu um processo curto antes do ferro nos tempos modernos – produção de ferro com redução de fusão, que reduz diretamente as matérias-primas de minério de ferro em ferro fundido em um forno de fundição.

Há uma grande diferença no gás industrial exigido pelos dois processos de fundição diferentes.O oxigênio exigido pelo alto-forno de fundição convencional é responsável por 28% da demanda total de oxigênio da siderúrgica, e o oxigênio exigido pela siderurgia é responsável por 40% da demanda total de oxigênio da siderúrgica.No entanto, o processo de redução da fundição (COREX) requer 78% da quantidade total de oxigénio necessária para a produção de ferro e 13% da quantidade total de oxigénio necessária para a produção de aço.

Os dois processos acima, especialmente o processo de fabricação de ferro com redução de fusão, foram popularizados na China.

Requisitos de gás para siderúrgicas:

O principal papel do fornecimento de oxigênio na fundição do alto-forno é garantir uma certa alta temperatura no forno, em vez de participar diretamente da reação de fundição.O oxigênio é misturado no alto-forno e misturado como ar rico em oxigênio no alto-forno.A eficiência de enriquecimento de oxigênio do ar de sopro proposta no processo anterior é geralmente inferior a 3%.Com a melhoria do processo do alto-forno, a fim de economizar coque, após o uso de um grande processo de injeção de carvão, e para atender às necessidades da produção do alto-forno para promover a produção, a taxa de enriquecimento de oxigênio do ar de alto-forno é aumentada para 5 ∽6%, e o consumo único de oxigênio é de até 60Nm3/T ferro.

Como a mistura de oxigênio do alto-forno é ar rico em oxigênio, a pureza do oxigênio pode ser baixa.

O oxigênio no processo de fabricação de aço com redução de fusão precisa estar envolvido na reação de fundição, e o consumo de oxigênio é diretamente proporcional à produção de aço.O consumo de oxigênio no forno de redução de fusão é de 528Nm3/t de ferro, o que é 10 vezes o consumo de oxigênio no processo de alto-forno.O fornecimento mínimo de oxigênio necessário para manter a produção no forno de redução de fusão é de 42% da quantidade normal de produção.

A pureza do oxigênio exigida pelo forno de redução de fusão é superior a 95%, a pressão do oxigênio é 0,8∽ 1,0MPa, a faixa de flutuação de pressão é controlada em 0,8MPa±5%, e o oxigênio deve ser garantido para ter uma certa quantidade de fluxo contínuo fornecimento por um determinado tempo.Por exemplo, para o forno Corex-3000, é necessário considerar o armazenamento de oxigênio líquido de 550T.

O processo de fabricação do aço é diferente do método de fundição do alto-forno e do forno de redução de fusão.O oxigênio usado na fabricação de aço conversor é intermitente e o oxigênio é carregado durante o sopro de oxigênio, e o oxigênio está envolvido na reação de fundição.Existe uma relação proporcional direta entre a quantidade de oxigênio necessária e a produção siderúrgica.

A fim de melhorar a vida útil do conversor, a tecnologia de respingo de escória de nitrogênio é geralmente adotada em siderúrgicas atualmente.O nitrogênio está em uso intermitente e a carga é grande durante o uso e a pressão de nitrogênio necessária é superior a 1,4 MPa.

O argônio é necessário para a fabricação de aço e o refino.Com o aprimoramento das variedades de aço, as exigências de refino são maiores e a quantidade de argônio utilizada aumenta gradativamente.

O consumo de nitrogênio do laminador a frio deve atingir 50∽67Nm3/t por unidade.Com a adição do laminador a frio na área de laminação de aço, o consumo de nitrogênio da siderúrgica aumenta rapidamente.

A fabricação de aço em fornos elétricos usa principalmente calor de arco, e a temperatura na zona de ação do arco chega a 4.000 ℃.O processo de fundição é geralmente dividido em período de fusão, período de oxidação e período de redução, no forno pode não apenas causar atmosfera de oxidação, mas também pode causar atmosfera redutora, portanto a eficiência de desfosforização e dessulfurização é muito alta.O forno elétrico de frequência intermediária é um tipo de dispositivo de fonte de alimentação de frequência de 50 Hz de frequência intermediária em frequência intermediária (acima de 300 Hz - 1000 Hz), a frequência de energia de corrente alternada trifásica (CA), após retificação em corrente contínua, então colocada corrente elétrica de frequência intermediária ajustável, fornecimento de corrente contínua por capacitância e bobina de indução através da corrente alternada de frequência intermediária, gera linhas de campo magnético de alta densidade na bobina de indução, bobina de indução e corte em cheng fang de materiais metálicos, produz muito redemoinho corrente nos materiais metálicos.Consumo único de oxigênio de até 42∽45 Nm3/t.

Processo de fabricação de aço a céu aberto com matérias-primas: (1) materiais de ferro e aço, como ferro-gusa ou ferro fundido, sucata;② oxidantes como minério de ferro, oxigênio puro industrial, minério rico artificial;③ agente de escória, como cal (ou calcário), fluorita, etringita, etc.;④ desoxidante e aditivos de liga.

Efeito de oxigênio para fornecer atmosfera oxidante, gás de combustão interna de fundição em lareira aberta (gás de forno) contém O2, CO2, H2O, etc., em alta temperatura, gás oxidante forte para o oxigênio da piscina fundida fornece até 0,2 ~ 0,4% do peso de o metal por hora, oxidação da poça fundida, para que a escória tenha sempre uma oxidação elevada.

Dica: o fornecimento de oxigênio apenas pelo gás do forno, a velocidade é lenta, a adição de minério de ferro ou o sopro de oxigênio podem acelerar o processo de reação.

Características do oxigênio utilizado em siderúrgicas: liberação de oxigênio e ajuste de pico com oxigênio.

Como atender a demanda de oxigênio das siderúrgicas?Geralmente, as seguintes formas são adotadas para atender aos requisitos:

* Adota carga variável, alto grau de automação de controle avançado, para reduzir a liberação de oxigênio, pode ser vários conjuntos de combinação

* Vários grupos de tanques esféricos com regulação de pico são usados ​​da maneira tradicional para aumentar a força de tamponamento, de modo que a quantidade total de oxigênio usada em um determinado período de tempo seja estável, o que pode reduzir a quantidade de liberação de oxigênio e reduzir o tamanho do dispositivo

* No ponto baixo de utilização de oxigênio, o excesso de oxigênio é extraído por extração de oxigênio líquido;Quando o pico de oxigênio é utilizado, a quantidade de oxigênio é compensada pela vaporização.Quando a capacidade externa de bombeamento de oxigênio líquido não é limitada pela capacidade de resfriamento, o método de liquefação externa é adotado para liquefazer o oxigênio liberado e o método de vaporização é adotado para vaporizar o oxigênio líquido

* Adotar uma série de siderúrgicas conectadas à rede para fornecimento de gás, o que torna a escala total de fornecimento de oxigênio estável de acordo com os diferentes momentos de consumo de gás

Processo de correspondência da unidade de separação de ar

No desenvolvimento do plano de processo da estação de oxigênio, é necessário unidade de capacidade, pureza do produto, pressão de transporte, processo de reforço, segurança do sistema, layout geral, controle de ruído para fazer certificação especial.

Grandes siderúrgicas com oxigênio, por exemplo, a produção anual de 10 milhões de toneladas de processo de alto-forno de aço com oxigênio para atingir 150.000 Nm3 / h, a produção anual de 3 milhões de toneladas de processo de forno de redução de fundição de aço com oxigênio para atingir 240.000 Nm3 / h, formam um conjunto completo de dispositivos maduros de separação de ar muito grandes, agora são de grau 6 ∽ 100.000, ao escolher o tamanho do dispositivo deve ser a partir do investimento total em equipamentos e consumo de energia de operação, peças sobressalentes de manutenção, abrange uma área de consideração.

Cálculo de oxigênio para produção de aço em uma siderúrgica

Por exemplo, um único forno tem um ciclo de 70min e um tempo de consumo de gás de 50min.Quando o consumo de gás é de 8.000 Nm3/h, a produção de gás (contínua) da unidade de separação de ar deve ser de 8.000× (50/60) ÷ (70/60) = 5.715 Nm3/h.Então 5800Nm3/h podem ser selecionados como dispositivo de separação de ar.

A tonelagem geral de aço com oxigênio é de 42-45Nm3/h(por tonelada), sendo necessária a contabilização de ambos, e esta deverá prevalecer.

Actualmente, a capacidade de produção das empresas siderúrgicas da China saltou para a vanguarda do mundo, mas o aço especial, especialmente alguns campos importantes relacionados com a economia nacional e a subsistência das pessoas do aço, ainda depende das importações, pelo que o ferro e o aço nacionais As empresas siderúrgicas lideradas pela Baowu Iron and Steel Factory ainda têm um longo caminho a percorrer, pois o avanço de campos avançados e sofisticados é particularmente urgente.

Nos últimos anos, a demanda por produtos de separação de ar na indústria siderúrgica tornou-se cada vez mais diversificada.Muitos usuários precisam não apenas de oxigênio, mas também de nitrogênio e argônio de alta pureza, ou mesmo de outros gases raros.Atualmente, Wuhan Iron and Steel Co., Ltd., Shougang e outras grandes siderúrgicas têm vários conjuntos de dispositivos de separação de ar totalmente extraídos em operação.O subproduto de gases nobres dos dispositivos de separação de ar pode não só atender a demanda da produção nacional, mas também trazer grandes benefícios econômicos.

Com o desenvolvimento em grande escala das siderúrgicas, em vez de apoiar a unidade de separação de ar em direção à indústria de separação de ar em grande escala e após décadas de desenvolvimento, as empresas nacionais de separação de ar também têm certeza de alcançar as empresas líderes mundiais, fornecedores nacionais, representadas por hangyang co e outras plantas de separação de ar desenvolveram 8-120000 graus de grandes equipamentos de separação de ar, dispositivos domésticos de gases raros também tiveram sucesso em pesquisa e desenvolvimento, o eletrônico Air China começou relativamente tarde, mas também está intensificando pesquisa e desenvolvimento, acredito que com o progresso da ciência e da tecnologia, a indústria de separação de gases na China irá para o exterior, para o mundo.