Un gran numero di gas industriali come ossigeno, azoto e argon vengono utilizzati nel processo di fusione delle imprese siderurgiche.L'ossigeno viene utilizzato principalmente negli altiforni, nei forni fusori a riduzione della fusione, nei convertitori, nei forni elettrici di fusione;L'azoto viene utilizzato principalmente per la sigillatura dei forni, il gas protettivo, la produzione e la raffinazione dell'acciaio, gli schizzi di scorie nel convertitore per proteggere il forno, il gas di sicurezza, il mezzo di trasferimento del calore e lo spurgo del sistema, ecc. Il gas argon viene utilizzato principalmente nella produzione dell'acciaio e nella raffinazione.Al fine di soddisfare i requisiti di produzione e garantire il funzionamento sicuro e stabile della produzione, le grandi acciaierie sono dotate di speciali stazioni di ossigeno e di un sistema di condotte di alimentazione di ossigeno, azoto e argon.
Le grandi imprese siderurgiche a processo completo sono attualmente dotate di processi convenzionali: cokeria, sinterizzazione, produzione dell'acciaio in altoforno, produzione dell'acciaio in forni elettrici con convertitori, processo di laminazione, ecc. A causa dell'enfasi sulla protezione dell'ambiente e sulla semplificazione del flusso di processo, l'industria siderurgica internazionale e l'industria siderurgica ha sviluppato un breve processo di lavorazione prima del ferro nei tempi moderni: la produzione del ferro mediante riduzione della fusione, che riduce direttamente le materie prime del minerale di ferro in ferro fuso in un forno fusorio.
Esiste una grande differenza nel gas industriale richiesto dai due diversi processi di fusione.L'ossigeno richiesto dall'altoforno fusorio convenzionale rappresenta il 28% della domanda totale di ossigeno dell'acciaieria e l'ossigeno richiesto dalla produzione dell'acciaio rappresenta il 40% della domanda totale di ossigeno dell'acciaieria.Tuttavia, il processo di riduzione dell’odore (COREX) richiede il 78% della quantità totale di ossigeno necessaria per la produzione del ferro e il 13% della quantità totale di ossigeno necessaria per la produzione dell’acciaio.
I due processi precedenti, in particolare il processo di produzione del ferro mediante fusione e riduzione, sono diventati popolari in Cina.
Requisiti del gas dell'acciaieria:
Il ruolo principale dell'apporto di ossigeno nella fusione dell'altoforno è quello di garantire una certa temperatura elevata nel forno, piuttosto che partecipare direttamente alla reazione di fusione.L'ossigeno viene miscelato nell'altoforno e miscelato come aria ricca di ossigeno nell'altoforno.L'efficienza di arricchimento di ossigeno dell'aria di scoppio proposta nel processo precedente è generalmente inferiore al 3%.Con il miglioramento del processo dell'altoforno, al fine di risparmiare coke, dopo l'uso di un grande processo di iniezione di carbone e per soddisfare i requisiti della produzione dell'altoforno per promuovere la produzione, il tasso di arricchimento di ossigeno dell'aria dell'altoforno è aumentato a 5 ∽6% e il consumo singolo di ossigeno arriva fino a 60 Nm3/T di ferro.
Poiché la miscela di ossigeno dell'altoforno è aria ricca di ossigeno, la purezza dell'ossigeno può essere bassa.
L'ossigeno nel processo di produzione dell'acciaio per riduzione della fusione deve essere coinvolto nella reazione di fusione e il consumo di ossigeno è direttamente proporzionale alla produzione di acciaio.Il consumo di ossigeno nel forno di riduzione della fusione è di 528 Nm3/t di ferro, ovvero 10 volte il consumo di ossigeno nel processo di altoforno.L'apporto minimo di ossigeno richiesto per mantenere la produzione nel forno di riduzione della fusione è pari al 42% della quantità di produzione normale.
La purezza dell'ossigeno richiesta dal forno di riduzione della fusione è superiore al 95%, la pressione dell'ossigeno è 0,8∽ 1,0MPa, l'intervallo di fluttuazione della pressione è controllato a 0,8MPa±5% e deve essere garantita una certa quantità di ossigeno continuo fornitura per un certo periodo.Ad esempio, per il forno Corex-3000, è necessario considerare lo stoccaggio di ossigeno liquido di 550T.
Il processo di produzione dell'acciaio è diverso dall'altoforno e dal metodo di fusione del forno di riduzione della fusione.L'ossigeno utilizzato nella produzione dell'acciaio da convertitore è intermittente e l'ossigeno viene caricato quando si soffia ossigeno e l'ossigeno è coinvolto nella reazione di fusione.Esiste una relazione direttamente proporzionale tra la quantità di ossigeno necessaria e la produzione dell’acciaio.
Al fine di migliorare la durata del convertitore, attualmente nelle acciaierie viene generalmente adottata la tecnologia di spruzzatura di scorie di azoto.L'azoto viene utilizzato in modo intermittente e il carico è elevato durante l'uso e la pressione dell'azoto richiesta è superiore a 1,4 MPa.
L'argon è necessario per la produzione e la raffinazione dell'acciaio.Con il miglioramento delle varietà di acciaio, i requisiti di raffinazione sono più elevati e la quantità di argon utilizzata aumenta gradualmente.
Il consumo di azoto del laminatoio a freddo deve raggiungere 50∽67Nm3/t per unità.Con l'aggiunta del laminatoio a freddo nell'area di laminazione dell'acciaio, il consumo di azoto dell'acciaieria aumenta rapidamente.
La produzione dell'acciaio con forni elettrici utilizza principalmente il calore dell'arco e la temperatura nella zona di azione dell'arco raggiunge i 4000 ℃.Il processo di fusione è generalmente suddiviso in periodo di fusione, periodo di ossidazione e periodo di riduzione, nel forno non solo può causare un'atmosfera di ossidazione, ma può anche causare un'atmosfera riducente, quindi l'efficienza della defosforizzazione e della desolforazione è molto elevata.Il forno elettrico a frequenza intermedia è un tipo di corrente alternata a frequenza di alimentazione di 50 hz in un dispositivo di alimentazione a frequenza intermedia (sopra 300 hz – 1000 hz), la frequenza di alimentazione a corrente alternata trifase (ca), dopo la rettifica in corrente continua, quindi posata corrente elettrica a frequenza intermedia regolabile, alimentazione di corrente continua tramite capacità e bobina di induzione attraverso la corrente alternata a frequenza intermedia, genera linee di campo magnetico ad alta densità nella bobina di induzione, bobina di induzione e taglio in cheng fang di materiali metallici, produce molto vortice corrente nei materiali metallici.Consumo singolo di ossigeno fino a 42∽45 Nm3/t.
Processo di produzione dell'acciaio a focolare aperto con materie prime: (1) materiali di ferro e acciaio come ghisa o ferro fuso, rottami;② ossidanti come minerale di ferro, ossigeno puro industriale, minerale ricco artificiale;③ agente scorificante come calce (o calcare), fluorite, ettringite, ecc.;④ disossidante e additivi per leghe.
Effetto dell'ossigeno per fornire un'atmosfera ossidante, il gas di combustione interna di fusione a focolare aperto (gas del forno) contiene O2, CO2, H2O, ecc., ad alta temperatura, gas fortemente ossidante per l'apporto di ossigeno del bagno fuso fino a 0,2 ~ 0,4% del peso di il metallo all'ora, ossidazione del bagno fuso, in modo che le scorie abbiano sempre un'elevata ossidazione.
Suggerimento: l'apporto di ossigeno tramite il solo gas del forno, la velocità è lenta, l'aggiunta di minerale di ferro o l'insufflazione di ossigeno può accelerare il processo di reazione.
Caratteristiche dell'ossigeno utilizzato nelle acciaierie: rilascio di ossigeno e regolazione del picco con l'ossigeno.
Come soddisfare la domanda di ossigeno delle acciaierie?Generalmente per soddisfare i requisiti si adottano le seguenti modalità:
* Adotta un carico variabile, un alto grado di automazione del controllo avanzato, per ridurre il rilascio di ossigeno, possono essere più serie di combinazioni
* Gruppi multipli di serbatoi sferici con regolazione del picco vengono utilizzati in modo tradizionale per aumentare la forza tampone, in modo che la quantità totale di ossigeno utilizzata in un certo periodo di tempo sia stabile, il che può ridurre la quantità di rilascio di ossigeno e ridurre le dimensioni del dispositivo
* Al punto più basso di utilizzo dell'ossigeno, l'ossigeno in eccesso viene estratto mediante estrazione di ossigeno liquido;Quando viene utilizzato il picco di ossigeno, la quantità di ossigeno viene compensata mediante vaporizzazione.Quando la capacità di pompaggio esterna dell'ossigeno liquido non è limitata dalla capacità di raffreddamento, viene adottato il metodo di liquefazione esterna per liquefare l'ossigeno rilasciato e il metodo di vaporizzazione per vaporizzare l'ossigeno liquido
* Adottare un numero di acciaierie collegate alla rete per la fornitura di gas, il che rende stabile la scala di fornitura totale di ossigeno in base ai diversi punti temporali del consumo di gas
Processo di adattamento dell'unità di separazione dell'aria
Nello sviluppo del piano di processo della stazione di ossigeno è necessario che la capacità dell'unità, la purezza del prodotto, la pressione di trasporto, il processo di booster, la sicurezza del sistema, il layout generale e il controllo del rumore eseguano una certificazione speciale.
Grandi acciaierie con ossigeno, ad esempio, la produzione annua di 10 milioni di tonnellate di processo di altoforno di acciaio con ossigeno per raggiungere 150.000 Nm3 / h, la produzione annua di 3 milioni di tonnellate di processo di fusione dell'acciaio in forno di riduzione con ossigeno per raggiungere 240.000 Nm3 / h, da un set completo di dispositivi maturi di separazione dell'aria molto grandi sono ora di grado 6 ∽ 100000, quando la scelta della dimensione del dispositivo dovrebbe essere basata sull'investimento totale in attrezzature e consumo energetico operativo, pezzi di ricambio per la manutenzione, copre un'area di considerazione.
Calcolo dell'ossigeno per la produzione dell'acciaio in un'acciaieria
Ad esempio un singolo forno ha un ciclo di 70min ed un tempo di consumo gas di 50min.Quando il consumo di gas è 8000Nm3/h, la produzione (continua) di gas dell'unità di frazionamento dell'aria deve essere 8000× (50/60) ÷ (70/60) =5715Nm3/h.Quindi è possibile selezionare 5800 Nm3/h come dispositivo di separazione dell'aria.
Il tonnellaggio generale dell'acciaio con ossigeno è 42-45 Nm3/h (per tonnellata), la necessità di entrambe le contabilità prevarrà.
Allo stato attuale, la capacità produttiva delle imprese siderurgiche cinesi è balzata in prima linea nel mondo, ma l'acciaio speciale, in particolare alcuni importanti settori legati all'economia nazionale e al sostentamento delle persone, dipende ancora dalle importazioni, quindi il ferro e l'acciaio nazionali Le imprese siderurgiche guidate dalla Baowu Iron and Steel Factory hanno ancora molta strada da fare, poiché lo sviluppo di settori avanzati e sofisticati è particolarmente urgente.
Negli ultimi anni, la domanda di prodotti per la separazione dell’aria nell’industria siderurgica è diventata sempre più diversificata.Molti utenti necessitano non solo di ossigeno, ma anche di azoto e gas argon di elevata purezza o anche di altri gas rari.Attualmente, Wuhan Iron and Steel Co., Ltd., Shougang e altre importanti acciaierie hanno in funzione diversi set di dispositivi di separazione dell'aria completamente estratta.Il gas nobile sottoprodotto dei dispositivi di separazione dell'aria non solo può soddisfare la domanda della produzione nazionale, ma porta anche grandi vantaggi economici.
Con lo sviluppo su larga scala delle acciaierie, invece di supportare l'unità di separazione dell'aria si rivolge all'industria della separazione dell'aria su larga scala dopo decenni di sviluppo, anche le società nazionali di separazione dell'aria sono positive nel mettersi al passo con le principali imprese mondiali, i fornitori nazionali, rappresentati Hangyang Co e altri impianti di separazione dell'aria hanno sviluppato 8-120.000 tipi di grandi apparecchiature per la separazione dell'aria, anche i dispositivi domestici per gas rari hanno avuto successo nella ricerca e nello sviluppo, l'Air China elettronico è iniziato relativamente tardi, ma sta anche intensificando la ricerca e lo sviluppo, credo che con il progresso della scienza e della tecnologia, l’industria della separazione del gas in Cina si sposterà all’estero, verso il mondo.
Orario di pubblicazione: 03-nov-2021