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                      氣體知識

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                      純氧氣在冶金工業的應用

                      2019-6-6 15:36:08

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                      (1)鋼鐵冶煉
                      ①轉爐煉鋼
                      轉爐用來冶煉普通碳素鋼。1952年由奧地利林茨鋼廠與多納維茨鋼廠提出的氣頂吹轉爐煉鋼,即LD法煉鋼。這種煉鋼方法可以大幅度縮短煉鋼時間,提高鋼產量,因而被世界各國普遍采用。我國已于2000年實現以LD法完全取代平爐煉鋼。LD法吹氧使用鐵水中的碳、硅、錳、磷等元素氧化時生成的熱來煉鋼。其煉鋼時間縮短了1/7,鋼液均勺性好,含雜質少,而且可以減少脫氧劑錳、鋁合金的消耗。轉爐間斷吹氧,一般一爐鋼吹20min左右。氧槍的出口氧氣壓力為0.8~1.2MPa,氧氣速度為180~200m3min。氧氣純度≥99.2%O2,耗氧量為50~60m3/t鋼。
                      ②電爐煉鋼
                      電爐生產不銹鋼、硅鋼、軸承鋼、工具鋼等精密合金鋼。電爐是在通電后,使電極與爐料直接起弧發熱進行冶煉的。爐溫可過2000℃。電爐吹氧可以加速爐料的熔化,縮短冶煉時間,提高產量,節電,煉鋼吹1m3節電5~10kW·h。并能使雜質氧化,提高鋼的質量。電爐吹氧壓力為0.03~0.9MPa,噸鋼吹氧量依照冶煉的鋼種不同而不同。如:冶煉碳素結構鋼,噸鋼耗氧25-50m3,而高合金鋼噸鋼耗氧25~35m3。
                      ③煉鐵用氧
                      高爐富氧煉鐵和粉煤富氧噴吹能夠顯著地減低焦比,提高產量。一般采用富氧濃度24%~28%O2。據統計,高爐鼓風中氧濃度每提高1%,鐵產量增加4%-6%,焦比降低5%-6%。噸鐵耗氧120~200m3。
                      目前采用熔融還原煉鐵新工藝將逐漸代替燒結、焦化高爐煉鐵工藝。在Corex法煉鐵工藝中用氧量很大,噸鐵耗
                      據報道,國外鋼鐵廠不考慮煉鐵大量富氧的情況下,每產百萬噸鋼將配置1×104m33/h的制氧能力。我國2004年鋼產量約為2.3×108t,年耗氧量為(115~140)×104m3。
                      (2)有色冶煉
                      ①干法冶煉
                      銅、鉛、鋅、鎳、鈷、銻、汞等有色金屬礦,大都以硫化物存在于自然界。
                      式中 Me——有色金屬
                      有色金屬的冶煉過程主要依靠氧化放熱反應。一般有色金屬硫化礦含硫20%-35%,硫本身就是一種低發熱值的燃料。據計算,1kg硫相當于0.32kg標準煤。
                      在有色金屬冶煉過程中吹氧可以顯著地強化生產過程,提高產量,降低能耗,同時增加煙氣中SO2的濃度以便回收制取硫酸,并減少對大氣的污染。據報道,諾蘭達煉銅法熔煉銅,原生產能力為8.7t/(㎡·d)。用含氧30.5%的富氧鼓風,生產能力提高到15t(㎡·d),提高了67%。能耗下降了72.7%。煙氣中的SO2含量由7%上升到10%,全部回收制取硫酸。
                      銅的冶煉不同,采用富氧后的節能效果也不同。鼓風爐反射爐屬于靜態熔煉,富氧后節能17%-28.8%,動態冶煉(如諾蘭達法、閃速爐等),因爐內傳熱及傳質效果好,甚至自熱熔煉,節能72.7%-100%。采用95%的氧氣懸浮煉銅礦,產品為冰銅,單位耗氧400m3/t。吹氧煉廢鋁采用氧-油燃燒器,熔化速度提高80%~100%,每噸鋁耗量約8m3,爐溫上升50~100℃,熔煉損失減少20%。據統計1t有色金屬耗氧為300~2000m3。
                      ②濕法冶煉
                      濕法冶煉是將有色金屬硫化物的礦漿液中通入氧,使其硫化物氧化成為氧化物后,再浸出有色金屬。硫化物的氧化速度與氧的分壓成正比。有色金屬的浸出速度的控制因素是氧在溶液中的溶解度。
                       
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