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Im Schmelzprozess von Eisen- und Stahlunternehmen werden zahlreiche Industriegase wie Sauerstoff, Stickstoff und Argon verwendet.Sauerstoff wird hauptsächlich in Hochöfen, Schmelzreduktionsschmelzöfen, Konvertern und Elektroöfen zum Schmelzen verwendet.Stickstoff wird hauptsächlich zum Abdichten von Öfen, als Schutzgas, bei der Stahlherstellung und -raffinierung, beim Verspritzen von Schlacke im Konverter zum Schutz des Ofens, als Sicherheitsgas, als Wärmeübertragungsmedium und zur Systemspülung usw. verwendet. Argongas wird hauptsächlich bei der Stahlherstellung und -raffinierung verwendet.Um die Produktionsanforderungen zu erfüllen und einen sicheren und stabilen Produktionsbetrieb zu gewährleisten, sind große Stahlwerke mit einer speziellen Sauerstoffstation und einem Sauerstoff-, Stickstoff- und Argon-Stromleitungsnetzsystem ausgestattet.

Große Vollprozessstahlunternehmen sind derzeit mit herkömmlichen Prozessen ausgestattet: Koksofen, Sintern, Hochofenstahlherstellung, Konverter-Elektroofenstahlherstellung, Walzprozess usw. Aufgrund der Betonung des Umweltschutzes und der Vereinfachung des Prozessablaufs ist das internationale Eisen Die Eisen- und Stahlindustrie hat in der heutigen Zeit einen kurzen Prozess entwickelt, der vor Eisen besteht – die Schmelzreduktionseisenherstellung, bei der Eisenerzrohstoffe in einem Schmelzofen direkt zu geschmolzenem Eisen reduziert werden.

Es besteht ein großer Unterschied hinsichtlich des Industriegases, das für die beiden unterschiedlichen Schmelzprozesse benötigt wird.Der für konventionelle Schmelzhochöfen benötigte Sauerstoff macht 28 % des gesamten Sauerstoffbedarfs des Stahlwerks aus, und der für die Stahlherstellung benötigte Sauerstoff macht 40 % des gesamten Sauerstoffbedarfs des Stahlwerks aus.Allerdings benötigt der Schmelzreduktionsprozess (COREX) 78 % der Gesamtsauerstoffmenge, die für die Eisenproduktion benötigt wird, und 13 % der Gesamtsauerstoffmenge, die für die Stahlherstellung benötigt wird.

Die beiden oben genannten Verfahren, insbesondere das Schmelzreduktionsverfahren zur Eisenherstellung, sind in China populär geworden.

Anforderungen an Stahlwerksgas:

Die Hauptaufgabe der Sauerstoffversorgung beim Hochofenschmelzen besteht darin, eine bestimmte hohe Temperatur im Ofen sicherzustellen, und nicht direkt an der Schmelzreaktion teilzunehmen.Sauerstoff wird in den Hochofen eingemischt und als sauerstoffreiche Luft in den Hochofen eingemischt.Der im vorherigen Verfahren vorgeschlagene Sauerstoffanreicherungswirkungsgrad der Blasluft liegt im Allgemeinen unter 3 %.Mit der Verbesserung des Hochofenprozesses wird die Sauerstoffanreicherungsrate der Blasluft auf 5 erhöht, um nach dem Einsatz eines großen Kohleinjektionsprozesses Koks einzusparen und die Anforderungen der Hochofenproduktion zur Förderung der Leistung zu erfüllen ∽6 %, und der einzelne Sauerstoffverbrauch beträgt bis zu 60 Nm3/T Eisen.

Da es sich bei der Sauerstoffmischung des Hochofens um sauerstoffreiche Luft handelt, kann die Reinheit des Sauerstoffs gering sein.

Der Sauerstoff im Schmelzreduktionsprozess zur Stahlherstellung muss an der Schmelzreaktion beteiligt sein, und der Sauerstoffverbrauch ist direkt proportional zur Stahlproduktion.Der Sauerstoffverbrauch im Schmelzreduktionsofen beträgt 528 Nm3/t Eisen, was dem Zehnfachen des Sauerstoffverbrauchs im Hochofenprozess entspricht.Die zur Aufrechterhaltung der Produktion im Schmelzreduktionsofen erforderliche Mindestsauerstoffzufuhr beträgt 42 % der normalen Produktionsmenge.

Die vom Schmelzreduktionsofen geforderte Sauerstoffreinheit beträgt mehr als 95 %, der Sauerstoffdruck beträgt 0,8 ∽ 1,0 MPa, der Druckschwankungsbereich wird auf 0,8 MPa ± 5 % geregelt und es muss sichergestellt werden, dass der Sauerstoff eine bestimmte kontinuierliche Menge hat Versorgung für eine bestimmte Zeit.Für den Corex-3000-Ofen muss beispielsweise die Flüssigsauerstoffspeicherung von 550 T berücksichtigt werden.

Der Stahlherstellungsprozess unterscheidet sich vom Hochofen- und Schmelzreduktionsofen-Schmelzverfahren.Der bei der Konverterstahlherstellung verwendete Sauerstoff ist diskontinuierlich, und beim Einblasen von Sauerstoff wird Sauerstoff geladen, und Sauerstoff ist an der Schmelzreaktion beteiligt.Es besteht ein direkter proportionaler Zusammenhang zwischen der benötigten Sauerstoffmenge und der Stahlproduktionsleistung.

Um die Lebensdauer des Konverters zu verbessern, wird derzeit in Stahlwerken allgemein die Stickstoffschlackenspritztechnologie eingesetzt.Stickstoff wird zeitweise verwendet, die Belastung ist während des Gebrauchs groß und der erforderliche Stickstoffdruck beträgt mehr als 1,4 MPa.

Argon wird für die Stahlherstellung und -veredelung benötigt.Mit der Verbesserung der Stahlsorten steigen die Anforderungen an die Raffination und die Menge des verwendeten Argons nimmt allmählich zu.

Der Stickstoffverbrauch des Kaltwalzwerks muss 50∽67Nm3/t pro Einheit erreichen.Mit der Hinzufügung des Kaltwalzwerks im Stahlwalzbereich steigt der Stickstoffverbrauch des Stahlwerks rapide an.

Bei der Stahlherstellung in Elektroöfen wird hauptsächlich Lichtbogenwärme verwendet, und die Temperatur in der Lichtbogeneinwirkungszone beträgt bis zu 4000℃.Der Schmelzprozess wird im Allgemeinen in Schmelzperiode, Oxidationsperiode und Reduktionsperiode unterteilt. Im Ofen kann nicht nur eine Oxidationsatmosphäre, sondern auch eine reduzierende Atmosphäre entstehen, sodass die Effizienz der Entphosphorisierung und Entschwefelung sehr hoch ist.Der Zwischenfrequenz-Elektroofen ist eine Art Wechselstrom mit einer Frequenz von 50 Hz, der in ein Zwischenfrequenz-Stromversorgungsgerät (über 300 Hz – 1000 Hz) umgewandelt wird. Der dreiphasige Wechselstrom (AC) wird nach der Gleichrichtung in Gleichstrom umgewandelt und dann verlegt Einstellbarer elektrischer Zwischenfrequenzstrom, Gleichstromversorgung durch Kapazität und Induktionsspule durch den Zwischenfrequenz-Wechselstrom, Erzeugung hochdichter Magnetfeldlinien in der Induktionsspule, Induktionsspule und Schneiden in Cheng Fang von Metallmaterialien, erzeugen viele Wirbel Strom in den Metallwerkstoffen.Einzelsauerstoffverbrauch bis zu 42∽45 Nm3/t.

Offenherd-Stahlherstellungsprozess mit Rohstoffen: (1) Eisen- und Stahlmaterialien wie Roheisen oder geschmolzenes Eisen, Schrott;② Oxidationsmittel wie Eisenerz, industrieller reiner Sauerstoff, künstlich reiches Erz;③ Verschlackungsmittel wie Kalk (oder Kalkstein), Fluorit, Ettringit usw.;④ Desoxidationsmittel und Legierungszusätze.

Der Sauerstoffeffekt sorgt für eine oxidierende Atmosphäre. Das Verbrennungsgas (Ofengas) beim Schmelzen im offenen Herd enthält O2, CO2, H2O usw. bei hoher Temperatur und stark oxidierendes Gas, um dem Schmelzbad Sauerstoff von bis zu 0,2 bis 0,4 % des Gewichts zuzuführen Das Metall pro Stunde oxidiert das Schmelzbad, so dass die Schlacke immer eine hohe Oxidation aufweist.

Tipp: Sauerstoffzufuhr allein durch Ofengas, die Geschwindigkeit ist langsam, die Zugabe von Eisenerz oder das Einblasen von Sauerstoff kann den Reaktionsprozess beschleunigen.

Merkmale des in Stahlwerken verwendeten Sauerstoffs: Sauerstofffreisetzung und Spitzenanpassung mit Sauerstoff.

Wie kann der Sauerstoffbedarf von Stahlwerken gedeckt werden?Im Allgemeinen werden die folgenden Methoden angewendet, um die Anforderungen zu erfüllen:

* Nimmt variable Last, hohen Automatisierungsgrad und erweiterte Steuerung an, um die Sauerstofffreisetzung zu reduzieren, können mehrere Kombinationssätze verwendet werden

* Auf herkömmliche Weise werden mehrere Gruppen spitzenregulierender Kugeltanks verwendet, um die Pufferstärke zu erhöhen, sodass die in einem bestimmten Zeitraum verbrauchte Gesamtsauerstoffmenge stabil ist, wodurch die Menge der Sauerstofffreisetzung verringert und die Größe verringert werden kann des Geräts

* Am Tiefpunkt des Sauerstoffverbrauchs wird der überschüssige Sauerstoff durch Flüssigsauerstoffextraktion extrahiert;Bei Verwendung des Sauerstoffpeaks wird die Sauerstoffmenge durch Verdampfung ausgeglichen.Wenn die externe Pumpkapazität von flüssigem Sauerstoff nicht durch die Kühlkapazität begrenzt ist, wird die externe Verflüssigungsmethode zur Verflüssigung des freigesetzten Sauerstoffs und die Verdampfungsmethode zur Verdampfung des flüssigen Sauerstoffs angewendet

* Einführung einer Reihe von Stahlwerken, die an das Stromnetz für die Gasversorgung angeschlossen sind, wodurch die Gesamtsauerstoffversorgung entsprechend den verschiedenen Zeitpunkten des Gasverbrauchs stabil bleibt

Passender Prozess der Luftzerlegungsanlage

Bei der Entwicklung des Prozessplans für Sauerstoffstationen müssen die Kapazität der Einheit, die Produktreinheit, der Förderdruck, der Booster-Prozess, die Systemsicherheit, das Gesamtlayout und der Lärmschutz berücksichtigt werden, um eine spezielle Zertifizierung durchzuführen.

Große Stahlwerke mit Sauerstoff, zum Beispiel, die Jahresproduktion von 10 Millionen Tonnen Stahlhochofenprozess mit Sauerstoff, um 150.000 Nm3/h zu erreichen, die Jahresproduktion von 3 Millionen Tonnen Stahlschmelzreduktionsofenprozess mit Sauerstoff, um 240.000 Nm3/h zu erreichen h, bilden einen kompletten Satz ausgereifter, sehr großer Luftzerlegungsgeräte, die jetzt einen Grad von 6 ∽ 100.000 haben. Bei der Auswahl der Gerätegröße sollten die Gesamtinvestitionen in Ausrüstung und Betrieb, Energieverbrauch, Wartung, Ersatzteile, einen zu berücksichtigenden Bereich abdecken.

Sauerstoffberechnung für die Stahlerzeugung in einem Stahlwerk

Beispielsweise hat ein einzelner Ofen einen Zyklus von 70 Minuten und eine Gasverbrauchszeit von 50 Minuten.Wenn der Gasverbrauch 8000 Nm3/h beträgt, muss die (kontinuierliche) Gasproduktion der Luftzerlegungsanlage 8000 × (50/60) ÷ (70/60) = 5715 Nm3/h betragen.Dann können 5800 Nm3/h als Luftzerlegungsgerät ausgewählt werden.

Die allgemeine Tonnage von Stahl mit Sauerstoff beträgt 42-45 Nm3/h (pro Tonne), daher müssen beide Rechnungen berücksichtigt werden, und dies muss Vorrang haben.

Gegenwärtig ist die Produktionskapazität der chinesischen Eisen- und Stahlunternehmen an die Spitze der Welt gesprungen, aber Spezialstahl, insbesondere einige wichtige Bereiche im Zusammenhang mit der Volkswirtschaft und dem Lebensunterhalt der Menschen, sind immer noch von Importen abhängig, so dass das inländische Eisen und Die von der Baowu Iron and Steel Factory geführten Stahlunternehmen haben noch einen langen Weg vor sich, denn der Durchbruch in fortschrittlichen und anspruchsvollen Bereichen ist besonders dringend.

In den letzten Jahren ist die Nachfrage nach Luftzerlegungsprodukten in der Stahlindustrie immer vielfältiger geworden.Viele Anwender benötigen nicht nur Sauerstoff, sondern auch hochreines Stickstoff- und Argongas oder sogar andere Edelgase.Derzeit sind bei Wuhan Iron and Steel Co., Ltd., Shougang und anderen großen Stahlwerken mehrere Sätze vollständig abgesaugter Luftzerlegungsanlagen in Betrieb.Das Nebenprodukt Edelgas von Luftzerlegungsanlagen kann nicht nur den Bedarf der nationalen Produktion decken, sondern auch große wirtschaftliche Vorteile bringen.

Mit der groß angelegten Entwicklung von Stahlwerken ist die Unterstützung von Luftzerlegungsanlagen nach jahrzehntelanger Entwicklung in Richtung Groß- und Luftzerlegungsindustrie übergegangen. Inländische Luftzerlegungsunternehmen sind ebenfalls zuversichtlich, mit den weltweit führenden Unternehmen und inländischen Zulieferern gleichzuziehen Hangyang Co. und andere Luftzerlegungsanlagen haben 8-120.000 große Luftzerlegungsanlagen entwickelt, inländische Edelgasgeräte waren ebenfalls erfolgreich in der Forschung und Entwicklung, die elektronische Air China startete relativ spät, wird aber meiner Meinung nach auch Forschung und Entwicklung intensivieren dass mit dem Fortschritt von Wissenschaft und Technologie die Gastrennungsindustrie in China ins Ausland und in die Welt verlagert wird.