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Un grand nombre de gaz industriels tels que l'oxygène, l'azote et l'argon sont utilisés dans le processus de fusion des entreprises sidérurgiques.L'oxygène est principalement utilisé dans les hauts fourneaux, les fours de fusion à réduction de fusion, les convertisseurs et les fours de fusion électriques ;L'azote est principalement utilisé pour l'étanchéité des fours, les gaz de protection, la fabrication de l'acier et le raffinage, les éclaboussures de scories dans le convertisseur pour protéger le four, le gaz de sécurité, le fluide caloporteur et la purge du système, etc. Le gaz argon est principalement utilisé dans la fabrication de l'acier et le raffinage.Afin de répondre aux exigences de production et d'assurer le fonctionnement sûr et stable de la production, les grandes aciéries sont équipées d'une station d'oxygène spéciale et d'un système de réseau de canalisations électriques pour l'oxygène, l'azote et l'argon.

Les grandes entreprises sidérurgiques à procédé complet sont actuellement équipées de procédés conventionnels : four à coke, frittage, fabrication d'acier en haut fourneau, fabrication d'acier en four électrique avec convertisseur, procédé de laminage, etc. En raison de l'accent mis sur la protection de l'environnement et la simplification du flux de processus, le fer international et l'industrie sidérurgique a développé un processus de traitement court avant le fer dans les temps modernes – la fabrication de fer par réduction par fusion, qui réduit directement les matières premières du minerai de fer en fer fondu dans un four de fusion.

Il existe une grande différence dans le gaz industriel requis par les deux processus de fusion.L'oxygène requis par les hauts fourneaux de fusion conventionnels représente 28 % de la demande totale en oxygène de l'aciérie, et l'oxygène requis par la fabrication de l'acier représente 40 % de la demande totale en oxygène de l'aciérie.Cependant, le procédé de réduction par fusion (COREX) nécessite 78 % de la quantité totale d'oxygène nécessaire à la production de fer et 13 % de la quantité totale d'oxygène nécessaire à la fabrication de l'acier.

Les deux procédés ci-dessus, en particulier le procédé de fabrication du fer par fusion et réduction, ont été popularisés en Chine.

Besoins en gaz des aciéries :

Le rôle principal de l’apport d’oxygène dans la fusion dans les hauts fourneaux est d’assurer une certaine température élevée dans le four, plutôt que de participer directement à la réaction de fusion.L'oxygène est mélangé dans le haut fourneau et mélangé sous forme d'air riche en oxygène dans le haut fourneau.L'efficacité d'enrichissement en oxygène de l'air de soufflage proposé dans le procédé précédent est généralement inférieure à 3 %.Avec l'amélioration du processus de haut fourneau, afin d'économiser du coke, après l'utilisation d'un processus d'injection de charbon à grande échelle, et de répondre aux exigences de production du haut fourneau pour favoriser le rendement, le taux d'enrichissement en oxygène de l'air de haut fourneau est augmenté à 5. ∽6%, et la consommation unique d'oxygène peut atteindre 60Nm3/T de fer.

Étant donné que le mélange d’oxygène du haut fourneau est de l’air riche en oxygène, la pureté de l’oxygène peut être faible.

L'oxygène présent dans le processus de fabrication de l'acier par réduction et fusion doit être impliqué dans la réaction de fusion, et la consommation d'oxygène est directement proportionnelle à la production d'acier.La consommation d'oxygène dans le four de réduction de fusion est de 528 Nm3/t de fer, soit 10 fois la consommation d'oxygène dans le processus de haut fourneau.L'apport minimum d'oxygène requis pour maintenir la production dans le four de fusion et de réduction est de 42 % de la quantité normale de production.

La pureté de l'oxygène requise par le four de réduction de fusion est supérieure à 95 %, la pression de l'oxygène est de 0,8∽ 1,0 MPa, la plage de fluctuation de pression est contrôlée à 0,8 MPa ± 5 % et l'oxygène doit être assuré d'avoir une certaine quantité d'oxygène continu. approvisionnement pendant un certain temps.Par exemple, pour le four Corex-3000, il faut considérer le stockage d’oxygène liquide de 550T.

Le processus de fabrication de l’acier est différent de la méthode de fusion des hauts fourneaux et des fours de réduction de fusion.L'oxygène utilisé dans la fabrication de l'acier de conversion est intermittent, et l'oxygène est chargé lors du soufflage d'oxygène, et l'oxygène est impliqué dans la réaction de fusion.Il existe une relation proportionnelle directe entre la quantité d’oxygène nécessaire et la production d’acier.

Afin d'améliorer la durée de vie du convertisseur, la technologie d'éclaboussure de scories d'azote est actuellement généralement adoptée dans les aciéries.L'azote est utilisé de manière intermittente, la charge est importante pendant l'utilisation et la pression d'azote requise est supérieure à 1,4 MPa.

L'argon est nécessaire à la fabrication de l'acier et au raffinage.Avec l'amélioration des variétés d'acier, les exigences de raffinage sont plus élevées et la quantité d'argon utilisée augmente progressivement.

La consommation d'azote du laminoir à froid doit atteindre 50∽67Nm3/t par unité.Avec l'ajout du laminoir à froid dans la zone de laminage de l'acier, la consommation d'azote de l'aciérie augmente rapidement.

La fabrication d'acier au four électrique utilise principalement la chaleur de l'arc et la température dans la zone d'action de l'arc atteint 4 000 ℃.Le processus de fusion est généralement divisé en période de fusion, période d'oxydation et période de réduction. Dans le four, il peut non seulement provoquer une atmosphère d'oxydation, mais également une atmosphère réductrice, de sorte que l'efficacité de la déphosphoration et de la désulfuration est très élevée.Le four électrique à fréquence intermédiaire est une sorte de courant alternatif à fréquence d'alimentation de 50 Hz en dispositif d'alimentation à fréquence intermédiaire (au-dessus de 300 Hz – 1000 Hz), la fréquence d'alimentation en courant alternatif triphasé (AC), après rectification en courant continu, puis posé Courant électrique à fréquence intermédiaire réglable, alimentation en courant continu par capacité et bobine d'induction via le courant alternatif à fréquence intermédiaire, génère des lignes de champ magnétique à haute densité dans la bobine d'induction, la bobine d'induction et la découpe dans le cheng fang de matériaux métalliques, produisent beaucoup de tourbillons. courant dans les matériaux métalliques.Consommation unique d'oxygène jusqu'à 42∽45 Nm3/t.

Processus de fabrication d'acier à foyer ouvert avec des matières premières : (1) des matériaux en fer et en acier tels que la fonte brute ou la fonte en fusion, la ferraille ;② oxydants tels que le minerai de fer, l'oxygène pur industriel, le minerai riche artificiellement ;③ scories telles que la chaux (ou calcaire), la fluorine, l'ettringite, etc.;④ désoxydant et additifs d’alliage.

Effet oxygène pour fournir une atmosphère oxydante, le gaz de combustion intérieur de fusion à foyer ouvert (gaz de four) contient de l'O2, du CO2, du H2O, etc., à haute température, un gaz oxydant fort à l'apport d'oxygène de la piscine fondue jusqu'à 0,2 ~ 0,4 % du poids de le métal par heure, oxydation du bain en fusion, de sorte que les scories présentent toujours une forte oxydation.

Astuce : l'apport d'oxygène par le gaz de four uniquement, la vitesse est lente, l'ajout de minerai de fer ou le soufflage d'oxygène peuvent accélérer le processus de réaction.

Caractéristiques de l'oxygène utilisé dans les aciéries : libération d'oxygène et ajustement du pic avec l'oxygène.

Comment répondre à la demande en oxygène des aciéries ?Généralement, les méthodes suivantes sont adoptées pour répondre aux exigences :

* Adopte une charge variable, un degré élevé d'automatisation du contrôle avancé, pour réduire la libération d'oxygène, peut être plusieurs ensembles de combinaisons

* Plusieurs groupes de réservoirs sphériques à régulation de pointe sont utilisés de manière traditionnelle pour augmenter la force tampon, de sorte que la quantité totale d'oxygène utilisée dans une certaine période de temps soit stable, ce qui peut réduire la quantité d'oxygène libérée et réduire la taille. de l'appareil

* Au point bas de consommation d'oxygène, l'excès d'oxygène est extrait par extraction d'oxygène liquide ;Lorsque le pic d’oxygène est utilisé, la quantité d’oxygène est compensée par vaporisation.Lorsque la capacité de pompage externe de l'oxygène liquide n'est pas limitée par la capacité de refroidissement, la méthode de liquéfaction externe est adoptée pour liquéfier l'oxygène libéré et la méthode de vaporisation est adoptée pour vaporiser l'oxygène liquide.

* Adopter un certain nombre d'aciéries connectées au réseau pour l'approvisionnement en gaz, ce qui rend l'échelle d'approvisionnement totale en oxygène stable en fonction des différents moments de consommation de gaz.

Processus correspondant de l'unité de séparation d'air

Lors du développement du plan de processus de la station d'oxygène, il faut unifier la capacité, la pureté du produit, la pression de transport, le processus de surpression, la sécurité du système, la disposition générale, le contrôle du bruit pour effectuer une certification spéciale.

Les grandes aciéries avec de l'oxygène, par exemple, la production annuelle de 10 millions de tonnes de processus de haut fourneau d'acier avec de l'oxygène pour atteindre 150 000 Nm3 / h, la production annuelle de 3 millions de tonnes de processus de four de réduction de fusion d'acier avec de l'oxygène pour atteindre 240 000 Nm3 / h, former un ensemble complet de très grands dispositifs de séparation d'air matures est désormais une note de 6 ∽ 100 000, lorsque le choix de la taille du dispositif doit provenir de l'investissement total dans l'équipement et la consommation d'énergie de fonctionnement, les pièces de rechange de maintenance, couvrent un domaine à prendre en considération.

Calcul de l'oxygène pour la fabrication de l'acier dans une aciérie

Par exemple, un seul four a un cycle de 70 minutes et une durée de consommation de gaz de 50 minutes.Lorsque la consommation de gaz est de 8 000 Nm3/h, la production (continue) de gaz de l'unité de séparation d'air doit être de 8 000 × (50/60) ÷ (70/60) = 5 715 Nm3/h.Ensuite, 5800Nm3/h peuvent être sélectionnés comme dispositif de séparation d'air.

Le tonnage général d'acier avec de l'oxygène est de 42 à 45 Nm3/h (par tonne), la nécessité de tenir compte des deux, et cela prévaudra.

À l'heure actuelle, la capacité de production des entreprises sidérurgiques chinoises est passée à l'avant-garde mondiale, mais l'acier spécial, en particulier certains domaines importants liés à l'économie nationale et à la subsistance de la population, dépend toujours des importations, de sorte que le fer et Les entreprises sidérurgiques dirigées par Baowu Iron and Steel Factory ont encore un long chemin à parcourir, car la percée dans des domaines avancés et sophistiqués est particulièrement urgente.

Ces dernières années, la demande de produits de séparation de l'air dans l'industrie sidérurgique s'est diversifiée de plus en plus.De nombreux utilisateurs ont besoin non seulement d’oxygène, mais également d’azote et d’argon de haute pureté, voire d’autres gaz rares.À l'heure actuelle, Wuhan Iron and Steel Co., Ltd., Shougang et d'autres aciéries majeures disposent de plusieurs ensembles de dispositifs de séparation d'air entièrement extraits en fonctionnement.Les gaz rares sous-produits des dispositifs de séparation de l'air peuvent non seulement répondre à la demande de la production nationale, mais également apporter de grands avantages économiques.

Avec le développement à grande échelle des aciéries, au lieu de soutenir l'unité de séparation de l'air, on se tourne vers une industrie de séparation de l'air à grande échelle après des décennies de développement, les entreprises nationales de séparation de l'air sont également positives pour rattraper les principales entreprises mondiales, les fournisseurs nationaux, représentés par Hangyang Co et d'autres usines de séparation de l'air ont développé 8 à 120 000 qualités de grands équipements de séparation de l'air, les appareils domestiques à gaz rares ont également été couronnés de succès en recherche et développement, l'électronique Air China a commencé relativement tard, mais est également en train d'intensifier la recherche et le développement, je crois qu'avec les progrès de la science et de la technologie, l'industrie chinoise de la séparation des gaz s'étendra à l'étranger, vers le monde.