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纯氧气在冶金工业的应用
添加时间:2019-7-9 20:39:23
(1)钢铁冶炼
①转炉炼钢
转炉用来冶炼普通碳素钢。1952年由奥地利林茨钢厂与多纳维茨钢厂提出的气顶吹转炉炼钢,即LD法炼钢。这种炼钢方法可以大幅度缩短炼钢时间,提高钢产量,因而被世界各国普遍采用。我国已于2000年实现以LD法完全取代平炉炼钢。LD法吹氧使用铁水中的碳、硅、锰、磷等元素氧化时生成的热来炼钢。其炼钢时间缩短了1/7,钢液均勺性好,含杂质少,而且可以减少脱氧剂锰、铝合金的消耗。转炉间断吹氧,一般一炉钢吹20min左右。氧枪的出口氧气压力为0.8~1.2MPa,氧气速度为180~200m3min。氧气纯度≥99.2%O2,耗氧量为50~60m3/t钢。
②电炉炼钢
电炉生产不锈钢、硅钢、轴承钢、工具钢等精密合金钢。电炉是在通电后,使电极与炉料直接起弧发热进行冶炼的。炉温可过2000℃。电炉吹氧可以加速炉料的熔化,缩短冶炼时间,提高产量,节电,炼钢吹1m3节电5~10kW·h。并能使杂质氧化,提高钢的质量。电炉吹氧压力为0.03~0.9MPa,吨钢吹氧量依照冶炼的钢种不同而不同。如:冶炼碳素结构钢,吨钢耗氧25-50m3,而高合金钢吨钢耗氧25~35m3
③炼铁用氧
高炉富氧炼铁和粉煤富氧喷吹能够显著地减低焦比,提高产量。一般采用富氧浓度24%~28%O2。据统计,高炉鼓风中氧浓度每提高1%,铁产量增加4%-6%,焦比降低5%-6%。吨铁耗氧120~200m3
目前采用熔融还原炼铁新工艺将逐渐代替烧结、焦化高炉炼铁工艺。在Corex法炼铁工艺中用氧量很大,吨铁耗
据报道,国外钢铁厂不考虑炼铁大量富氧的情况下,每产百万吨钢将配置1×104m33/h的制氧能力。我国2004年钢产量约为2.3×108t,年耗氧量为(115~140)×104m3
(2)有色冶炼
①干法冶炼
铜、铅、锌、镍、钴、锑、汞等有色金属矿,大都以硫化物存在于自然界。
式中 Me——有色金属
有色金属的冶炼过程主要依靠氧化放热反应。一般有色金属硫化矿含硫20%-35%,硫本身就是一种低发热值的燃料。据计算,1kg硫相当于0.32kg标准煤。
在有色金属冶炼过程中吹氧可以显着地强化生产过程,提高产量,降低能耗,同时增加烟气中SO2的浓度以便回收制取硫酸,并减少对大气的污染。据报道,诺兰达炼铜法熔炼铜,原生产能力为8.7t/(㎡·d)。用含氧30.5%的富氧鼓风,生产能力提高到15t(㎡·d),提高了67%。能耗下降了72.7%。烟气中的SO2含量由7%上升到10%,全部回收制取硫酸。
铜的冶炼不同,采用富氧后的节能效果也不同。鼓风炉反射炉属于静态熔炼,富氧后节能17%-28.8%,动态冶炼(如诺兰达法、闪速炉等),因炉内传热及传质效果好,甚至自热熔炼,节能72.7%-100%。采用95%的氧气悬浮炼铜矿,产品为冰铜,单位耗氧400m3/t。吹氧炼废铝采用氧-油燃烧器,熔化速度提高80%~100%,每吨铝耗量约8m3,炉温上升50~100℃,熔炼损失减少20%。据统计1t有色金属耗氧为300~2000m3
②湿法冶炼
湿法冶炼是将有色金属硫化物的矿浆液中通入氧,使其硫化物氧化成为氧化物后,再浸出有色金属。硫化物的氧化速度与氧的分压成正比。有色金属的浸出速度的控制因素是氧在溶液中的溶解度。


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