Доменное пр-во
Электрометаллургия
Конвертерное пр-во
Разливка стали
Популярные материалы

Комплексное использование продуктов получаемых на кислородных станциях

Начало широкого применения кислорода в сталеплавильном производстве относится к концу 40-х годов XX в. К этому времени относится и развитие методов получения кислорода в масштабах, удовлетворяющих потребности металлургов.

Основным способом получения кислорода в современной технике является метод разделения воздуха через стадию его сжижения (методом глубокого охлаждения). Сначала воздух сжимается компрессором, затем, после прохождения теплообменников, расширяется в машине-детандере или дроссельном вентиле, в результате чего, охлаждаясь до температуры ниже —180 °С, превращается в жидкий воздух.

Дальнейшее разделение жидкого воздуха основано на различии температуры кипения его компонентов: кислорода —182,9 °С и азота —195,8 °С. При постепенном испарении жидкого воздуха сначала выпаривается преимущественно азот, а остающаяся жидкость все более обогащается кислородом. Повторяя подобный процесс многократно на ректификационных тарелках воздухоразделительных колонн, получают жидкий кислород нужной чистоты (концентрации). В зависимости от чистоты получаемый продукт (в жидком или газообразном виде) принято делить на технологический кислород (95—98 % О2), технический (до 99,9 % О2) и медицинский (практически без примесей).

В тех случаях, когда особая чистота кислорода не требуется (например, для интенсификации горения топлива), экономически целесообразнее использовать более дешевый технологический кислород.

Помимо кислорода и азота в воздухе содержится аргон (объемная концентрация аргона в воздухе 0,93 %). Температура кипения аргона - 185,9 °С; он также может быть выделен в процессе ректификации. Азот и аргон являются как бы побочными продуктами при производстве кислорода, но причислить их к отходам в настоящее время нельзя. По мере развития технологий сталеплавильных процессов газообразные аргон и азот находят все новые и новые области применения (для перемешивания жидкого металла, для предохранения его от повторного окисления при разливке 2, для интенсификации процесса обезуглероживания и т. д.).

1 Детандер (от. фр. detendre — уменьшать давление). Наиболее распространен реактивный одноступенчатый центростремительный детандер, разработанный нашим соотечественником акад. П. Л. Капицей.

2 Плотность аргона (1,78 кг/м3) несколько выше плотности воздуха; об этом необходимо помнить, используя аргон для защиты металла от вторичного окисления при разливке (например, на вертикальных УНРС с заглублением установки ниже пола цеха). Изолированные емкости постепенно могут оказаться заполненными аргоном (с вытеснением необходимого для дыхания кислорода).

Получение кислорода на кислородных станциях — процесс весьма энергоемкий (около 0,5 кВт • ч/м3 кислорода, а с учетом затрат на повышение давления и транспортировку — около 0,75 кВт • ч/м3), поэтому любое изменение в стоимости электроэнергии заметно влияет на стоимость кислорода и соответственно на себестоимость стали. Для грубых расчетов можно принять средний расход кислорода на 1 т стали равным 50 м3 (несколько выше он будет в конвертерном производстве и ниже — в электросталеплавильном). Расход кислорода в некоторых новых процессах жидкофазного восстановления существенно выше: 500—600 м3/т продукта.

Читать далее >>

Источник [6] → список литературы.

Читайте также:

Вернуться в начало раздела: Охрана природы и ресурсосбережение в металлургии
Вернуться на главную: Черная металлургия