鋼鐵

吹氧煉鋼：吹氧煉鋼，已為各國普遍采用，成為鋼鐵工業飛躍發展的一條重要途徑。吹氧煉鋼的主要方式有：轉爐純氧頂吹或底吹煉鋼、電孤爐煉鋼和平爐煉鋼。

轉爐煉鋼每噸鋼耗氧50~60m3；電孤爐煉鋼每噸鋼耗氧10~25m3；平爐煉鋼每噸鋼耗耗氧20~40m3。1993年世界各國或地區各種煉鋼法所占的比例（%），其中中國：轉爐鋼是63.8%（美國為61.8%，日本為68.8%，盧森堡為100%，奧地利為90.1%）、電弧爐鋼為21.8%（美國為38.2%，日本為31.2%，奧地利為9.9%）、平爐鋼為14.2%（美、日、奧均為0）、其他鋼為0.2%（美、日、奧均為0）。世界：轉爐59.4%，電弧爐31.0%，平爐9.6%，其他0.1%。進入90年代，電爐短流程技術在世界蓬勃發展?，F代化大型電爐采用了各種強化供氧技術，提高生產效率和降低電耗。和30年前相比，電爐的冶煉周期從210min降低到55min，冶煉電耗從650kWh/t降低到350kWh/t，而氧氣的用量從8m3/t增加到35~60m3/t。煉鋼用氧要求氧氣純度達到99.6%，避免鋼水吸氧，一般要求總管壓力大于2MPa，工作壓力大于1.2MPa，氣體要求清潔，無水無油。

此外，軋鋼每噸鋼耗氧3~6m3、鋼材加工、連鑄坯火焰切割，火焰清除、爐襯火焰每噸鋼耗氧11.4~14.2m3。

高爐富氧噴煤煉鐵：高爐富氧噴煤煉鐵可提高利用系數和降低焦比。1991年3月12至5月24日，首鋼公司在1號高爐進行了高富氧大噴煤試驗，最高富氧率達5.5%，鼓風中每富氧1%，可增產2.5%~3.0%，試驗期55天，共增產生鐵1.17萬噸；每富氧1%，可提高煤氣熱值1.28%~2.00%，相當于使用風溫升高32~79℃。

鞍鋼2號高爐富氧噴煤冶煉試驗（1992年3月~1993年3月），氧氣由鞍鋼氧氣廠提供，氣量10000~12000m3/h，純度99.5%，壓力1.2~1.6MPa（進入高爐冷風前減壓至0.6MPa）。為安全，系統安裝了氮和均壓設施，冶煉結果，富氧鼓風以后，平均每富氧1%，可增產2.27%，溫度升高35℃，噸鐵成本降低6.91元。1993年12月14~15日，冶金部科技司組織鑒定，當富氧到24.71%時，噴煤量達到161kg/t，入爐焦比降到407kg/t，綜合焦比降到536kg/t。

熔融還原煉鐵：21世紀，對鋼鐵工業發展的基本要求是消除環境污染。為根本改變鋼鐵工業的污染現狀，許多發達國家紛紛投入巨資開發熔融還原煉鐵技術。熔融還原采用純氧燃燒煤，代替焦炭煉鐵。同時，產生大量高熱值潔凈煤氣，作為能源輸出。

韓國浦項鋼鐵公司已向奧鋼聯訂購一套年產60~70萬噸鐵水的COREX熔融還原爐裝置（C—2000型，日產2000噸鐵），已于1995年12月投產。與傳統的高爐工藝路線相比，COREX設備鐵水成本降低30%，SO2發散量減少94%，NOx減少78%，灰塵減少97%。

寧波北侖鋼廠，也用熔融還原煉鐵法，擬采用2套C—2000型COREX裝置，煉鐵—復吹轉爐—薄板坯連鑄軋—冷連軋全部流程，總投資126億元。年設計產鋼160萬噸。據概算，若采用球團礦方案，需配62000m3/h空分設備兩套；如為塊礦方案，需配71000m3/h空分設備兩套。技術指標：氧耗580m3/t鐵，2×600型豎爐需氮氣700m3/t鐵。高爐富氧煉鐵用氧，對氧純度要求可放低到92-95%。

全氧高爐煉鐵:前蘇聯莫斯科鋼鐵研究總所，1033m3高爐上進行100%使用氧氣試驗，將煤氣在熱風爐蓄熱室預熱，然后代替通常的熱風吹入高爐，接著在每個風口噴入氧氣。這一工藝在1985~1990年間試驗了12次，生產鐵水25萬噸。在一次試驗中，焦比達3677kg/t鐵水，用氧2517kg/t鐵水，日產含2.2%Si的鐵水1700噸。

氮氣在鋼鐵廠的應用:主要是用作保護氣，如軋鋼、鍍鋅、鍍鉻、熱處理(尤為薄鋼片)連續鑄造等都要用氮氣作保護氣，而且氮氣純度要求99.99%以上。氬的化學情性被用于特種金屬的冶煉:鋰、鈹、鈾、钚、釷、鈦、鋯、鉿、鈮、鉭等原子核及空間工業方面所需的稀有金屬進行還原反應時,要用氬氣作環境氣體。半導體材料硅、鍺的精煉和單晶的制備過程中，也要用氬氣作環境氣體，以保護結晶成長。

煉鋼過程也要用氬:如向熔融的鋼水中吹入氬氣，使成份均勻，鋼液凈化，并可除掉溶解在鋼水中的氫、氧、氮等雜質，提高鋼坯質量。吹氬還可以取消還原期，縮短冶煉時間，提高產量，節約電能等。氬氣吹煉和保護是提高鋼材質量的重要途徑，我國已有不少鋼廠采用。據介紹，氬氣耗量為1^3m3噸鋼。

氧、氮、氬是煉鋼企業不可缺少的工業氣體,據天津鋼管公司介紹，公司自產二次能源消耗為:氧氣年耗量2046m3，其中電爐工藝用氧約占79.2%,連鑄切割用氧約占6.1%,廢鋼切割用氧約占5.9%,其它用氧約占8.8%;氮氣年耗量2141萬m3，其中直接還原鐵保護用氮約80.2%,冶煉工藝用氮約15.3%,石灰窯和動力用氮約4.5%;氬氣年耗量29.4萬m3,全部用于煉鋼,其中冶煉用氬61.8%,連鑄用氬38.2%。

據報導，目前煉鐵、煉鋼、軋鋼的綜合氧耗已達100^ 140m3/t，氮耗80^ 120m3/t, 氬耗3^ 4m3/t.

爐外精煉:煉鋼、連鑄生產企業面臨的首要任務是提高鋼的質量,擴大品種，而爐外精煉工藝則是關鍵，尤其是對生產高級別鋼種和高附加值產品及提高其競爭具有重要作用。鋼液的爐外精煉是把-般煉鋼中要完成的精煉任務，如脫硫、脫氧、除氣、去除非金屬夾雜物、調整鋼的萬分和鋼液溫度等，移到爐外的“鋼包”或者專用的容器中進行。爐外精煉工藝與工業氣體的使用密切相關，一般可分為真空精煉法和非真空精煉法。

真空精煉法包括:(1)真空吹氬法(2)真空吹氧脫碳精煉法(3) 強攪拌真空吹氧脫碳精煉法(4) 轉爐真空吹氧脫碳法非真空精煉法包括: (1)氬氧爐脫碳精煉法(2)氣氧爐脫碳精煉法(3)鋼包吹氬法(4)密封吹氬法(5)帶蓋鋼包吹氬法。