工业气体应用技术培训资料

气体应用技术简介XuYuan2010-5-251梅塞尔气体应用技术培训讲座主讲人：许源夏铭文气体应用技术简介XuYuan2010-5-252转炉熔炼1技术简介：转炉冶炼有色金属的基本原理是选择性氧化。氧气在冶炼过程中被用于氧化不同种类的金属。转炉炼铜的时候，含铜量50%的矿石（冰铜）作为原料投入炉中，经过造渣和转化两个步骤的冶炼变成纯铜。在造渣过程中，氧气在特定温度下与铜矿中的杂质金属反应生成金属氧化物，使铜含量提高至80%。在转化步骤，氧气通过一排紧靠在熔池上方的氧气喷枪充入炉中，将矿石中的硫成分氧化成二氧化硫，使铜含量继续提高至99%。最新的技术在熔池上方喷枪的基础上添加了炼铁时常用的助熔石，安装在熔炉底部，使熔化更加均匀、快速。气体应用技术简介XuYuan2010-5-253转炉熔炼1技术优势一览：•提高铜产量•减少矿渣•降低粗铜中的硫、氧含量•熔化更均匀•提高效率•提高冶炼速度•降低排放•降低能耗使用的产品：液氧，氩气，氮气所在行业：有色金属气体应用技术简介XuYuan2010-5-254转炉熔炼2技术简介：转炉炼钢通常用于炼铁高炉的下游，占全球产能的55%-60%，使用可倾斜的熔炉，每炉产量50-400吨。在熔炼时，氧气由喷枪注入炉中，惰性气体（氮气或氩气）从炉底向上吹。氧气将铁元素和碳元素分别氧化成氧化铁和一氧化碳。氧化铁中的氧离子瞬间被转移给熔炉中的其他元素，逐渐将杂质氧化并分离出钢水。熔炼结束时，熔炉倾斜，将钢水倒入钢水包。气体应用技术简介XuYuan2010-5-255转炉熔炼2技术优势一览：•降低产品钢材的碳含量•提高钢产量•提高纯度•使熔化过程迅速均匀•缩短鼓风周期•提高原料利用率•更容易控制钢材中其他元素的比例•减少矿渣•延长转炉使用年限使用的产品：液氧，氩气，氮气所在行业：钢铁气体应用技术简介XuYuan2010-5-256电弧炉的熔炼过程技术简介：电炉技术发明于1900年。随时间推移，目前已经变成了一种应用广泛的冶炼技术。氧气的使用在电炉技术里十分重要，用量大约在25到40Nm³/t。氧气通过氧气喷枪充入炉中，氮气和氩气从炉底向上吹，可以提高熔炼效果。通过氧气氧化铁水中的杂质，如磷、氢、氮等，并通过炉底的鼓气将氧化后的杂质带出。使用氧气及化学燃料部分代替电加热（25%-35%）可以降低熔炼整体能耗，同时缩短启动时间。气体应用技术简介XuYuan2010-5-257电弧炉的熔炼过程技术优势一览：•提高熔炼效率•缩短熔炼时间•减少排放，降低污染•操作更灵活、简单•提高产品纯度•节约投资及运行成本使用的产品：液氧、氩气、氮气所在行业：钢铁气体应用技术简介XuYuan2010-5-258火焰矫正技术简介：火焰矫正工艺可以修正前端焊接工造成的工件形变。使用氧炔焰，对工件进行局部加热，在冷却后就可以有效的校正工件。火焰矫正工艺不会对基材的金相结构造成破坏，产生的干扰很小，可忽略不计。设备灵活，可以在各种工作现场使用，设备投资也很低。气体应用技术简介XuYuan2010-5-259火焰矫正技术优势一览：•对金属结构干扰小•设备灵活，功能多样•低成本使用的产品：氧气、乙炔、丙烷所在行业：金属加工等气体应用技术简介XuYuan2010-5-2510玻璃的火焰抛光技术简介：现代的玻璃器皿通常是通过压制或吹制的工艺生产出来的。即将融化的玻璃液滴倒入金属模具中，再用液压活塞或高压吹气使其成型。在成型过程中，玻璃逐渐冷却。由于与金属碰撞及冷却速度变化，与器皿脱模时，表面一般会有很多缺陷。去除这种表面缺陷的方法有很多种，其中应用比较广泛的是火焰抛光。即将冷却脱模的器皿放到结合了MSR技术和微型烧嘴的抛光模具中，通过火焰融化玻璃表面。完成后器皿的表面就会光洁如初了。在这种工艺下，微型氧气烧嘴非常适用，刚好可以在非常精确的前提下提供所需的热能，避免了玻璃的永久软化或损坏。很多时候，我们使用氢气做燃料气，因为氢氧焰的温度是所有火焰中最高的。气体应用技术简介XuYuan2010-5-2511玻璃的火焰抛光技术优势一览：•通过优化工艺，可降低最多50%能耗•减少排放•更环保（不需进行酸处理工艺）•不会对操作工造成健康损害•可再生工艺使用的产品：液氧、乙炔、氢气、天然气、丙烷所在行业：非金属矿物、陶瓷、玻璃气体应用技术简介XuYuan2010-5-2512冲天炉/竖炉的熔炼工艺1技术简介：用于冶炼铅、锌、铜、锡等金属的竖炉截面为长方形，为了降低对耐火材料的要求通常有水冷夹套，但是使用水冷夹套大大增加了冶炼炉的热损失。金属矿石和焦炭从顶部投入炉中，在下到炉底的过程中经过数次化学反应。空气从炉底向上吹，同时投加石灰。这样，炉底可以得到液体的金属，矿渣浮在金属溶液表层。通过在助燃空气中富氧，可以在增加产量的同时降低焦炭消耗量。另外还可以使冶炼炉的启动过程缩短，提高产能。气体应用技术简介XuYuan2010-5-2513冲天炉/竖炉的熔炼工艺1技术优势一览：•降低熔炼成本•减少焦炭用量•提高熔炼效率•运行更灵活•降低通风量•减少排放使用的产品：液氧所在行业：有色金属•提高产量•提高熔炼温度•快速启动•提高鼓风温度气体应用技术简介XuYuan2010-5-2514冲天炉/竖炉的熔炼工艺2技术简介：用于冶炼钢铁的竖炉与有色金属竖炉结构相似。不同的是，在大型冲天炉中，氧气通过整合在气体喷口中的氧喷枪，以超音速的速度喷射到荣路中央。这样，即降低了热损失，又减少了风量和焦炭的用量。在产能较小的小型的冲天炉中，一般装有富氧燃烧设备以便快速启动。同时，通过调节注入氧气在助燃空气中的比例，可以增大或减小冶炼炉的产能，满足不同需求。气体应用技术简介XuYuan2010-5-2515冲天炉/竖炉的熔炼工艺2技术优势一览：•提高冶炼炉产能•提高冶炼温度•停产后快速启动•提高冶炼工艺的灵活性•减少排放•降低设备成本•提高鼓风温度使用的产品：液氧所在行业：钢铁•降低运行费用•减少焦炭用量•使产能可调•降低通风量•减少排气中的硫含量•减少矿渣的量气体应用技术简介XuYuan2010-5-2516进料/虹吸加热技术简介：在金属加工的过程中，熔化的金属在各工段之间的输送过程中会损失很多热量。所以必须采取必要手段提高熔化金属的温度。很多钢厂和铸造厂仍在使用空气烧嘴加热融化的金属。相比空气烧嘴35%的燃烧效率，氧气烧嘴中由于不含79%的氮气，燃烧效率可以达到80%，大大提高了加热的热效率，非常适合这种应用。气体应用技术简介XuYuan2010-5-2517进料/虹吸加热技术优势一览：•缩短加热时间•降低能耗•高灵活性•适用于各种燃料气使用的产品：液氧所在行业：钢铁、有色金属、非金属矿物、陶瓷、玻璃气体应用技术简介XuYuan2010-5-2518回转窑技术简介：用于烧结水泥和其他材料的直热式回转窑通常包含一个进料口、一个旋转燃烧管、一个出料口和一个驱动装置。原料从进口到出口的过程中在旋转燃烧管里被加热。在使用回转窑生产水泥的工艺中使用氧气可以免去预热助燃空气的步骤，减少污染物的排放，同时提高整个工艺的效率。氧气可以使用氧气喷枪注入燃烧管或者加入助燃空气中形成富氧空气。由于传统回转窑工艺能耗高、效率低，使用氧气对提高工艺的经济效益很有帮助。气体应用技术简介XuYuan2010-5-2519回转窑技术优势一览：•降低燃料费用•提高燃烧效率•减少污染排放使用的产品：液氧所在行业：非金属矿物、水泥、陶瓷、其他化工原料气体应用技术简介XuYuan2010-5-2520火焰加热技术简介：在加工钢材或铝材时，工件的预热（从100℃到200℃）有时是必不可少的步骤之一。几乎每种燃料气在这种技术里都有应用，具体使用哪一种气体取决于工件的材料和所需的加热速度。但是，在热锻造的温度范围内（800℃到1000℃），除了燃料气之外还需要使用一定量的氧气。气体应用技术简介XuYuan2010-5-2521火焰加热技术优势一览：•快速、定向加热•工艺灵活，可在工地现场进行•减少焊接缺陷使用的产品：氧气、乙炔、丙烷所在行业：汽车、化工、机械制造、电厂、造船、贸易气体应用技术简介XuYuan2010-5-2522烧嘴技术技术简介：现在市面上有各种不同类型的烧嘴以供选择，而在需要高温的应用里通常都会用到氧气烧嘴。在那些需要在电炉、转炉或床式炉中进行的燃烧工艺中使用氧气会在很大程度上提高燃烧效率。氧气烧嘴还经常用于熔炼高合金钢和铸铁，加工有色金属和生产玻璃，还可用于加热像钢水包、转炉等容器，比使用空气速度更快。氧气烧嘴可用于冶金、陶瓷等材料的冶炼，适用于水冷和自冷式设计，可以使用几乎所有液体燃料和气体燃料，并可以使用电打火或外部点火等各种点火方式。烧嘴功率从10kW到5MW可选。烧嘴的设计可以按客户要求定制，使火焰形状适合炉的尺寸和燃烧工艺的要求。气体应用技术简介XuYuan2010-5-2523烧嘴技术技术优势一览：•提高火焰温度•减少排放•替代昂贵的电加热•提高熔炼能力•减少加热时间•降低投资成本•减少燃料消耗量•提高工艺效率使用的产品：液氧所在行业：非金属矿物、陶瓷、玻璃气体应用技术简介XuYuan2010-5-2524热喷涂技术气体应用技术简介该技术情况：热喷涂是一种在传统的钢材表面上喷涂上一种物质，提高钢材部件的抗腐蚀、抗磨损和抗高温的一种应用技术。把涂层材料金属丝、棒或粉末投进一个热源系统内，待涂层材料完全熔化或表面熔化后，以大约100至800米/秒高速把这些微粒喷洒在工件的表面上，形成涂层与基体材料之间的牢固连接。这一工艺的主要工艺有：-火焰喷涂，-超音速火焰喷涂，-等离子喷涂，-电弧喷涂气体应用技术简介XuYuan2010-5-2525热喷涂技术气体应用技术简介这种技术的优势一览-提高基体材料的防腐蚀性、耐磨性和耐热性-对珍贵的基体材料保护-各中特征的优化组合-高品质部件的修复所使用的气体：氧气、氮气、乙炔、丙烷、氢气、氩气等所在行业：汽车和零部件制造工业、航空工业、机械工程、采矿业气体应用技术简介XuYuan2010-5-2526食品的快速冷冻气体应用技术简介该技术情况：一般的冻结措施会导致大冰晶的形成，从而破坏细胞壁或（肉）的肌肉纤维，当食物解冻后，它就会因流失一些细胞汁和营养物质，使冻结品的价值和口味。因此冻结速度将影响冻品的质量。采用液氮或液态二氧化碳（LCO2）作为冷却剂能达到较高的冻结速率，这意味着在快速冻结过程中产生的微晶冻结，有效的保存了被冻结的食品细胞结构。从而在解冻后有没有汁液损失。另外，通过产品表面迅速冻结，从而避免被冻结品脱水，减少了生产过程中的重量损失。气体应用技术简介XuYuan2010-5-2527食品的快速冷冻XuYuan气体应用技术简介这种技术的优势一览-高的产品冻结能力-高品质的冷冻产品-低脱水损失-投资成本低-空间要求低-设备寿命长-安装简单，保养和维修成本低所使用的气体：液态氮所在行业：化工加工、塑料加工、回收工业、研磨行业气体应用技术简介XuYuan2010-5-2528非碳酸饮料薄壁稳定技术XuYuan气体应用技术简介该技术情况：碳酸饮料中，由于有二氧化碳气体在塑料瓶内形成一定的内部压力，使薄壁容器如PET瓶和饮料罐的强度增强而稳定，从而可进行堆叠。而非碳酸饮料不含有气体，因此需要对这类饮料瓶添加气体来提高薄壁容器稳定性。通过注射液氮增加饮料瓶内部压力，从而提高饮料瓶稳定性，同时惰性的氮气可防止细菌繁殖、饮料氧化问题，提高饮料保质期。液氮注入器由一个液氮计量单元和控制单元组成。计量设备被可以安装/瓶输送带上面。根据输送带速度，在瓶子密封前液氮被添加到瓶内。由于液氮蒸发的原因使在容器内部的压力增加。气体应用技术简介XuYuan2010-5-2529非碳酸饮料薄壁稳定技术气体应用技术简介这种技术的优势一览-饮料可装入薄壁容器内-薄壁容器结构被加强而稳定，从而可堆叠-在容器中的空气被惰性氮气替换。可减少大气中的氧气氧化，延长保质期。所使用的气体：液氮所在行业：食品加工行业气体应用技术简介XuYuan2010-5-2530液氮冻干技术气体应用技术简介