-
شنبه تا چهارشنبه: 8:30 تا 16:30
کاربرد اکسیژن در صنعت فولاد نقش مهمی در تولید فولاد دارد. صنعت فولاد بزرگترین مصرف کننده اکسیژن تولیدی تجاری است. اکسیژن به عنوان یک عنصر حیاتی جو شناخته می شود. گاز 21 درصد از هوایی که تنفس می کنیم را تشکیل می دهد. یکی از رایج ترین عناصر موجود در سیاره زمین است. این عنصر بسیار واکنش پذیر است که با همه عناصر به جز گازهای نجیب ترکیب می شود و ترکیباتی را تشکیل می دهد. در سیاره زمین در ترکیباتی مانند سیلیکات ها، اکسیدها و آب یافت می شود. عنصر واکنشی در دریاچه ها، اقیانوس ها و رودخانه ها نیز وجود دارد. با این حال، شایان ذکر است که اکسیژن در شکل مولکولی آن فقط در جو رخ می دهد.
همانطور که قبلا ذکر شد، گاز غیرفلزی در ساخت فولاد بسیار مهم است. به منظور حفظ فرآیند سوزاندن، ما به اکسیژن در یک بخش بزرگ در فرآیند تولید فولاد نیاز داریم. عموماً شرکت‌های فولادی اکسیژن را به شکل مایع استفاده می‌کنند.
اکسیژن مایع را می توان به طور موثر حمل کرد و به راحتی در حجم زیاد ذخیره کرد. با این حال، هنگامی که زمان استفاده از آن در برنامه‌های کاربردی فرا می‌رسد، تبخیر می‌شود، اکسیژن مایع به شکل گازی تبخیر می‌شود. هر ماده ای در حضور اکسیژن به شدت می سوزد. برای استفاده در برشکاری، جوشکاری و لحیم کاری با گاز سوخت ترکیب شده است.
همچنین استفاده از اکسیژن باعث افزایش دمای سوخت می شود. فولاد با استفاده از یک جت اکسیژن گازی از فرآیندهای سوخت اکسی، پلاسما یا لیزر برش داده می شود. در فرآیندی به نام لنسینگ حرارتی استفاده می شود که در برش مواد بتن و فلزات بسیار موثر است.
یکی از اصلی ترین کاربرد اکسیژن در صنعت فولاد، احتراق است. بسیاری از موادی که به طور معمول در هوا نمی سوزند در اکسیژن می سوزند، بنابراین مخلوط کردن اکسیژن با هوا راندمان احتراق را تا حد زیادی افزایش می دهد. به طور گسترده ای با گاز سوختی برای برش، جوشکاری و لحیم کاری ترکیب می شود و دمای شعله بسیار بالاتر و در نتیجه راندمان بیشتری نسبت به هوا ارائه می دهد. با فرآیندهای اکسی سوخت، پلاسما و لیزر، از یک جت اکسیژن گازی برای برش فولاد استفاده می شود. اکسیژن همچنین در لنسینگ حرارتی برای سوراخ کردن یا برش موادی مانند بتن، آجر، سنگ و فلزات مختلف رایج است.
اکسیژن به طور گسترده در کارخانه فولاد استفاده می شود. کاربرد عمده اکسیژن در کارخانه فولاد در زیر آورده شده است:
O2 به طور گسترده در ساخت فولاد اولیه با کوره اکسیژن پایه و کوره قوس الکتریکی استفاده می شود. همچنین در فرآیندهای ثانویه استفاده می شود. اکسیژن برای غنی سازی هوای انفجار در طول فرآیند استفاده می شود. همچنین در سوراخ کردن سوراخ شیر مسدود شده در کوره مفید است. برای برش محصولات ریختگری، استفاده از گاز غیرفلزی گسترده است. ماشین های ریخته گری باید با تامین مداوم اکسیژن تغذیه شوند.
بسیاری از پیشرفت‌های فنی مدرن با تهیه مواد مناسب‌تر برای مقاصد خاص از مواد طبیعی که قبلاً استفاده شده‌اند، ایجاد شده‌اند. نمونه بارز آن در مصالح برتری که امروزه برای ساخت و ساز ساختمان استفاده می شود و مقایسه با خاک رس طبیعی که هنوز در برخی مکان ها استفاده می شود، دیده می شود. اگرچه هوا، آگاهانه یا ناخواسته، از زمان های بسیار اولیه برای احتراق استفاده می شده است، دستکاری عمده گازها در مقیاس تجاری آنقدر پیشرفت مدرن است که کاربرد اکسیژن در صنعت فولاد برای احتراق تنها در حال حاضر امکان پذیر شده است.
استفاده از انفجار هوای غنی شده با اکسیژن به طور قابل ملاحظه ای گرمای احتراق را افزایش نمی دهد، اما اثر خنک کنندگی نیتروژن موجود در هوا را که معمولاً از کوره ها عبور می دهد، کاهش می دهد. بزرگی این اثر زمانی قابل درک است که به این نکته اشاره شود که در طی احتراق کربن به دی اکسید با هوای معمولی، وزن نیتروژن درگیر تقریباً ده برابر وزن کربن است. تحت شرایط خاصی بازیابی حرارتی یا بازسازی گرما از گازهای خروجی از کوره امکان پذیر است، اما در دماهای بالا این کار ناکارآمد و پرهزینه است.
اکسیژن در مقادیر زیاد و با خلوص بالا به صورت گاز یا مایع از طریق مایع سازی و تقطیر هوای محیط در کارخانه های جداسازی هوا برودتی تولید می شود. همچنین در مقیاس های تجاری به عنوان یک گاز با خلوص کمتر (معمولاً حدود 93٪) توسط فناوری های جذب (جذب نوسانی فشار (PSA) یا جذب نوسان فشار خلاء (VPSA یا VSA) تولید می شود. اکسیژن بسیار خالص را می توان با الکترولیز تولید کرد. اکسیژن گازی به طور خلاصه GOX نامیده می شود در حالی که اکسیژن مایع به طور خلاصه LOX نامیده می شود.
اکسیژن مایع یک مایع برودتی است. مایعات برودتی، گازهای مایعی هستند که نقطه جوش نرمال آنها زیر 150 درجه سانتیگراد است. اکسیژن مایع دارای نقطه جوش 183- درجه سانتیگراد است. از آنجایی که اختلاف دما بین محصول و محیط اطراف آن قابل توجه است، لازم است مایع را نگه دارید. عایق اکسیژن از گرمای اطراف
اکسیژن همچنین برای جابجایی و ذخیره سازی به تجهیزات خاصی نیاز دارد. اکسیژن اغلب به صورت مایع ذخیره می شود، اگرچه عمدتاً به عنوان گاز استفاده می شود. ذخیره سازی مایع نسبت به ظرفیت معادل ذخیره سازی گازی با فشار بالا حجم کمتر و هزینه کمتری دارد. یک سیستم ذخیره سازی معمولی از یک مخزن ذخیره برودتی، یک یا چند بخارساز و یک سیستم کنترل فشار تشکیل شده است. مخزن برودتی، در اصل، مانند یک فلاسک خلاء ساخته شده است.
یک رگ درونی وجود دارد که توسط یک رگ بیرونی احاطه شده است. بین رگ ها یک فضای حلقوی است که حاوی یک محیط عایق است که تمام هوا از آن خارج شده است. این فضا گرما را از اکسیژن مایع نگه داشته شده در ظرف داخلی دور نگه می دارد. بخارسازها اکسیژن مایع را به حالت گاز تبدیل می کنند. سپس یک منیفولد کنترل فشار، فشار گازی را که به فرآیند یا کاربرد وارد می شود، کنترل می کند. مخازن مورد استفاده در سرویس اکسیژن مایع باید برای فشار و دما طراحی شوند. طراحی لوله کشی پیروی از هنجارهای در نظر گرفته شده برای چنین لوله کشی است.
در این مقاله به بررسی کاربرد اکسیژن در صنعت فولاد پرداختیم. برای مشاوره تخصصی و خرید کمپرسور اسکرو، درایر جذبی، درایر تبریدی، فیلتر المنت، مولد گاز اکسیژن، مولد گاز نیتروژن و … پرداخته می شود.
