Producția de oțel necesită volume mari de gaze industriale pentru a menține procese metalurgice eficiente și stabile. Oxigenul, azotul și argonul sunt esențiale în operațiunile de fabricare a fierului, rafinarea oțelului, turnare și tratament termic.
Unitățile de separare a aerului (ASU) separă aerul atmosferic în gaze de{0}}puritate înaltă, utilizând tehnologia criogenică avansată, permițând fabricilor siderurgice să realizeze o aprovizionare continuă cu gaz și o performanță optimizată de producție.
În calitate de producător cu experiență, NEWTEK oferă soluții fiabile de separare a aerului concepute special pentru condițiile de operare exigente ale fabricilor de oțel moderne.
01
Alimentare cu oxigen pentru fabricarea fierului în furnal
Oxigenul din sistemele ASU mărește eficiența arderii furnalului, reduce consumul de cocs, stabilizează operațiunile și crește capacitatea de producție a fierului.
02
Aplicarea oxigenului în fabricarea oțelului în cuptorul cu oxigen de bază (BOF).
Oxigenul de înaltă{0}puritate sprijină îndepărtarea impurităților în fabricarea oțelului BOF, permițând reacții de rafinare mai rapide, control precis al compoziției și calitate constantă a oțelului.
03
Utilizarea argonului în metalurgia secundară și rafinarea cu oală
Agitarea cu argon îmbunătățește uniformitatea oțelului topit, elimină incluziunile, previne oxidarea și îmbunătățește curățenia și performanța mecanică a oțelului.
04
Aplicații de azot în operațiunile uzinelor siderurgice
Azotul oferă protecție inertă, prevenirea oxidării, purjarea conductelor și suport de siguranță, asigurând operațiuni stabile și sigure ale fabricii de oțel.
Alimentarea stabilă cu azot și argon protejează oțelul topit în timpul turnării continue, prevenind oxidarea și reducând defectele de suprafață.
ASU criogenic integrat produce oxigen, azot și argon într-un singur sistem pentru gestionarea eficientă a gazelor.
Proiectele personalizate se potrivesc cu capacitatea fabricii de oțel și cerințele procesului.
Performanța de încredere asigură funcționarea continuă și stabilitatea-producției pe termen lung.
Proiectare personalizată a capacității sistemului
NEWTEK proiectează sisteme ASU adaptate capacităților specifice fabricii de oțel și nevoilor de proces, asigurând o producție optimizată de gaz și performanță operațională eficientă.
Performanță cu puritate ridicată a gazului
Tehnologia avansată de separare oferă oxigen, azot și argon cu puritate ridicată-consecvent, susținând procese metalurgice precise și o calitate stabilă a producției.
Sistem de control inteligent
Automatizarea inteligentă permite monitorizarea-în timp real, controlul precis al parametrilor și gestionarea eficientă a sistemului, îmbunătățind siguranța operațională și productivitatea.
| Parametrii de performanță al unității de separare a aerului | ||||||
| Nume | Stare de proiectare putere/(m³·h-¹) | Putere maximă de funcționare/(m³·h-¹) | Putere minimă de funcționare/(m³·h-¹) | Producția maximă de oxigen lichid în condiții de funcționare/(m³·h-¹) | puritate/% | Presiune/MPa |
| Oxigen | 60000 | 63000 | 45000 | 45000 | O₂ 99.6% | 1 |
| Oxigen lichid | 4000 | 3300 | 3000 | 7000 | O₂ 99.6% | Poate intra în rezervorul de stocare |
| Oxigen la presiune medie | 30000 | 30000 | 22500 | 22500 | O₂99.6% | 2.5 |
| Azot de joasă presiune | 70000 | 70000 | 52500 | 52500 | O₂0.0005 | 0.8 |
| Azot la presiune medie | 40000 | 40000 | 30000 | 30000 | O₂0.0005 | 2.5 |
| Azot lichid | 2000 | 2000 | 1500 | 0 | O₂0.0005 | Poate intra în rezervorul de stocare |
| Argon lichid | 700 | 730 | 540 | 620 | O₂0.0002/N₂0.0003 | Poate intra în rezervorul de stocare |
| Argon gazos | 1800 | 1800 | 1350 | 1350 | O₂0.0002/N₂0.0003 | 3 |
3 Caracteristici de proiectare de inginerie de separare a aerului
3.1 Fluxul procesului
1) Unitatea de separare a aerului adoptă un flux de proces de adsorbție completă de purificare prin sită moleculară cu presiune joasă-, refrigerare cu mecanismul de expansiune a turbinei de amplificare a aerului, producție de argon fără hidrogen cu distilare completă-, compresie internă a oxigenului produsului, compresie externă a azotului produs și compresie internă a argonului. Are funcționare fiabilă, proces avansat, funcționare convenabilă, configurație rezonabilă a echipamentelor, siguranță și consum redus.
2) Sistemul de prerăcire a aerului utilizează azot murdar și apă circulantă de răcire cu azot, care are o flexibilitate bună de funcționare și utilizează pe deplin azotul uscat și murdar și excesul de azot. Structura turnului de răcire cu aer adoptă măsurile necesare și fiabile anti-inundarea lichidului pentru a preveni pătrunderea apei fără aburi în sistemul de adsorbție prin sita moleculară.
3) Sistemul de adsorbție prin sită moleculară adoptă un adsorbant cu sită moleculară cu structură dublu-strat de alumină activată verticală + sită moleculară cu comutare pe termen lung-. Adsorbantul și supapa de comutare au o durată de viață lungă, pierderea de comutare a sistemului este mică, rezistența patului este mică și există măsuri pentru a preveni suflarea sitei moleculare și posibile măsuri de tratare prin suflare-supra. Încălzitorul cu regenerare adoptă un încălzitor cu abur cu economie de energie-(încălzitorul electric este de rezervă).
4) Turnul superior (turnul cu presiune joasă-) și turnul cu argon al turnului de distilare adoptă turnuri de ambalare structurate, ceea ce reduce rezistența turnului și îmbunătățește și mai mult ratele de extracție a oxigenului și a argonului.
5) Expansorul turbo adoptă un proces de frânare de rapel, reducând astfel cantitatea de aer expandat și făcând stabilul turnului superior al turnului de distilare.
6) La proiectarea unității de separare a aerului se ia în considerare recuperarea gazului argon vaporizat din rezervorul de stocare cu argon lichid la presiune atmosferică. Gazul argon vaporizat din rezervorul de stocare intră în dispozitivul de recuperare a condensatorului de argon și, după ce a fost condensat de azot lichid, se întoarce în rezervorul de stocare cu argon lichid ca produs de argon lichid; azotul vaporizat revine în conducta de azot murdar din cutia rece pentru a recupera capacitatea de răcire.
3.2 Proiectarea și selectarea echipamentelor principale
1) Echipamentul de separare a aerului adoptă tehnologia de producere a argonului fără hidrogen de distilare completă-, anulează procesul de hidrogenare și dezoxigenare, simplifică foarte mult aspectul instalației laterale din principala fabrică de producere a oxigenului în proiectarea fabricii și salvează zona instalației. Funcționare fiabilă, proces avansat, funcționare convenabilă, configurație rezonabilă a echipamentelor, siguranță și consum redus.
2) Echipamentele cheie sunt toate mărci de renume internațional și intern, compresorul de aer principal este selectat de la Atlas, amplificatorul de aer este selectat de la Siemens, compresorul de azot este selectat de la Atlas, iar amplificatorul de oxigen este selectat de la Hangyang, ceea ce asigură funcționarea fiabilă a echipamentului.
3) Puterea motorului compresorului principal de aer este de 2x30000 kW, folosind un motor cu frecvență variabilă, iar ceilalți folosesc pornirea soft pentru a reduce impactul asupra rețelei electrice principale. Și, respectiv, se adoptă modul de funcționare lateral-mașinii/centralizat, care poate realiza controlul pornirii și opririi de la distanță a echipamentului și monitorizarea stării de funcționare.
4) Amplificatorul de oxigen adoptă un compresor de oxigen cu turbină, care este fiabil și sigur din punct de vedere tehnic.
5) Sita moleculară adoptă o structură verticală, iar conducta adoptă un aspect cu două-inele. Diferența de înălțime dintre conducta inelului inferior și conducta inelului superior este de 18 m, iar temperatura și presiunea mediului de gaz din conductă se modifică alternativ. Designul folosește software-ul CAESARII pentru a efectua analiza tensiunii în conductă și pentru a stabili suporturi rezonabile cu arc și suporturi fixe.
6) Apa de răcire în circulație necesară motorului adoptă un sistem de circulație-în buclă închisă fără descărcare externă. Apa de locuit și de curățare a diferitelor clădiri din zona uzinei este recuperată și procesată central pentru a obține deversarea zero a apelor uzate.
7) Principalele condensatoare de răcire și argon brut din dispozitiv implementează o descărcare de lichid de 1% pentru a preveni acumularea de impurități periculoase, cum ar fi hidrocarburile.
8) Dispozitivul are capacitatea de a funcționa în condiții variabile pentru a obține cele mai economice condiții de funcționare ale dispozitivului.
3.3 Caracteristici de proiectare a automatizării
În conformitate cu cerințele de producție și proces, un sistem DCS este configurat pentru fiecare dintre cele două sisteme de separare a aerului de 60000 m/h pentru a finaliza monitorizarea și controlul centralizat al centralei principale a compresorului și al sistemului de separare a aerului, al sistemului de circulație a apei și al procesului de conducte integrate externe. Sistemul de automatizare constă dintr-o stație operator, DCS și stație I/O2. DCS și stațiile de lucru ale operatorului sunt conectate prin Ethernet, iar stațiile DCS și I/O sunt conectate prin autobuz. Conexiunea dintre stația I/O sau DCS și componentele de câmp este conectată prin cabluri de control. Postul operatorului este concentrat în camera de control al producției de oxigen.
3.3.1 Postul operator
Stația de operator și stația de control pe teren comunică între ele pentru a realiza următoarele funcții:
1) Afișarea parametrilor procesului de producție, ecranul diagramei flux, ecranul de alarmă și afișarea curbei de tendință istorică.
2) Selectarea modului de funcționare al controlului: control manual la mașină, control manual HMI și control automat.
3) Modificați valoarea setată sau operați direct funcționarea echipamentului de control prin dialogul uman-computerului.
4) Imprimarea raportului de producție și imprimarea alarmelor etc.
3.3.2 DCS și stație I/O
Stația de control în câmp este echipamentul de bază pentru realizarea controlului procesului. Oferă o interfață I/O cu procesul de producție, efectuează controlul procesului, colectarea datelor, calculul parametrilor etc., apoi transmite semnalul de control calculat către actuatorul de câmp prin modulul I/O, realizând astfel controlul PID, controlul secvenței, controlul interblocării logice etc. al procesului de producție. Funcțiile de control ale DCS ale acestui proiect includ în principal: colectarea și prelucrarea temperaturii procesului, presiunii, debitului, nivelului, analizei și a altor date; controlul temperaturii, presiunii, debitului, nivelului lichidului, rezistenței etc.; controlul interblocării și controlul anti-supratensiunii compresorului de aer; control turn de răcire; controlul în timp al purificării site moleculare; controlul pornirii și opririi compresorului turbinei cu oxigen; controlul interblocării și controlul anti-supratensiunii compresorului de azot etc.; controlul funcționării fiecărei pompe.
4 Efect de operare
Echipamentul funcționează stabil, iar unitatea de separare a aerului nu a suferit nicio defecțiune sau oprire de când a fost pusă în funcțiune. Consumul de energie al echipamentului este redus, iar consumul de energie de producere a oxigenului unitar echivalent (compresie internă) este de 0,55 kW·h/m. Costul de exploatare este redus, iar uzina de producere a oxigenului are un personal fix de 30 de persoane.
5 Concluzie
Prin proiectarea rațională a compoziției de oțel, injecția de azot a fost utilizată în cuptorul TSR pentru a realiza aliaje de azot pentru a dezvolta oțel inoxidabil 20Cr13N. Procesul de producție este simplu, cu costuri reduse, puritate ridicată și compoziție stabilă. Toți indicatorii de performanță ai benzii de oțel laminate la cald-20Cr13N dezvoltate îndeplinesc cerințele producției de probă. Prin alierea cu azot, întăribilitatea și rezistența la coroziune a produsului sunt îmbunătățite semnificativ.
Î: Cum selectăm capacitatea corectă ASU pentru fabrica noastră de oțel?
R: NEWTEK oferă un design personalizat al capacității sistemului bazat pe scara de producție, consumul de gaz și planurile de extindere viitoare pentru a asigura performanță și eficiență optime.
Î: Ce niveluri de puritate a gazelor pot atinge sistemele NEWTEK ASU?
R: Unitățile noastre de separare a aerului furnizează oxigen, azot și argon de înaltă puritate-, potrivite pentru furnal, fabricarea oțelului BOF și aplicații de metalurgie secundară.
Î: Poate sistemul să funcționeze continuu în producția de oțel pe scară largă-?
A: Da. ASU-urile NEWTEK sunt proiectate pentru funcționarea continuă pe termen lung-, asigurând o aprovizionare stabilă cu gaz pentru mediile de producție a fabricilor de oțel 24/7.
Î: Cum îmbunătățește sistemul de control inteligent funcționarea?
R: Sistemul de control inteligent permite monitorizarea-în timp real, ajustări automate și diagnosticare de la distanță, îmbunătățind eficiența operațională și siguranța.
Î: Cât de eficient-energetic este procesul de separare a aerului NEWTEK?
R: Tehnologia noastră criogenică optimizată reduce consumul de energie, menținând în același timp un randament ridicat de gaz, ajutând fabricile siderurgice să reducă costurile operaționale.
Î: Este disponibilă personalizarea pentru diferite procese de fabricare a oțelului?
A: Da. Fiecare sistem este proiectat în funcție de procese metalurgice specifice, profiluri ale cererii de gaz și condiții de amplasament.
Î: Ce suport tehnic este oferit în timpul instalării?
R: NEWTEK oferă asistență tehnică completă, inclusiv consultanță de inginerie, îndrumări de instalare, punere în funcțiune și instruire pentru operator.
Î: Cât de fiabilă este alimentarea cu gaz în perioadele de vârf de producție?
R: Sistemele noastre sunt proiectate cu un control stabil al procesului și cu componente de{0}}înaltă calitate, pentru a asigura alimentarea neîntreruptă cu gaz în cazul sarcinilor grele.
Î: Se poate integra ASU cu infrastructura instalației existente?
A: Da. NEWTEK proiectează soluții flexibile de integrare compatibile cu conductele, sistemele de control și configurațiile de producție existente.
Î: La ce-beneficii pe termen lung se pot aștepta fabricile siderurgice de la instalarea unui ASU?
R: Producția de gaz-la fața locului îmbunătățește eficiența, reduce dependența externă de gaz, scade costurile și sprijină obiectivele de producție durabilă a oțelului.