Clicky

اکسیژن در صنعت فولاد در چه مواردی استفاده می شود؟

اکسیژن، سومین عنصر فراوان در جهان و یکی از عناصر شیمیایی است که کاربرد آن در صنعت بسیار گسترده و رایج است. همان‌طور که می‌دانید اکسیژن یک گاز بدون رنگ و بو بوده و به راحتی در هوا یافت می‌شود. (هوایی که در اطراف شما بوده و از آن تنفس می‌کنید.) اکسیژن تنها در صنعت کاربرد نداشته و کاربردهای فراوان آن علاوه بر صنعت در پزشکی، تجاری، علمی و … بسیار زیاد است. در این مقاله سعی داریم در مورد کاربردهای اکسیژن در صنعت به خصوص در صنعت فولاد صحبت کنیم. در ادامه با ما همراه باشید.

یکی از مهم‌ترین اجزای تشکیل‌دهنده در صنعت فولاد، اکسیژن است. چرا که در تولید بسیاری از مواد شیمیایی از جمله آمونیاک، الکل‌ها و پلاستیک‌های مختلف کاربرد دارد.

 جالب است که بدانید، بزرگترین مصرف‌کننده اکسیژن در صنعت، فولاد است، چرا که حدود 55 درصد از اکسیژن تولید شده تنها در کارخانه‌های فولاد استفاده می‌شود.

در کارخانه‌های فولادسازی، کوره اکسیژن پایه در طی فرایند تولید فولاد، کربن ناخواسته با اکسیژن ترکیب شده و اکسیدهای کربن را به وجود می‌آورد. البته که این اکسید به شکل گاز باقی می‌ماند. اکسیژن کاربردهای مهم و متعددی نیز در صنعت فولاد دارد. برای گرمایش و ذوب در کارخانه‌های فولاد از اکسیژن کمک گرفته می‌شود. بسته به اینکه کدام کوره در فولاد فعالیت می‌کند، اکسیژن کاربردهای مختلفی از خود نشان می‌دهد.

  • کوره‌های انفجار
  • کوره‌های اکسیژن پایه
  • کوره‌های قوس الکتریکی
  • کوره‌های دوار
  • گرمایش، برش و سوزاندن فولاد
  • مرور اجمالی بر تولید فولاد
اکسیژن در صنعت فولاد

اکسیژن در صنعت فولاد

تنها بخشی از کوره‌های صنعت فولاد در بالا لیست شده که برای فعالیت به اکسیژن نیاز دارند. بطور کلی فولاد در فرایند با اکسیژن اولیه تولید می‌شود. روند تولید فولاد به این صورت است که اکسیژن خالص برای تبدیل شدن آهن مایع در کوره‌های بلند، استفاده شده و نتیجه آن تولید فولاد است.

در حال حاضر در حدود 67 درصد از کل تولید فولاد خام در جهان به کمک یک روال ثابت پردازشِ فولادسازی اکسیژن پایه انجام می‌شود که به ترتیب مراحل زیر است:

  1. کوره بلست (BF)
  2. کوره اصلی اکسیژن (BOF)
  3. متالورژی ثانویه
  4. ریخته‌گری مداوم (CC)
  5. دمش اکسیژن در فولادسازی

به آهن مذاب، اکسیژن دمیده می‌شود، تا میزان یا درصد کربن آلیاژ، کم شود و مواد اولیه به فولاد کم کربن تبدیل شود. برای ساخت فولاد باید مواد مذاب را در داخل ابزاری به شکل ملاقه ریخته و به آن ضربه زنند. همچنین عنصر آلیاژی را نیز به آن اضافه کنند. از طریق افزودن این عناصر و فرآیند اکسیداسیون، فولاد به دست می‌آید.

از اکسیژن برای ایجاد واکنش کربن با گاز دی‌اکسیدکربن که در تولید فولاد نیاز است، استفاده می‌شود. دی‌اکسید‌کربن تولید شده باعث کم‌شدن اکسیدهای آهن و تولید ترکیبات خالص آهن می‌شود. گاز اکسیژن در صنعت، اکثراً برای فرایندهای جوش، برش و تولید فولاد استفاده می‌شود.

ولی به دلیل اینکه گاز اکسیژن یک گاز اکسید کننده است و در مراحل سوختن یک جز اساسی است. معمولاً در زمان جوشکاری فلزات که دمای شعله بسیار بالاست، به صورت یک ترکیب با یک جز دیگر استفاده می‌شود. برای مثال ترکیب اکسیژن و استیلن.

به این فرآیندها که یک گاز سوختنی مثل استیلن با اکسیژن ترکیب می‌شود، جوشکاری اکسی-سوخت یا برش اکسی-سوخت می‌گویند. در این فرآیندها لازم است، از اکسیژن خالص استفاده شود تا دمای شعله به حد کافی بالا رفته باشد و بتوان ذوب موضعی را انجام داد.

جوشکاری اکسی-سوخت یکی از قدیمی‌ترین روش‌های جوشکاری در صنعت است که همچنان کاربرد دارد. گرچه در سال‌های اخیر به خاطر روی کار آمدن تکنولوژی‌های جدید استفاده از اکسیژن خالص کمتر شده اما همچنان برای جوشکاری لوله‌ها یا جوشکاری‌های الکتریکی کاربرد دارد.

روال کاری جوشکاری با اکسیژن به این صورت است که یک مشعل جوشکاری برای جوشکاری فلزات استفاده شده و دو فلز زمانی به هم متصل می‌شوند و جوش می‌خورند که به یک دمای معین رسیده و ذوب شده باشند.

اما در برش با گاز اکسیژن از یک شعله برای گرمادهی فلزات استفاده می‌شود تا یک جریان از اکسیژن بر روی فلز دمیده شده و آن را بسوزاند و اکسید کند.

به یاد داشته باشید، مشعل‌هایی که گاز اکسیژن را با سوخت مخلوط نکنند به عنوان مشعل‌های اکسی سوخت در نظر گرفته نمی‌شوند. چرا که برش اکسی سوخت نیاز به دو منبع جداگانه اکسیژن و سوخت دارد.

اکسیژن در صنعت تنها برای جوش یا برش استفاده نشده و کاربردهای دیگری نیز دارد برای نمونه لحیم کاری، لحیم جوش، شل کردن پیچ و مهره‌های خورده شده، برش فلزات آهنی و حرارت فلزات برای فرایندهای آنیلینگ، تمپرینگ، خمش و شکل دهی تنها بخشی از کارهایی است که در صنعت به اکسیژن نیاز دارند.

لازم به ذکر است که برای این کارها از گاز اکسیژن تولید شده برای صنعت باید استفاده کرد که خلوص بالایی داشته باشد. به این دلیل که گاز اکسیژن در جوش و برش اهمیت بسیار زیادی داشته و وجود ناخالصی زیاد می‌تواند دمای شعله را کاهش دهد و با کم‌شدن دمای شعله، جوشکاری تمیز و یکنواخت انجام نمی‌شود یا برش با سرعت پایین‌تری اتفاق می‌افتد. در نتیجه خلوص گاز اکسیژن بسیار با اهمیت بوده و گاز اکسیژن با گرید صنعتی باید از خلوص حداقلی  99.5% برخوردار باشد.

شرکت پارسیا گاز با افتخار اعلام می‌کند که اکسیژن با بیشترین خلوص را برای استفاده در گرید صنعتی تولید کرده و آماده همکاری با کارخانه‌های فولاد در سراسر کشور است.

اکسیژن چطور تولید می‌شود؟

تا به این لحظه، بهترین و کم هزینه‌ترین راه برای تولید اکسیژن خالص استفاده از هوای اطراف و محیط است. روال کار برای تولید اکسیژن خالص به این صورت است که ابتدا هوای محیط به کمک کمپرسورهای بسیار قوی از محیط گرفته شده و سپس هوای فشرده گرفته شده وارد توربین‌ها می‌شوند. این توربین‌ها هوا را تا دمای °c 190 درجه سانتی‌گراد، سرد می‌کنند. سرد کردن گاز باعث می‌شود تا هوای اولیه به مایع تبدیل شود، سپس این مایع را به قسمت‌های جداکننده وارد می‌کنند تا بعد از تفکیک هر کدام در مخزن‌های مجزا ذخیره شوند.

دمای اکسیژن مایع بسیار پایین و در حدود 183°c می‌باشد. از آنجائی که اکسیژن مایع فضای کمتری اشغال می‌کند، می‌توان حجم بیشتری از آن را تولید نمود. مخازنی که مایعات جدا شده را در آن نگهداری می‌کنند، می‌توانند مایعات را به مدت طولانی در خود ذخیره نمایند.

و در نهایت

اگر شما هم برای کارخانه فولاد سازی نیاز به اکسیژن با خلوص بالا دارید، می‌توانید از قسمت تماس با ما سایت با ما در ارتباط باشید.

شرکت پارسیا گاز آسیا فراز در سال ۱۳۹۰ با هدف تولید و توزیع نیتروژن، اکسیژن، آرگون به صورت مایع و گاز و گازهای ترکیبی با خلوص آزمایشگاهی در استان تهران تاسیس گردید.

تمامی حقوق محتوا و طراحی ها برای شرکت پارسیا گاز محفوظ می‌باشد.