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國(guó)內(nèi)冶金行業(yè)空壓機(jī)應(yīng)用情況綜述
冶金行業(yè)主要分為鋼鐵行業(yè)和有色金屬冶煉行業(yè)兩大類。在這兩個(gè)行當(dāng)中以鋼鐵行業(yè)中的壓縮空氣的用氣量為更大，而且使用的場(chǎng)合較多，并且對(duì)壓縮空氣質(zhì)量等級(jí)的要求也與有色金屬冶煉行業(yè)不一樣。
對(duì)于有色金屬冶煉行業(yè)來(lái)講，壓縮空氣的用氣量就沒有鋼鐵行業(yè)那么大，使用壓縮空氣的場(chǎng)合也不是很多。下面分別介紹兩大行業(yè)的壓縮空氣的使用情況。
鋼鐵行業(yè)
鋼鐵是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不可缺少的重要物資材料，也是衡量國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要指標(biāo)之一，所以鋼鐵行業(yè)是一個(gè)國(guó)家的支柱產(chǎn)業(yè)之一。它屬于重工業(yè)，并且這些企業(yè)的規(guī)模都是非常之大，一般都擁有幾萬(wàn)人或幾十萬(wàn)人。一個(gè)鋼鐵企業(yè)的建立一般分為好幾期工程來(lái)投資建設(shè)，完成建設(shè)通常花費(fèi)幾年甚至幾十年的時(shí)間。新的鋼鐵企業(yè)采用的設(shè)備是最先進(jìn)的設(shè)備，而一些老的鋼鐵企業(yè)的設(shè)備就需要進(jìn)行設(shè)備改造，進(jìn)行再次投資，以提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，使老企業(yè)煥發(fā)出新的生命力。
一個(gè)大型的鋼鐵企業(yè)一般都從礦石進(jìn)廠開始，到冶煉出成型的鋼錠和鐵錠，或者進(jìn)一步加工成鋼板、鋼絲或其它成型的鋼材。在這些工藝流程當(dāng)中，首先是對(duì)礦石進(jìn)行燒結(jié)，然后將經(jīng)過(guò)燒結(jié)的鐵礦石輸送到煤油鐵高爐進(jìn)行冶煉成鐵水，然后澆鑄成鐵錠。要制成鋼錠的話，就要將鐵錠送到煉鋼高爐中重新冶煉，從鐵變成鋼，主要是材料中的含碳量不一樣，鋼的含碳量比鐵低。如果要得到其它的合金鋼，就要在冶煉過(guò)程中加入適當(dāng)?shù)脑兀涂梢灾瞥刹煌愋偷暮辖痄摗?/p>
先來(lái)了解一下燒結(jié)過(guò)程，其實(shí)燒結(jié)是煉鋼的前道工序，在冶煉之前要將鐵礦石和其它幾種礦石混合在一起進(jìn)行燃燒處理，使它們燒結(jié)在一起，然后才能將它們送到高爐進(jìn)行冶煉。在燒結(jié)車間里，有許多地方需要壓縮空氣，用氣量也是很大的，但主要用途是一樣的，就是用于動(dòng)力執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如卸灰裝置的協(xié)力執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。當(dāng)然動(dòng)力執(zhí)行機(jī)構(gòu)也可以用電來(lái)做動(dòng)力源，但沒有用壓縮空氣可靠、安全。這里的壓縮空氣所要求的壓力一般為0.5MPa，壓縮空氣的品質(zhì)要求不高，一般采用噴油螺桿空氣壓縮機(jī)即可，而且不用配置后處理設(shè)備。
在少量的地方如需要儀表空氣，則在空氣系統(tǒng)管路的支路上配置無(wú)熱再生干燥器和除油過(guò)濾器，使壓縮品質(zhì)能滿足儀表空氣的要求。
另外，還有壓縮空氣用在吹掃儀表方面，因?yàn)闊Y(jié)車間里，周圍環(huán)境較差，空氣中有很多灰塵，時(shí)間長(zhǎng)了，在一些儀表上會(huì)積滿了灰塵，這就需要用壓縮空氣進(jìn)行吹掃，在這里對(duì)壓縮空氣品質(zhì)要求一般為3—6—3，即固體粒子3級(jí);含水量6級(jí);含油量3級(jí)。
鐵礦石在燒結(jié)工序完成后，被輸送到煉鐵高爐進(jìn)行冶煉。冶煉高爐作為一個(gè)工程需要很多設(shè)備來(lái)配合工作。 而這些設(shè)備的工作一般都需要空氣來(lái)做動(dòng)力源。這些設(shè)備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如氣壓缸，高爐的爐門的開啟等待一系列動(dòng)作都用壓縮空氣來(lái)完成的。
這里對(duì)壓縮空氣的壓力要求一般為0.5MPa，對(duì)壓縮空氣的質(zhì)量品質(zhì)要求也很低，一般為3—6—3，即可，但用氣量很大。
例如，一臺(tái)2500m³的煉鐵高爐，需要4臺(tái)40m³/min的螺桿空氣壓縮機(jī)，其中3臺(tái)常開，一臺(tái)作為備用機(jī)。除此以外，高爐燃燒所需噴入的煤灰，一般也是用壓縮空氣來(lái)輸送的，但是這里的壓縮空氣的壓力要求一般為1.2MPa，壓縮空氣的用量也是相當(dāng)大的，對(duì)壓縮空氣的品質(zhì)要求不高。此時(shí)的壓縮機(jī)的排氣壓力至少要1.3MPa或以上。
高爐的鼓風(fēng)設(shè)備一般選用高壓的風(fēng)機(jī)，通常壓力為0.2MPa。以上這些壓縮空氣的用氣量都是很大的，而且不需要任何后處理設(shè)備的配置。另外，還有一小部分的壓縮空氣需要通過(guò)后處理設(shè)備的處理，用于儀表用氣系統(tǒng)和儀表的吹掃系統(tǒng)。這些壓縮空氣的質(zhì)量品質(zhì)等級(jí)與前面所敘述的一樣。
總體來(lái)講，鋼鐵企業(yè)中壓縮空氣的用氣量是非常大的，可以從幾百立方米到上千立方米， 而且大多數(shù)需要進(jìn)行后處理設(shè)備的處理。另外，一個(gè)大型的鋼鐵企業(yè)，燒結(jié)車間(或廠)、煉鐵高爐、煉鋼廠等等有很多，而且分布很廣。所以，一般鋼鐵企業(yè)內(nèi)可以設(shè)立很多空壓站，以滿足各個(gè)地方的用氣需要，第一使每個(gè)空壓站具有相對(duì)的獨(dú)立性，便于今后空壓的改造，第二便于對(duì)空壓站進(jìn)行管理， 第三可以針對(duì)不同的壓縮空氣的品質(zhì)設(shè)立不同的空壓站系統(tǒng)。第四便于今后企業(yè)的發(fā)展。對(duì)于鋼鐵企業(yè)壓縮空氣系統(tǒng)的布置如下：
有色金屬冶煉及制造行業(yè)
屬于有色金屬冶煉制造行業(yè)的企業(yè)越來(lái)越多，這表明有色金屬在工業(yè)及其它行業(yè)發(fā)揮越來(lái)越大的作用，特別是一些稀有金屬成為一些尖端科技不可缺少的材料。這里主要以基本的有色金屬材料的冶煉及制造來(lái)加以介紹，如銅和鋁等材料的冶煉及加工制造，通常可以將這個(gè)行業(yè)大致分為二個(gè)部分：一個(gè)是冶煉;另一個(gè)是加工制造。所謂有色金屬冶煉就是將有色金屬?gòu)牡V石中冶煉出來(lái)，使之成為錠材。而有色金屬制造就是利用有色金屬的錠材通過(guò)澆鑄成毛坯，然后進(jìn)行精加工，必要時(shí)還要進(jìn)行噴涂處理，最后制造成工業(yè)產(chǎn)品。下面就從兩個(gè)方面分別介紹壓縮空氣的應(yīng)用。
1.有色金屬的冶煉
大家都知道，諸如鋁廠和銅廠等都是屬于有色金屬冶煉廠。在這些冶煉廠當(dāng)中由于冶煉方式的不同又可分為不同類型的冶煉廠，例如，鋁廠可以分為外電解廠和氧化鋁廠。在這些企業(yè)當(dāng)中，壓縮空氣是作為一些機(jī)械動(dòng)力執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)力源。例如，在電解鋁廠的冶煉車間，有一些天車需要壓縮空氣，以前，在天車上所使用的壓縮空氣都是由地面上的空壓站系統(tǒng)提供的，這樣的話，當(dāng)天車運(yùn)動(dòng)時(shí)，供氣管線也要隨著一起移動(dòng)，因此造成諸多不便。當(dāng)時(shí)的空壓站系統(tǒng)的壓縮空氣都是由往復(fù)式活塞空氣壓縮機(jī)提供的，而往復(fù)式活塞空壓機(jī)的安裝需要做基礎(chǔ)，體積和重量都很大，只能安裝在地面上。有一些冶煉廠的天是進(jìn)口的，一般都配備有進(jìn)口的螺桿壓縮機(jī)，這些螺桿壓縮機(jī)由于體積小，重量輕，無(wú)振動(dòng)，安裝無(wú)基礎(chǔ)，能自成為一個(gè)完整的壓縮空氣系統(tǒng)，便于直接安裝在天車上，這樣使用壓縮空氣更加方便，更加可靠，更加安全。
隨著螺桿壓縮機(jī)的普及和廣泛應(yīng)用， 原來(lái)沒有配備螺桿壓縮機(jī)的天車，也開始進(jìn)行改裝——配備螺桿空壓機(jī)。一般一臺(tái)天車配備一臺(tái)3m³/min或6m³/min，壓力要求為0.6～0.7MPa的空壓機(jī)，而且對(duì)使用的壓縮空氣品質(zhì)要求很低，一般無(wú)須配備任何后處理設(shè)備，即可滿足用戶的要求。按照ISO/DP8573/1—88質(zhì)量等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，這些天車所用的壓縮空氣的質(zhì)量等級(jí)一般定為3—7—4，即固體粒子：3級(jí);含水量：7級(jí);含油量：4級(jí)。
具體的壓縮空氣系統(tǒng)的配置圖如下：
目前，在電解鋁廠天車上使用的螺桿空壓機(jī)已經(jīng)越來(lái)越多，但還有一個(gè)問(wèn)題需要解決，就是冶煉廠的冶煉車間里，周圍的空氣環(huán)境里含有HS₂氣體，會(huì)對(duì)螺桿空壓機(jī)的儀表板和一些玻璃制品產(chǎn)生腐蝕作用，希望能提出解決辦法，使用戶的螺桿空壓機(jī)能適應(yīng)環(huán)境的需要。
冶煉廠除了天車使用壓縮空氣以外，還有就是儀表用氣，但用氣量不是很大，壓力一般為0.6～0.7MPa，按照ISO/DP8573/1—88質(zhì)量等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，儀表所用的壓縮空氣的質(zhì)量等級(jí)一般定為2—3(4)—2，即固體粒子：2級(jí);含水量：3級(jí)或4級(jí);含油量：2級(jí)。具體的壓縮空氣系統(tǒng)的配置圖如下：
2.有色金屬的加工及制造
在眾多的工業(yè)產(chǎn)品制造中，有的是用有色金屬(如銅和鋁等有色金屬)來(lái)制造的，如用銅來(lái)制造的閥門等;或者有的零部件是用有色金屬來(lái)制造的，如鋁或銅制的換熱器等。這些都屬于有色金屬的加工及制造業(yè)。在這些企業(yè)當(dāng)中，我們可以將生產(chǎn)過(guò)程分為三個(gè)階段：第一個(gè)階段為毛坯制作;第二個(gè)階段為精加工;第三個(gè)階段為外觀噴涂。
第一個(gè)階段：毛坯制作。首先要按照設(shè)計(jì)圖紙制作模子，然后將有色金屬(如銅或鋁等)原材料進(jìn)行熔化和冶煉，在冶煉過(guò)程中有必要時(shí)添加規(guī)定量的一些金屬元素，使之成為有色金屬合金。煉好后將液態(tài)有色金屬澆鑄到模子中，冷卻后就形成毛坯。在這一系列的工藝流程當(dāng)中，很多的機(jī)械動(dòng)作都需要壓縮空氣來(lái)完成，如冶煉爐門的開啟，盛裝液態(tài)有色金屬的鋼包的提升、吊運(yùn)和澆鑄等機(jī)械動(dòng)作都需要壓縮空氣來(lái)完成。壓縮空氣的壓力要求一般為0.6～0.7MPa。在這里所使用的空氣質(zhì)量品質(zhì)不高，甚至可以不用配備任何后處理設(shè)備，直接使用螺桿空壓機(jī)組所使用的空氣即可滯用戶的要求。按照ISO/DP8573/1—88質(zhì)量等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，這些設(shè)備所用壓縮空氣的質(zhì)量等級(jí)一般定為3—7(6)—4，即固體粒子：3 級(jí);含水量：7 級(jí)或級(jí);含油量：4級(jí)。
具體的壓縮空氣系統(tǒng)的配置圖如下：
第二階段：精加工。當(dāng)毛坯制作完以后，還需要進(jìn)行精加工。精加工一般都是在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行，這些數(shù)控機(jī)床的工裝夾具，刀具的裝卸等動(dòng)作都是通過(guò)壓縮空氣的壓力來(lái)完成的。對(duì)于一臺(tái)數(shù)控機(jī)床或加工中心的壓縮空氣的用氣量不是很大，可能只有0.5m3/min左右，總的用氣量要根據(jù)加工設(shè)備的數(shù)量，其壓力要求為0.6～0.7MPa，設(shè)備對(duì)壓縮空氣品質(zhì)的要求也不高，特別是對(duì)油的含量要求不高，對(duì)水的要求是壓力露點(diǎn)為10℃。按照ISO/DP8573/1—88質(zhì)量等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，這些設(shè)備所用壓縮空氣的質(zhì)量等級(jí)一般定為2—6—3，即固體粒子：2 級(jí);含水量：6級(jí);含油量：3級(jí)。具體的壓縮空氣系統(tǒng)的配置圖如下：
第三個(gè)階段：外觀噴涂。當(dāng)精加工結(jié)束后，有些零部件或者成品的外觀要進(jìn)行處理，使它成為真正意義上的產(chǎn)品。一般的外觀處理都是采取靜電噴涂的方法。另外，在這些廠里還要一些儀表用氣，當(dāng)然這些儀表用氣的品質(zhì)要求沒有噴涂用氣的品質(zhì)要求高，但儀表用的氣的用氣量不大，而噴涂設(shè)備的用氣量相對(duì)要大一些，因此儀表用氣可以用噴涂用的壓縮空氣系統(tǒng)，壓力通常為0.6-0.7MPa。根據(jù)前面的介紹，并按照ISO/ DP8573/1—88質(zhì)量等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，儀表和噴涂設(shè)備所用壓縮空氣的質(zhì)量等級(jí)一般定為2—3—1，即固體粒子：2級(jí);含水量：3級(jí);含油量：1級(jí)。
具體的壓縮空氣系統(tǒng)的配置圖如下：
當(dāng)然，并不是所有的有色金屬冶煉廠，或者有色金屬制造廠都是如以上所說(shuō)的那樣，可能在壓縮空氣的品質(zhì)方面沒有那么多的分類，而只是簡(jiǎn)單的使用一種品質(zhì)的壓縮空氣就可以了。除了儀表用壓縮空氣以外，在一般情況下，有色金屬冶煉廠或有色金屬制造廠所使用的螺桿空壓機(jī)是不配后處理設(shè)備的，只要壓縮空氣的溫度低于40℃即可。
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作者:德耐爾@德耐爾空壓機(jī) 空壓機(jī)修訂日期：2018-01-08
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