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國內(nèi)冶金行業(yè)空壓機應(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，而且使用的場合較多，并且對壓縮空氣質(zhì)量等級的要求也與有色金屬冶煉行業(yè)不一樣。
對于有色金屬冶煉行業(yè)來講，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)
鋼鐵是國民經(jīng)濟建設(shè)和經(jīng)濟發(fā)展的不可缺少的重要物資材料，也是衡量國家經(jīng)濟發(fā)展水平的重要指標(biāo)之一，所以鋼鐵行業(yè)是一個國家的支柱產(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，一般都擁有幾萬人或幾十萬人。一個鋼鐵企業(yè)的建立一般分為好幾期工程來投資建設(shè)，完成建設(shè)通�；ㄙM幾年甚至幾十年的時間。新的鋼鐵企業(yè)采用的設(shè)備是最先進的設(shè)備，而一些老的鋼鐵企業(yè)的設(shè)備就需要進行設(shè)備改造，進行再次投資，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。
一個大型的鋼鐵企業(yè)一般都從礦石進廠開始，到冶煉出成型的鋼錠和鐵錠，或者進一步加工成鋼板、鋼絲或其它成型的鋼材。在這些工藝流程當(dāng)中，首先是對礦石進行燒結(jié)，然后將經(jīng)過燒結(jié)的鐵礦石輸送到煤油鐵高爐進行冶煉成鐵水，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>
先來了解一下燒結(jié)過程，其實燒結(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，就是用于動力執(zhí)行機構(gòu)，如卸灰裝置的協(xié)力執(zhí)行機構(gòu)等。當(dāng)然動力執(zhí)行機構(gòu)也可以用電來做動力源，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熱再生干燥器和除油過濾器，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，因為燒結(jié)車間里，周圍環(huán)境較差，空氣中有很多灰塵，時間長了，在一些儀表上會積滿了灰塵，這就需要用壓縮空氣進行吹掃，在這里對壓縮空氣品質(zhì)要求一般為3—6—3，即固體粒子3級;含水量6級;含油量3級。
鐵礦石在燒結(jié)工序完成后，被輸送到煉鐵高爐進行冶煉。冶煉高爐作為一個工程需要很多設(shè)備來配合工作。 而這些設(shè)備的工作一般都需要空氣來做動力源。這些設(shè)備的執(zhí)行機構(gòu)，如氣壓缸，高爐的爐門的開啟等待一系列動作都用壓縮空氣來完成的。
這里對壓縮空氣的壓力要求一般為0.5MPa，對壓縮空氣的質(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2500m³的煉鐵高爐，需要4臺40m³/min的螺桿空氣壓縮機，其中3臺常開，一臺作為備用機。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，對壓縮空氣的品質(zhì)要求不高。此時的壓縮機的排氣壓力至少要1.3MPa或以上。
高爐的鼓風(fēng)設(shè)備一般選用高壓的風(fēng)機，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)等級與前面所敘述的一樣。
總體來講，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)需要進行后處理設(shè)備的處理。另外，一個大型的鋼鐵企業(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，以滿足各個地方的用氣需要，第一使每個空壓站具有相對的獨立性，便于今后空壓的改造，第二便于對空壓站進行管理， 第三可以針對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)越來越多，這表明有色金屬在工業(yè)及其它行業(yè)發(fā)揮越來越大的作用，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加以介紹，如銅和鋁等材料的冶煉及加工制造，通�？梢詫⑦@個行業(yè)大致分為二個部分：一個是冶煉;另一個是加工制造。所謂有色金屬冶煉就是將有色金屬從礦石中冶煉出來，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澆鑄成毛坯，然后進行精加工，必要時還要進行噴涂處理，最后制造成工業(yè)產(chǎn)品。下面就從兩個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械動力執(zhí)行機構(gòu)的動力源。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)天車運動時，供氣管線也要隨著一起移動，因此造成諸多不便。當(dāng)時的空壓站系統(tǒng)的壓縮空氣都是由往復(fù)式活塞空氣壓縮機提供的，而往復(fù)式活塞空壓機的安裝需要做基礎(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口的，一般都配備有進口的螺桿壓縮機，這些螺桿壓縮機由于體積小，重量輕，無振動，安裝無基礎(chǔ)，能自成為一個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。
隨著螺桿壓縮機的普及和廣泛應(yīng)用， 原來沒有配備螺桿壓縮機的天車，也開始進行改裝——配備螺桿空壓機。一般一臺天車配備一臺3m³/min或6m³/min，壓力要求為0.6～0.7MPa的空壓機，而且對使用的壓縮空氣品質(zhì)要求很低，一般無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)量等級標(biāo)準(zhǔn)，這些天車所用的壓縮空氣的質(zhì)量等級一般定為3—7—4，即固體粒子：3級;含水量：7級;含油量：4級。
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已經(jīng)越來越多，但還有一個問題需要解決，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，會對螺桿空壓機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)量等級標(biāo)準(zhǔn)，儀表所用的壓縮空氣的質(zhì)量等級一般定為2—3(4)—2，即固體粒子：2級;含水量：3級或4級;含油量：2級。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)來制造的，如用銅來制造的閥門等;或者有的零部件是用有色金屬來制造的，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)過程分為三個階段：第一個階段為毛坯制作;第二個階段為精加工;第三個階段為外觀噴涂。
第一個階段：毛坯制作。首先要按照設(shè)計圖紙制作模子，然后將有色金屬(如銅或鋁等)原材料進行熔化和冶煉，在冶煉過程中有必要時添加規(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，很多的機械動作都需要壓縮空氣來完成，如冶煉爐門的開啟，盛裝液態(tài)有色金屬的鋼包的提升、吊運和澆鑄等機械動作都需要壓縮空氣來完成。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)量等級標(biāo)準(zhǔn)，這些設(shè)備所用壓縮空氣的質(zhì)量等級一般定為3—7(6)—4，即固體粒子：3 級;含水量：7 級或級;含油量：4級。
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，還需要進行精加工。精加工一般都是在數(shù)控機床上進行，這些數(shù)控機床的工裝夾具，刀具的裝卸等動作都是通過壓縮空氣的壓力來完成的。對于一臺數(shù)控機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)備對壓縮空氣品質(zhì)的要求也不高，特別是對油的含量要求不高，對水的要求是壓力露點為10℃。按照ISO/DP8573/1—88質(zhì)量等級標(biāo)準(zhǔn)，這些設(shè)備所用壓縮空氣的質(zhì)量等級一般定為2—6—3，即固體粒子：2 級;含水量：6級;含油量：3級。具體的壓縮空氣系統(tǒng)的配置圖如下：
第三個階段：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)量等級標(biāo)準(zhǔn)，儀表和噴涂設(shè)備所用壓縮空氣的質(zhì)量等級一般定為2—3—1，即固體粒子：2級;含水量：3級;含油量：1級。
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 空壓機修訂日期：2018-01-08
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