Sử dụng khí Nitơ, Argon Và Oxy trong kỹ thuật luyện kim
10/04/2023
Trong bài viết trước đây của chúng tôi về Khí công nghiệp được sử dụng trong ngành khai thác mỏ, chúng tôi đã đề cập tới việc chế biến khoáng sản và cách sử dụng khí để xử lý khoáng sản và kim loại. Đó là một phần của quá trình khai thác được gọi là luyện kim. Luyện kim là một quá trình được sử dụng để chiết xuất kim loại ở dạng nguyên chất. Đó là một phương pháp được sử dụng để tinh chế kim loại và biến chúng thành hợp kim, hay về cơ bản là một hỗn hợp kim loại. Ví dụ, kết hợp bạc và đồng tạo ra bạc sterling, còn đồng và kẽm kết hợp với nhau sẽ tạo ra đồng thau.
Một số loại khí được sử dụng phổ biến nhất trong ngành công nghiệp thép và kim loại là oxy, nitơ và argon. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu sâu hơn một chút về cách sử dụng các loại khí đó và vai trò của chúng trong luyện kim.
Oxy
Trong ngành sản xuất thép, để thu được thép đạt tiêu chuẩn thì cần phải loại bỏ các tạp chất trong quặng nóng chảy. Quá trình này được gọi là quy trình oxy cơ bản (basic oxygen process – BOP) và quá trình này diễn ra trong lò nung oxy cơ bản (BOF). Thành phần chính trong quy trình này là oxy có độ tinh khiết cao được thổi vào lò nung đang chứa đầy sắt nóng chảy cùng các tạp chất khác để chuyển đổi thành thép.
Oxy được thổi vào bể nóng chảy ở tốc độ siêu cao và quá trình này kéo dài khoảng 20 phút. Oxy sẽ gây ra phản ứng giải phóng nhiệt và oxy hóa các tạp chất như carbon trong quặng. Quá trình này giúp giảm lượng carbon trong thép, do đó biến đổi kim loại nóng chảy thành thép lỏng có hàm lượng carbon thấp.
Ngoài ra còn có nhiều tạp chất khác xuất hiện trong quá trình luyện thép là lưu huỳnh và phốt pho. Lưu huỳnh và phốt pho thường được loại bỏ bằng cách chuyển chúng sang pha giàu canxi oxit bằng cách sử dụng lò oxy cơ bản. Sau khi tạp chất được loại bỏ, thép nóng chảy được đổ vào khuôn để làm mát và hợp kim sắt được thêm vào để cải thiện các đặc tính của thép như độ bền và khả năng chống ăn mòn.
Nitơ
Nitơ thường được sử dụng trong quá trình ủ luyện kim loại. Đây là một quá trình quan trọng giúp giảm độ giòn của kim loại và tăng độ dẻo thông qua xử lý nhiệt. Về cơ bản, quá trình ủ nitơ làm giảm cấu trúc tinh thể trong kim loại. Kim loại thành phẩm sau quá trình ủ luyện Nitơ sẽ không bị nứt dưới áp lực cao và dễ tạo hình mà không cần sử dụng thêm nhiệt, chẳng hạn như trong gia công nguội. Các kim loại trải qua quá trình ủ thường tốt hơn để sản xuất điện.
Nitơ là một loại khí trơ, được sử dụng để tạo ra bầu khí quyển trơ bên trong lò nung trong quá trình gia nhiệt và làm mát. Do trước đó, oxy được phun vào trong lò nung để tạo ra quá trình oxy hóa giúp loại bỏ bớt carbon và các tạp chất khác. Vì vậy Nitơ được sử dụng sau đó để trung hòa môi trường, ngăn chặn các phản ứng hóa học tiếp tục diễn ra. Sử dụng môi trường khí nitơ giúp loại bỏ bất kỳ mối nguy hiểm nào trong khí quyển có khả năng gây ra môi trường không ổn định hoặc dễ bắt lửa.
Argon
Trong quy trình sản xuất thép, Argon được sử dụng cùng với Oxy trong một quy trình gọi là khử cacbon oxy argon (AOD). Quá trình AOD trải qua ba giai đoạn: khử cacbon, khử phốt pho và khử lưu huỳnh. Đây là quá trình diễn ra sau khi các kim loại được nấu chảy thành dạng lỏng.
Trong quá trình khử cacbon, kim loại lỏng được tinh chế thêm bằng cách bơm hỗn hợp khí argon-oxy. Trước đó, oxy đã được sử dụng để làm giảm hàm lượng carbon trong kim loại. Bằng cách pha loãng oxy đó với argon, nó làm giảm áp suất của O2 và CO và chỉ oxy hóa một lượng nhỏ hợp kim so với quá trình trước đó không có khí argon. Khi mức carbon giảm xuống, khí argon tiếp tục được thêm vào để tạo ra nồng độ argon cao hơn. Sau đó, argon được sử dụng để giúp hòa trộn và loại bỏ các nguyên tố như hydro và nitơ.
Trong giai đoạn khử phốt pho và khử lưu huỳnh, vôi và florit được thêm vào để thu lấy xỉ, đó là sản phẩm phụ được hình thành trong quá trình này. Nó có thể được sử dụng trong bê tông hoặc làm vật liệu bổ sung để xây dựng đường xá. Ngoài ra còn có các nguyên tố khác được thêm vào trong giai đoạn khử lưu huỳnh để pha loãng lưu huỳnh và loại bỏ Oxy. Sau khi đạt đến mức lưu huỳnh cần thiết và loại bỏ sản phẩm phụ là xỉ, quặng nóng chảy đã sẵn sàng để được đổ vào khuôn.
- Xem thêm ứng dụng oxy tại đây: Cải Tiến Trong Việc Sử Dụng Khí Oxy Trong Ngành Thủy Tinh
Khí Hà Nội cung cấp các loại khí công nghiệp chất lượng cao
Trên đây, chúng tôi đã cung cấp cho bạn một số kiến thức cơ bản về việc sử dụng khí công nghiệp trong quá trình luyện kim. Các loại khí công nghiệp khác nhau được sử dụng trong một số giai đoạn sản xuất kim loại khác nhau từ đầu đến cuối. Đó là một quá trình rất phức tạp và có nhiều cách khác nhau để chế tạo kim loại và thép. Nếu bạn đang tìm kiếm bất kỳ loại khí công nghiệp nào trên thị trường hãy liên hệ với chúng tôi ngay. Chúng tôi sẵn lòng trả lời bất kỳ thắc mắc nào dựa trên nhu cầu cụ thể của bạn. Hãy liên hệ với Khí Hà Nội ngay hôm nay để được tư vấn và giao hàng nhanh chóng.
Khí Hà Nội là một trong những nhà cung cấp khí công nghiệp uy tín hàng đầu, chúng tôi chuyên sản xuất, chiết nạp, bán lẻ khí công nghiệp chất lượng cao. Bạn có thể tham khảo các loại khí oxy chúng tôi kinh doanh tại đây: Oxy công nghiệp, Oxy tinh khiết, Oxy lỏng
Quý khách hàng có nhu cầu đặt hàng có thể liên hệ số điện thoại 0969.690.155 để được tư vấn trực tiếp, miễn phí!
