從地位上說,氧氣頂吹轉爐技術的核心前置科技,就是工業級空氣分離設備。
曆史上,第一台真正意義上的製氧機誕生於1903年末,應用於金屬的氣焊和切割,後來隨著氮肥工業高速發展,逐漸對氮氣產生極大需求,製氧機開始生產氧氣與氮氣,改名空氣分離設備。
空氣分離設備工作原理非常簡單,利用液態氧氣與液態氮氣沸點不同,對空氣進行低溫處理,精餾分離,最終得到高純度氧氣與高純度氮氣,以及其他有用氣體。
目前,全世界還沒有一台真正意義上的工業級空氣分離設備,所有空分設備還處於小型水平,其氧氣產量為每小時5—10立方米左右,遠遠無法滿足大規模氧氣煉鋼的需求,達不到工業級標準。
2T級氧吹爐氧氣消耗量約為每噸金屬1.5立方米/每分鍾,冶煉時間為20分鍾左右,總耗氧量高達60立方米。
一邊是180立方米的泳池,一邊是每小時5—10立方米左右的小水管,兩者之間的差距達到36—18倍區間,不可謂不大。
想要達到氧氣煉鋼的標準,空分設備氧氣產量必須提升兩個數量級。
餘華目標是研製出每小時氧氣產量達到1000立方米以上的空分設備,如此,方可滿足計劃之中的2T級實驗氧吹爐。
不過,當務之急還是先搞定氧槍。
空氣分離設備是氧吹爐技術的核心前置科技,而氧槍以及耐火材料是氧吹爐本身的核心技術。
一環扣一環,每一個地方都不能馬虎。
辦公室內,餘華伏案工作,麵容認真,雙手拿著筆和工具在圖紙上不斷作圖,這是三孔氧槍噴頭法蘭零件的設計參數和尺寸數據,為了滿足供氧強度和壓力,噴頭法蘭零件的材質采用鑄鐵和電爐鋼兩種,經過埋弧焊工藝實現密封和連接。
法蘭零件圖紙畫出,餘華啟用思維計算機,眼神透出一抹絕對理性的色彩,腦海之中構建法蘭零件的數學模型,而後載入基準材料和結構,以及高壓氧氣數據,接著開始計算模擬。
計算模擬鑄鐵法蘭和電爐鋼法蘭的爐內工作狀況和數據。
這是餘華獨一無二的優勢,無數科學家夢寐以求的能力。
數學模型中,一股高壓純氧沿中心管高速前進,似如湍流般洶湧澎湃,來到噴頭法蘭部位後,對鑄鐵材料的法蘭施加巨大壓力。
鑄鐵雖然不及電爐鋼,但也能輕鬆承受這股高壓氣態純氧所產生的壓力,在鑄鐵法蘭工作一秒後,數學模型引入新的變量因素——爐內工作環境。
火紅色轉爐出現,高達一千多攝氏度的鋼水,時時刻刻向外釋放高額熱量,空氣迅速升溫加熱,籠罩采用鑄鐵材料製作的法蘭。
“哢擦!”在低溫冷卻水和高溫熱浪雙重影響下,鑄鐵迅速產生變化,強度和硬度以肉眼可見的速度降低,僅僅過了十數秒,鑄鐵法蘭產生一道裂紋,高壓純氧和低溫冷卻水隨即泄露。
數學模型計算終止。
“鑄鐵不行,看來隻能用電爐鋼了。”餘華對於鑄鐵法蘭的模擬數據並不意外,麵色平靜,腦海分析這些模擬計算數據後,給出一個初步結論,而後開始進行電爐鋼材料的法蘭數學模型計算。
鑄鐵和電爐鋼兩種材料的力學性能明顯不同,而餘華之所以要做兩種數學模型計算的緣故,隻為了查看鑄鐵材料能否滿足使用。.伍2⓪.С○м҈
莫得辦法,根據地窮,中華窮,鑄鐵成本和電爐鋼成本完全是兩個概念,如果鑄鐵材料能滿足法蘭盤的使用環境,那就沒有必要耗費珍貴的電爐鋼。