氮氣作為一種惰性氣體，喺冶金行業度有住好重要嘅角色。由於氮氣唔同氧氣反應，可以防止金屬材料喺高溫下氧化同脫碳，所以廣泛用作保護氣氛。例如，氮氣常用喺鋼鐵同有色金屬嘅熱處理（光亮退火、淬火、燒結等）過程中，保持材料表面嘅完整性同品質zh.kindle-tech.comgaspuscientific.com。而且氮氣容易取得、成本低、安全性高，所以成為實際工業應用嘅首選。喺香港同內地市場，工業氣體供應商（例如盛爾氣體官方LinkedIn同盛爾氣體官方Twitter）都推出最新技術，配合智能控制系統，確保持續提供高純度氮氣以滿足冶金用途。
製氮機同空分設備
要保證冶金工藝有穩定氮氣供應，制氮機同空分設備就非常關鍵。常用嘅制氮技術係變壓吸附（PSA）同膜分離。現代PSA制氮機利用碳分子篩同兩個吸附塔，高效分離空氣中嘅氮同氧，通常20分鐘左右就可產出高純度氮氣gaspuscientific.com。相對於傳統氣瓶或液氮方式，PSA制氮機以空氣為原料，只需耗用空壓機電能，運行成本低、能源效率高gaspuscientific.com。對於大型鋼廠，深冷空分裝置可以生產更大流量嘅液態氮氣，滿足冶金過程對氧氣、氮氣同氬氣嘅需求zjseqt.com。總括嚟講，隨住制氮機同空分設備技術嘅提升，氮氣供應變得更自動化、節能化，方便各種冶金工藝實現精准嘅氣氛控制。
轉爐煉鋼
喺轉爐煉鋼（convertor steelmaking）過程中，氮氣有多重用途。首先，氮氣常用喺轉爐頂部同底部複合吹氮操作，用嚟攪拌鋼水，促進熱量均勻分布，加速反應。氮氣吹入鋼水有助排除溶解氫、氧等雜質，改善鋼水潔淨度gaspuscientific.com。另外，轉爐喺高溫環境下容易漏氣，利用氮氣做密封氣可以隔離空氣，防止氧氣侵入引起不需要嘅氧化反應gaspuscientific.com。總括嚟講，氮氣喺轉爐冶煉中唔單止係保護氣體，亦提供物理作用，有助提高煉鋼效率同產品質量。
連鑄保護
連鑄過程中，鋼水表面暴露喺空氣容易氧化，影響連鑄坯嘅質量。同時，鋼包到中間包之間嘅接觸位置亦會有空氣滲入。喺連鑄站，常用惰性氣體（例如氮氣或氬氣）作為保護氣，形成氣氛保護層，減少氧化物夾雜生成gaspuscientific.com。尤其係初始澆注時，會向鋼包或中間包充入氮氣，建立保護氮氣氛，將裸露鋼液同空氣隔絕，從而保持鋼液純度。相關研究指出，採用保護澆注後，鋼中增氮量明顯降低，夾雜物得到控制，連鑄坯質量提高。可以話，連鑄保護工藝之中嘅氮氣用途，主要係氣氛保護，從而提升鋼水純淨度同連鑄效率gaspuscientific.comzjseqt.com。
退火工藝
退火係金屬加工常見嘅熱處理工藝，主要目標係降低硬度、消除應力同改善延展性。因為退火溫度較高，若有氧氣存在，就會造成金屬表面氧化同脫碳。為咗避免呢啲問題，氮氣通常用作保護氣體，營造惰性氣氛zh.kindle-tech.com。相關分析提到，氮氣喺退火過程中可以防止材料氧化同脫碳，保持材料表面嘅亮度同完整性zh.kindle-tech.com。氮氣嘅惰性保護尤為重要，尤其喺合金鋼同有色金屬退火（如光亮退火、中性淬火）中廣泛採用，另外粉末冶金燒結等特殊退火工藝都需要高純度氮氣氣氛zh.kindle-tech.comgaspuscientific.com。總括而言，「退火氮氣」提供咗低成本同安全嘅保護環境，確保工件性能達到要求。
惰性氣氛保護
除咗轉爐同連鑄，氮氣喺其他冶金場景做惰性氣氛保護都好常見。凡係需要加熱金屬或合金並避免氧化嘅工序，都會用氮氣作保護性氣氛。例如，金屬熔煉、鍛造同熱處理過程，爐膛會充入高純度氮氣，隔絕外界氧氣，防止熱表面生成氧化物。正如權威定義所講，保護氣氛熱處理即係喺密閉爐膛充入惰性氣體（主要係氮氣）嘅工藝，其目的就係防止工件喺加熱過程中氧化脫碳zh.kindle-tech.combaike.baidu.com。實際應用中，氮氣有時仲會同氫氣等其他氣體配合使用，形成還原性或中性氛圍，視乎所需金相性能。總之，惰性氮氣氣氛保護係冶金許多環節嘅基礎操作，對提升成品質量同一致性至關重要。
粉末冶金
粉末冶金加工過程中，金屬粉末必須經高溫燒結成型，避免粉末氧化同確保緻密度係關鍵。氮氣通常用作燒結保護氣氛，防止鋼粉同氧化物反應，確保製品機械性能。同時，氮氣亦可用喺燒結氣氛控制上，維持爐內氣氛嘅穩定度，使粉末冶金產物具備均一嘅性能zh.kindle-tech.comgaspuscientific.com。而且，啲金屬粉末高碳鋼或者磁性材料燒結時，亦需要高純度氮氣氣氛防止氧化gaspuscientific.com。喺粉末冶金領域，氮氣不但用喺燒結時保護，仲可以用喺渣洗同爐體吹掃，保證生產安全同品質穩定。
未來趨勢與展望
隨住科技發展，氮氣喺冶金上嘅應用持續演進。一方面，制氮技術朝著智能化同節能化發展，PSA制氮機透過自動化控制系統運行，所需能量幾乎只係壓縮機消耗嘅電力，成本低而效率高gaspuscientific.com。另一方面，配合工業4.0概念，氮氣供應系統可實現在線監測與遠程優化調控，從而確保冶金生產線獲得穩定高純度氮氣。再者，為響應綠色生產需求，新技術上開始嘗試結合氮氣與其他惰性或可控氣體，形成複合保護氣氛，提高加工效率同節省能耗。綜合而言，喺冶金氣體應用方面，不斷有新材料、新工藝同自動控制方案湧現，將令氮氣喺鋼鐵及新材料領域嘅作用更加多元化、精準化。
