从地位上说，氧气顶吹转炉技术的核心前置科技，就是工业级空气分离设备。

历史上，第一台真正意义上的制氧机诞生于1903年末，应用于金属的气焊和切割，后来随着氮肥工业高速发展，逐渐对氮气产生极大需求，制氧机开始生产氧气与氮气，改名空气分离设备。

空气分离设备工作原理非常简单，利用液态氧气与液态氮气沸点不同，对空气进行低温处理，精馏分离，最终得到高纯度氧气与高纯度氮气，以及其他有用气体。

目前，全世界还没有一台真正意义上的工业级空气分离设备，所有空分设备还处于小型水平，其氧气产量为每小时5—10立方米左右，远远无法满足大规模氧气炼钢的需求，达不到工业级标准。

2t级氧吹炉氧气消耗量约为每吨金属1.5立方米/每分钟，冶炼时间为20分钟左右，总耗氧量高达60立方米。

一边是180立方米的泳池，一边是每小时5—10立方米左右的小水管，两者之间的差距达到36—18倍区间，不可谓不大。

想要达到氧气炼钢的标准，空分设备氧气产量必须提升两个数量级。

余华目标是研制出每小时氧气产量达到1000立方米以上的空分设备，如此，方可满足计划之中的2t级实验氧吹炉。

不过，当务之急还是先搞定氧枪。

空气分离设备是氧吹炉技术的核心前置科技，而氧枪以及耐火材料是氧吹炉本身的核心技术。

一环扣一环，每一个地方都不能马虎。

办公室内，余华伏案工作，面容认真，双手拿着笔和工具在图纸上不断作图，这是三孔氧枪喷头法兰零件的设计参数和尺寸数据，为了满足供氧强度和压力，喷头法兰零件的材质采用铸铁和电炉钢两种，经过埋弧焊工艺实现密封和连接。

法兰零件图纸画出，余华启用思维计算机，眼神透出一抹绝对理性的色彩，脑海之中构建法兰零件的数学模型，而后载入基准材料和结构，以及高压氧气数据，接着开始计算模拟。

计算模拟铸铁法兰和电炉钢法兰的炉内工作状况和数据。

这是余华独一无二的优势，无数科学家梦寐以求的能力。

数学模型中，一股高压纯氧沿中心管高速前进，似如湍流般汹涌澎湃，来到喷头法兰部位后，对铸铁材料的法兰施加巨大压力。

铸铁虽然不及电炉钢，但也能轻松承受这股高压气态纯氧所产生的压力，在铸铁法兰工作一秒后，数学模型引入新的变量因素——炉内工作环境。

火红色转炉出现，高达一千多摄氏度的钢水，时时刻刻向外释放高额热量，空气迅速升温加热，笼罩采用铸铁材料制作的法兰。

“咔擦！”在低温冷却水和高温热浪双重影响下，铸铁迅速产生变化，强度和硬度以肉眼可见的速度降低，仅仅过了十数秒，铸铁法兰产生一道裂纹，高压纯氧和低温冷却水随即泄露。

数学模型计算终止。

“铸铁不行，看来只能用电炉钢了。”余华对于铸铁法兰的模拟数据并不意外，面色平静，脑海分析这些模拟计算数据后，给出一个初步结论，而后开始进行电炉钢材料的法兰数学模型计算。

铸铁和电炉钢两种材料的力学性能明显不同，而余华之所以要做两种数学模型计算的缘故，只为了查看铸铁材料能否满足使用。

莫得办法，根据地穷，中华穷，铸铁成本和电炉钢成本完全是两个概念，如果铸铁材料能满足法兰盘的使用环境，那就没有必要耗费珍贵的电炉钢。

可惜，铸铁法兰的结果没有令余华惊喜。

数学模型计算再次启动，高压纯氧和炉内工作环节等等现实变量因素出现，这一次，采用电炉钢材料的法兰盘，在近乎真实环境下稳定运行，工作时间达到十个小时以上。

“材料力学数据合格，安全压力余量充足，在有冷却水的情况下，电炉钢法兰能长时间运行，在没有冷却水的情况下，大概十分钟就会因为高温而改变自身材料特性，不过，十分钟已经足够喷头损毁几百次。”跑了一遍动态计算模拟的余华，得出电炉钢法兰的材料力学数据和各项参数，退出消耗巨大的思维计算机模式，默默思索。

这份计算数据表明，法兰设计没有问题，必须采用电炉钢材料。

喷头法兰搞定，整个氧枪研制项目基本宣告结束，余华在图纸上标注零件规格和材料要求，而后打开装满数十份设计图纸的抽屉，将这张法兰设计图折叠整理，放入其中。

抽屉里这些设计图纸全是关于氧枪的图纸，包括整体三视图、喷头设计图纸、枪身设计图纸等等，千万别以为数十份很多，事实上，这个年代搞技术开发的工程师和学者，图纸消耗动辄几十上百公斤。

是的，几十上百公斤。

这还不算多，如果是那种超高难度且结构复杂的工程项目，图纸消耗量甚至能达到吨级标准。

对比同时代的同行们，余华这几十份图纸，已经算超级勤俭节约的级别。

而这些，全都依赖于思维计算机和思维近似物理系统。

“氧枪算是搞定了，趁着现在还有精力，研究一下空分设备。”余华放好图纸，心思由氧枪转移到空分设备上，稍微休息一会儿，接着取出一张空白图纸摆放于桌面。

整个人面容有些严肃，右手执笔，在旁边草稿纸写出空分设备的工作原理和制氧流程。

原理为利用氧气与氮气不同的沸点进行制氧，制氧流程大致分为压缩—净化—换热—制冷—精馏。