用于VOD和VD—OB工艺的干式机械真空泵

　　圈不锈研究为这需要在VOD中把含碳量降~1]50ppm以下，铬含量有时高达30％。当含氮量的日标值也很低时★■★■，挑战更为严峻。有些超级铁素体钢种要求C+N总量

　　用于VOD和VD—OB工艺的干式机械真空泵,干式真空泵◆■★,干式螺杆真空泵,爪型干式真空泵■◆◆,涡旋干式真空泵,干式真空泵工作原理★★,干式变压器,干式双离合,干式地暖,scb10干式变压器

　　20ppm。只有当溶解的氧和硫较低时■★，才能使氮含量低■★◆◆■■。因此，仔细脱氧和渣处理是绝对必要的。要实现c+n+s低、铬收得率高和炉衬寿命长这一综合目标，必须用氩气进行强烈搅拌★◆◆★◆◆。氩流速始终高于氧流速2．5％，这样■■★，单位氩流量可能达到8升／分／吨钢水★◆■。部分装置的具体数据见表1◆■■■。有些新建的vod装置要在反应容器内对后燃一氧化碳、金属蒸气和粉尘颗粒进行全面控制。真空泵装置要对一氧化碳★■◆◆、二氧化碳、氩气★■◆◆、氮气◆★■、氢气以及泄漏空气造成的气体负荷进行安伞可控的处理。包括清除和收集在vod工艺过程中产生的大量粉尘★◆◆。3工艺特性v0d高真空阶段的抽吸能力一般为900～1200米／d,时／吨钢水，只有当泵的能力过剩★■★、快速排空、泵和反应器之问压力损耗过大◆★，或日后有扩容计划时★■★■，才需要加大抽吸能力。如果压力低于200hpa，且氧流量不超过25米／9钟时开始吹氧■■★◆，即使在vd阶段抽吸能力相当低，多数泵足以保证vod吹氧阶段的需求◆★■★◆◆。表11980年以来全世界使用机械真空泵的脱气装置沣：r-roots，rg一气体冷~[]roots，c-爪式泵■◆■◆■，s一螺杆，wrp一水环泵。．．34．．圈不锈研究大多数vod设备都是在10～17米／分钟的中速吹氧条件下工作，起吹压力为200一loohpa★■■◆，基本原因有三点★★◆■◆：·防止一氧化碳气泡在钢水表面过度饱和；·减少渣起泡■★；·减少吹氧和强烈氩搅拌造成的喷溅。提高吹氧量还需要钢包内有较大的净空◆■◆。吹氧量为10米／分钟时■★◆■★★，需要l米的净空，对于真空钢包和转炉，当吹氧量超过17米／分钟★◆★■◆★，氩流量达到氧气流量的2．5％～5％时，该数值需要提高到1．2～1．5米■★★◆，甚至更大。泵系统面临的挑战是在该阶段保持真空压力处于高位◆★★■■，保证稳定的抽吸能力◆◆■■。吹氧阶段，氧冲击区cr／c浓度比，随着含碳量降低而升高■★★★■。在降低吹氧量★■★■★，氩流量保持不变的情况下，ar／o，比升高■★，降低压力，可以限制铬氧化◆★★。否则，铬的过度氧化需要大量还原剂★◆■★◆，这会造成渣量过多，使最终脱气更加困难★★。最终吹氧阶段的特点是，降低吹氧量(

　　50hPa时★★■◆◆，限制用氧★■。而且，水中不允许有溶解的一氧化碳，供水系统必须封闭通风。5除尘与除尘设备任何机械泵装置只是在气体冷却、气体干燥■◆◆◆、除尘和除尘设备系统中使用效果才会好★◆◆。根据吹氧量和二次燃烧程度■◆■■■★，VOD处理过程中★★■■◆，在标准温度和压力下STP(5～10千克／吨)会产生50100克／米粉尘和高温废气。水环泵不能解决气体冷却和除尘的问题。水环泵入口的废气温度太高。多数情况下，泵房距线米之间。因此，为了避免粉尘堆集，连接管的尺寸必须满足气体冷却、压力损耗低和高速气流的要求。如果使用水环泵，所有的粉尘都将进入泵中◆■★★，使其成为一个污泥发生器，需要对水进行不问断地过滤和加压。在真空室近旁第一根弯管处装一根大口径立管，让充满灰尘的气体从中流过可以减轻粉尘污染。废气流速被减慢，气体稍加冷却后■◆◆，大颗粒粉尘下沉。这种装置在电弧炉、RH~HVOD装置上很常用，它们是利用蒸汽喷射器充当真空泵★★◆★★◆。这种“捕尘器◆◆★◆◆◆”对干式机械真空泵具有同样优势■■★★★。不过，由于这种捕尘器紧挨炉子，不是解决气体充分冷却和彻底除尘的最终解决方案。要想使含尘气体进一步冷却，旋风集尘器和布袋式过滤器是必不可少的。这种装置在操作过程中还必须做到低压降■◆★◆★★，

　　0．1hpa★■，过滤器带负荷清理，连续或分批收尘，并要考虑vod／vcd／vd处理过程中的不同工艺阶段和压力等级■◆。二次燃烧程度越高◆◆◆◆★，气体越难冷却。但是◆◆，谨慎地提高二次燃烧程度将有助于降低过滤袋中．35—圈圈不锈研究吹氧期间可以处理大量的废气。但这时预冷泵处于噪音和电力需求高峰期。除了图2所示的干式泵配置图外，还有许多先进的钢水脱气脱碳设备使用油封(旋转叶片)泵作为三级泵系统的初级泵。它们的内压缩比高于干式螺杆泵。不过，它们不是最佳解决方案，因为它们的维护任务繁重而且废弃物处置受限。尽管气体经过过滤◆■■，但是★★◆★■，油有时会与潮湿的烟气、金属蒸气和细粉尘接触◆■■，必须每周更换，很 可能会对环境造成严重污染 。 6 工 艺控 制 根 据vod和vodc的使用经验 ，喷吹量和搅 拌速度等基本工艺参数 、升温情况 和化学元素收 得率都应该 以文件形式存档备查 。 但是 ★★★，为了控制生产过程 ，并 以尽可能低 的 操作成本实现 目标质量 ◆■★★■★，则要用冶金模型 。这种 模型可根据铬损耗 、温降 ★◆■、内衬磨损 、脱硫及对 最终脱气的影响等因素 ★★◆■★，优化造渣剂 的添加量 ■★★， 节省添加剂 。 废气 同步分析对控制二次燃烧很有必要■◆■■★。 例如 ，在初级机械真空泵进行废气流量控制 的同 时 ■★◆★■，可 连续监 控含碳 量是 否平 衡 ( 专利在 申请 中 ) ◆◆◆■★■。 由于使用 了这样的工艺模型和干式机械真空 泵 ，许多工艺步骤~i]vcd的吹氧期 、过 吹、止沸 期 、渣还原和最终脱硫脱碳可 以连续进行 ◆◆，取样 或测温都不需要 中断线 改造 使用vd工艺 进行铝静钢脱 气的真空设 备都 可以用于以vc d工艺生产的半静钢或沸腾钢的脱 气 ◆■★■◆■，以实现低氧或低碳 的 目的。如果先经过钢包 炉处理且渣况好 ，真空脱气还可以降低硫含量 。 因此 ，采用lf—vcd—vd工艺路线 ，可以生产超低 碳钢 ◆★◆■★，低碳铝静钢或无 间隙钢。 根据vd—ob或vcp—ob ( rh—ob ) ■■◆◆★★、vod工 艺的要求 ，高铬合金钢需要 吹氧辅助脱碳时 ◆◆◆★■，可 以通过以下措施对现有的真空设备进行改造 ： · 真空炉盖上加氧枪 ◆■■★； · 炉盖顶部 中央添料 口加真空密封锁 ； · 扩大钢包净空■★◆■； · 增强喷溅保护和隔热装置 ，最好在耐火材 料的中心块加水冷元件 ； · 提高吹氩量至8升／分钟／吨■★◆■■◆； · 在靠近真空室的抽气管道上加装粉尘捕集 装置 ； · 吹氧阶段用的旋风除尘器 ； · 提高真空室附近抽气管道 中的废气冷却速 率 ； · 根据情况 ，加装抽气管旁路 ，避免延长吹 氧期内 ( 40 ～7o分钟 ) 不运行的泵 出现风铣 ； · 废气分析仪 ，至少要对一氧化碳 、二氧化 碳 ■◆◆◆■★、氢气 、氧气进行分析 ，最好还要包括水 ★◆★、氮 气和氩气 ； · 紧急情况下真空室充氮通风的可能性 ； · 通过泵装置内热交换器或管 ，实现气体 充 分冷却。 8 小结 干式机械真空泵表明它们可以用于最大炉容 为230吨的工业真空脱气装置 ( vd，vcd■■◆★★■，vcp ) 和最大炉容为 100吨的真空脱碳装置 ( vod，vd— ob ) ，吹氧量可达20米 ／分钟 ■◆，氩气搅拌速度8升 份 钟／吨钢水。 真空过程 中的氧化必须应对气体流量大 、气 体温度高和粉尘量大 的特点 ★■★◆◆★。因此气体冷却 和有 效除尘也是每个真空泵系统必备 的■■。 在机械真空泵解决方案 中，只有喷吹阶段用 的水环泵不能完全满足在最低压力下 的操作 、氧 化一还原的平稳过渡和除尘 的要求。 好 的解决方案只能靠干式泵 ，它们通过在气 体 、粉尘和高温等极端条件下的工业验证★◆■■。这种 配置是安全可靠的。 综合冶金模型 ■■■、废气分析和废气流量控制后 ， 大大减少了操作员的工作量，达到了预期 目标。 vd—ob和rh一0 b工艺 同样可以用于低合金 、 超低碳钢 ■■★◆、低碳铝静钢和无间隙钢。 编译 自 《国际钢时代 》2011．10 p23 ～26 ． 3 7 ．