RH精煉爐真空系統(tǒng)提速及穩(wěn)定性的研究

趙岳

摘 要：為了提高RH精煉爐抽真空速度及穩(wěn)定性，對(duì)影響設(shè)備正常使用的難點(diǎn)進(jìn)行分析，逐步攻克難關(guān)，大大提高設(shè)備使用穩(wěn)定性，解決了RH精煉爐抽真空速度慢的設(shè)備瓶頸，為生產(chǎn)穩(wěn)定順行奠定基礎(chǔ)，降低生產(chǎn)及維護(hù)成本。

關(guān)鍵詞：抽真空;噴嘴;蒸汽調(diào)節(jié)閥

1 引言

RH精煉爐是一種利用真空環(huán)境進(jìn)行脫碳的二次精煉方式，是爐外精煉的重要手段之一，它具有生產(chǎn)成本低、精煉效果好、生產(chǎn)時(shí)間短等特點(diǎn)[1]，是高附加值鋼種的重要生產(chǎn)方式。真空泵系統(tǒng)是RH裝置的核心系統(tǒng)，抽真空的速度和穩(wěn)定性直接影響著產(chǎn)量的釋放。馬鋼300噸RH精煉爐于2007投產(chǎn)，在投產(chǎn)后的生產(chǎn)過(guò)程中，始終存在許多問(wèn)題，特別是本處理抽真空速度始終在7分鐘以上，且一直存在內(nèi)泄事故。所以，鋼區(qū)公關(guān)組對(duì)真空泵系統(tǒng)中影響抽真空速度的因素和產(chǎn)生內(nèi)泄故障的因素進(jìn)行了全面分析，攻克相關(guān)難點(diǎn)，提高抽真空速度和真空系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2 真空系統(tǒng)介紹

該鋼廠RH精煉爐采用雙室平移交替式、雙處理工位、真空室整體吊換型式，真空系統(tǒng)主要由真空泵系統(tǒng)、真空室系統(tǒng)2部分組成（見圖1）。

2.1 真空泵系統(tǒng)由蒸汽噴射泵、冷凝器及熱井罐系統(tǒng)組成

（1）真空蒸汽噴射泵由泵主體及其內(nèi)部的拉瓦爾噴嘴組成。真空蒸汽噴射泵其作用是將動(dòng)力介質(zhì)蒸汽進(jìn)行加速，將噴射速度提高至超音速，從而形成負(fù)壓。真空蒸汽噴射泵相互串聯(lián)，沒有中間冷凝器。必要時(shí)，可以將并聯(lián)的噴射泵用真空止回閥隔離開。

（2）冷凝器是圓形的鋼板結(jié)構(gòu)，有中凹的頂部和出口。冷凝器下方安裝管道，連接在冷凝器出口與熱井罐之間。冷凝器配置有一個(gè)噴水系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)內(nèi)安裝有各種特殊設(shè)計(jì)的水噴嘴，以便在逆流冷凝器內(nèi)將水均勻地噴淋在表面。這些噴嘴以管子布置方式法蘭連接或螺紋連接。整個(gè)系統(tǒng)連同管子和各種噴嘴布置在冷凝器頭部。冷凝器的作用是將真空蒸汽噴射泵抽來(lái)的混合氣體進(jìn)行降溫，同時(shí)還具有除塵作用。

（3）熱井罐是鋼制的橢球型罐體，其功能是收集從冷凝器排出的水，達(dá)到循環(huán)利用的目的。熱井罐配置一套水位探測(cè)裝置，用于測(cè)量水位。

2.2 真空室系統(tǒng)由真空槽及熱彎管組成

（1）在真空槽的上部，有一個(gè)緊密連接的真空插槽，用作合金料入口。與合金添加系統(tǒng)的連接采用特殊設(shè)計(jì)的一個(gè)真空密封的氣動(dòng)膨脹接頭。真空槽上段頂部設(shè)置一個(gè)真空法蘭，用于連接水冷彎頭。真空槽每個(gè)內(nèi)表面上都布置有支撐環(huán)和錨固件，用于固定耐火材料。真空密封法蘭密封焊接在真空槽表面上。真空槽下部連接有浸漬管（分上升管和下降管），生產(chǎn)時(shí)浸漬管插入鋼水內(nèi)，插入管的尺寸是按照可變循環(huán)速度設(shè)計(jì)的，即正常循環(huán)速度和必要時(shí)加快的循環(huán)速度。在上升管內(nèi)設(shè)置兩個(gè)提升氣體環(huán)，每個(gè)環(huán)有8個(gè)噴吹管。通過(guò)4根獨(dú)立的提升氣體控制線控制和監(jiān)視提升氣體量。整體式真空室配置有耳軸和支撐，以便在處理位和維修區(qū)進(jìn)行更換。

（2）熱彎管是U型的，用來(lái)連接真空槽和抽氣管道。在熱彎管的法蘭與真空室配對(duì)法蘭以及氣體冷卻器法蘭之間，有真空密封圈。依靠熱彎管的重量實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的密封。熱彎管的密封法蘭采用水冷。

3 真空泵運(yùn)行過(guò)程中遇到的困難

RH精煉爐真空系統(tǒng)自投產(chǎn)以來(lái)，抽真空速度長(zhǎng)期維持在7分鐘以上，且多次出現(xiàn)內(nèi)泄事故。隨著生產(chǎn)節(jié)奏不斷加快，為提高產(chǎn)量，需要更快的抽真空速度，降低每爐鋼水的處理時(shí)間;為保證質(zhì)量，需要更多的時(shí)間對(duì)鋼水成分進(jìn)行微調(diào)，更精密的對(duì)鋼水成分進(jìn)行調(diào)整。兩大難點(diǎn)嚴(yán)重制約了產(chǎn)能釋放，為解決這兩個(gè)問(wèn)題，主要采用以下方法：

（1）抽真空速度長(zhǎng)期維持在7分鐘以上：本處理時(shí)，從E5、E5a真空泵打開，到E1真空泵打開，其時(shí)間的快慢便是抽真空的快慢，抽真空的時(shí)間長(zhǎng)期在7分鐘以上，對(duì)產(chǎn)能釋放產(chǎn)生阻礙。

通過(guò)對(duì)真空系統(tǒng)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)抽真空的速度與蒸汽供應(yīng)有很大關(guān)系，其壓力、溫度及流量都與抽真空息息相關(guān)。通過(guò)長(zhǎng)期間研究發(fā)現(xiàn)，

真空泵蒸汽供應(yīng)速度偏慢，這又與蒸汽調(diào)節(jié)閥的開度有很大關(guān)系，所以加快蒸汽調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)速度成了關(guān)鍵。對(duì)蒸汽調(diào)節(jié)閥閥體進(jìn)行研究，在不更換閥門的前提下，改換動(dòng)力氣源走向，增加提速裝置，從而加快閥門調(diào)節(jié)速度。

（2）內(nèi)泄事故：在真空泵運(yùn)行過(guò)程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)真空度抽不下來(lái)的情況，同時(shí)在外部找不到漏點(diǎn)，由此判斷真空泵產(chǎn)生了內(nèi)泄故障。打開檢查，經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)是噴嘴中間連接法蘭的密封墊圈損壞，從而使得動(dòng)力介質(zhì)成為負(fù)載，導(dǎo)致真空度下不來(lái)。為徹底解決此類故障，對(duì)噴嘴結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)噴嘴是由前管和噴嘴兩部分組成，我們稱為分體式噴嘴（見圖2），中間由法蘭連接，中間由金屬纏繞墊進(jìn)行密封，而長(zhǎng)時(shí)間在高溫下，金屬纏繞墊易損毀，一旦損毀則會(huì)出現(xiàn)內(nèi)泄事故。為杜絕此類內(nèi)泄事故，決定取消法蘭連接，將分體式噴嘴改為整體式噴嘴（見圖3），從而減少內(nèi)泄點(diǎn)，提高真空系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4 使用效果

（1）加快了抽真空的速度： 優(yōu)化改造完成后，真空泵系統(tǒng)抽真空速度縮短1.5分鐘，滿足快速生產(chǎn)節(jié)奏需要，同時(shí)，理論上可以多處理18萬(wàn)噸鋼水

（2）減少了內(nèi)泄事故：優(yōu)化改造完成后，真空系統(tǒng)沒有再出現(xiàn)內(nèi)泄事故，提高了設(shè)備穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

[1]常長(zhǎng)志，陳永金.提高1號(hào)RH爐真空度的實(shí)踐[J].柳鋼科技，2012（02）.

[2]陶振興.提高1號(hào)RH爐真空度的實(shí)踐[J].柳鋼科技，2012（02）.