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钢水VD及VOD处理中的真空要求
发表时间:[2007-10-27]  作者:  编辑录入:admin  点击数:4330
 钢水真空脱气(VD)及真空氧脱碳(VOD)是二次炼钢中的两种主要处理法;处理中会从钢水逸出大量溶解杂质气体并产生金属细粉及氧化物粉尘,因而所用真空抽吸设备既要坚固耐用,又要有极大的抽力。已面世的最新干式机械真空抽瞬系统之所以比先前所用同种用途设备优越,就在于新系统粉尘处理效果更高、抽吸速度更快、生产成本及维护费用更低。
  对最新真空抽吸系统的需求 
  目前,无论是新建厂,还是老厂升级,对真空脱气处理的项目投资都在不断增加,原因是厂家们看准了投资带来的机遇:优化产品质量,推出独特的钢就可使产品升值。 
  出于经济原因,通常厂家们都用大设备进行大量钢水的脱气,因而一般都需要采用真空抽吸能力极大的真空设备。这样,设备运行时就会产生大量金属细粉及氧化物粉尘,因而操作极脏。   
  以前,很多真空处理是用运行急促的蒸汽喷射器或水环泵进行真空预抽,接着用几个蒸汽喷射器组抽到所需的真空度。这种系统向来就需大量维护、大量昂贵蒸汽,并需设蒸汽增压装置。  
  对油封真空泵,以前从未有人认为这种抽吸设备坚固得足以少花钱且用得顺手。但随着炼钢厂家们能耗开支及维护费用负矩越来越重,他们把目光都放在这种干式机械真空抽吸系统上指望靠它的更佳粉尘处理效果节省大量资金。
  与蒸汽喷射器相比,干式机械真空抽吸系统能大大节省生产和维护费用以及安装场地,同时还可提高抽吸能力、操作灵活性及总产量。大型罗茨式预抽真空泵粉尘容限设计得极高,因而它是机械真空抽吸系统的主力。
 钢水真空脱气处理是二次炼钢关键环节,其价值在于能迅速、有效清除钢水中溶解的杂质气体及减少钢水中溶解的碳量,从而使钢质量更佳,提高钢附加值。扩大其应用性。VDVOD是钢水真空脱气两种主要处理形式。
  钢水真空脱气处理法
  VD基本作业一般用15一20分钟,是在0.67mbar以内压力下进行。在这种状态下.钢水中溶解的氢及一氧化碳气体被吸入钢水上方大气排除。VD处理还助于清除易挥发的金属元素(Pb、Sn、As、Sb、Bi等)。
  处理后钢水中的残存气体含量一般极低,例如氢减到百万分之一。处理结束时用氩软吹还可使氧含量降到百万分之15。
  VD处理中必需按o.67mbar的压力排掉几十公斤/小时的空气。这样,就需要罗茨预抽真空泵为主的庞大分级泵组至少以几万m3/h的速度进行抽吸。
  真空氧脱碳法(VOD)一般用于降低高铬不锈钢中的碳含量。与此同时避免氧化造成的铬额外损失。VOD处理是往钢水中喷射纯氧,使溶于钢水中的碳变成一氧化碳(CO)及二氧化碳(CO2),从而“烧掉”碳。为避免铬损过高,—般是在80—200mbar压力下进行。处理当中产生的烟尘及金属细粉量极大,需用大型除尘设备捕集之。VOD操作压力所需的抽吸能力(速度)比VD的低得多,但仍需大型罗茨预抽真空泵。
  抽吸性能要求
  通常,钢水真空脱气抽吸系统的基本性能及参数如表1所示:                 
表1    钢水真空脱气抽吸系统基本性能及参数
    处理类型
    VD及VOD或只VD
一炉钢水(能力)
数以吨计的钢水
炉容
一般2~3m3/t
炉子空气外露量
一般10kg/min
初始抽吸时间
一般5~7min
VD处理压力
一般0.67mbar
VD吸入能力
一般l~2kg/h·t(20℃).约1250~2500m3/h·t
VD管路直径
一般800~1000mm
VD加于抽吸系统的烟尘负荷
一般很低
VD加于抽吸系统的烟气温度   
应≤60C
VOD处理压力
一般80—200mbar
VOD吸入能力                           
可变
VOD管路直径     一般800~1000mm
一般800~1000mm
VOD加于抽吸系统的烟尘负荷     
如果除尘差.可能很高
VOD加于抽吸系统的烟气温度   
应≤60℃
     
  为满足上表所列高速真空抽吸要求,系统应采用相当数量大型罗茨高真空抽吸泵.并需将它们恰当地分级排列,以保持每级两端适当压力比及达到足够的抽吸速度。特别是初级泵必需有充足的能力才能保证达到这两项指标。
  预抽所用初级泵的选择取决于许多因素,例如脱气方式、规模.现场可用设施及用户习惯等。
  预抽泵选择方案。VD对预抽的要求是在10一50mbar范围内保证稳定的适当抽吸速度。
  VOD对预抽的要求则是在200—400mbar范围内保证稳定的高速抽吸及能承受较高的粉尘负荷。
  干泵机组。罗茨预抽真空泵及干式爪形齿轮泵都属于泵机组。可保证VD高真空抽吸系统昕要求的预抽指标(10~50mbar下的最佳抽速)。即使VOD中产生大量粉尘干泵机组也能顺利处理好粉尘问题。在爪形齿轮泵方面已积累很多行之有效的操作经验。实践证明,干泵机组操作简便、安全可靠。然而对于大规格脱气系统,显然需用更大规格的干式预抽泵组。同时从经济角度来看。可能需考虑其它预抽方案。
  用液环泵预抽。用大型液环泵(水环泵)能为高真空系统创造极高的初抽能力,且极为经济可靠,因为液环泵能使高真空系统快速起抽及极强预抽。这种泵机用于压力较高的处理作业(例如VOD)上简便可靠,因而被炼钢业广泛采纳,多年来已成为蒸汽喷射器的替代设备。液环泵还对粉尘有相当大的容限,因为大部分粉尘可被密封水吸及收、排走。
  当然,VD或VOD采用水封式液环泵有其缺点,既密封用水量大及所达到的真空度受水温限制(容易产生气穴.对VD处理十分有害),因而需采取补救对策.例如在泵前设罗茨预抽泵等。
  大型干式排气机
  用大型干式排气机能比用其它干式泵机更便宜地保证极大压差。
  作为单机、大型干式排气机的真空极限(真空度)要比液环泵差(一般限于200mbar),需设两级气机才能满足钢水脱气的需要,这时所达到的真空极限已比液环泵更令人满意。干式排气机比液环泵优越,因为:1、水消耗最少(只需少量冷却水);2、无需设大的废水处理系统;3、操作性能不受水温影响。但大型干式排气机价格较高(一次投资可能比水环泵高一倍),且需较大安装场地。此外,大型干式排气机噪音可能很高,如不消音,可达100分贝。
   
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