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冶金行业今后的发展与前景1 使用机械泵的钢液真空处理

  近几年来,随着市场对优质钢需求的不断提升,钢液真空处理成为了钢铁冶炼中不可或缺的一个步骤。对钢液进行真空处理有如下好处:

  ◆ 降低钢液中的气体成分(H,N)含量;

  ◆ 净化提纯钢液;

  ◆ 降低碳含量。

  钢液真空处理所需的真空度根据真空处理形式的不同而各不相同,最常见的不外乎要求真空度达到0.5mbar的“深真空脱气”或“深真空自动脱碳”,或是要求真空度控制在80-150mbar之间的吹氧脱碳处理。

  现阶段广为人知并且在钢厂中广泛应用的传统的抽真空方式是使用蒸汽喷射泵进行抽真空。但是,蒸汽喷射泵的耗能巨大,维护困难,并且在很多情况下难以进行自动化控制。

  虽然人们在最初也考虑过使用机械泵进行真空脱气,但是由于早年间并没有大功率的机械泵,也就是说如果想要使用机械泵进行真空脱气就必须使用大量的泵,这意味着投资成本的大幅度提升以及所需空间的增大,再加上过去的机械泵耐用性不是很强,所以在很长的一段时间内,机械泵都没有被纳入工业真空处理的考虑范畴。但是到了近代,市场上出现了抽气能力可达到100000m3/h的机械真空泵。

  于是在1998年,Adrem Invest公司在世界范围内第一个将机械泵抽气技术应用在了钢液真空脱气处理当中。这套最早的设备由分3级的干式机械真空泵系统外加一个吹氧阶段使用的“湿式”水环泵组成,应用于一个12t VD/VOD的真空脱气系统。在吹氧条件下使用大型水环泵与干式机械泵系统一同工作这一方案是我们通过多年开发经验所得出的结果。事实证明这样的一个混合系统更加符合处理的实际需要并且可靠性更强。

  2 机械泵系统的能源消耗

  现以一个实际运行的150t VD真空脱气系统的实例来进行说明。

  这一系统由分4级的干式泵组成,包括:

  ◆ 4台作为主泵的干式螺杆压缩机;

  ◆ 4台带有预进气功能的罗茨泵;

  ◆ 4台个体抽气能力为26000m3/h的罗茨泵;

  ◆ 4台个体抽气能力为61000m3/h的大型罗茨泵。

  为了使抽到深真空的时间更短,这一抽气系统对在高压下(1000–200mbar)的抽气速度进行了优化。这一目标是通过重新配置真空泵,以一种不同的配置来安排抽气操作而完成的。

  真空度在1mbar左右时抽气速度的峰值约为230000m3/h(即300kg/h);大型罗茨泵的运作效率为94%。而这一系统在500mbar左右的抽气速度约为20000m3/h。这一高抽气速度即是重新配置VPS优化到达深真空速度的结果。

  这一系统的功能通过能预测以下信息的建模软件进行了实时VD处理条件的计算:

  ◆ VPS的实际抽气速度;

  ◆ 处理气体负荷;

  ◆ 由于除尘过滤设备以及管道所产生的压降;

  ◆ 处理真空度;

  ◆ 能源消耗。

  对于150t钢包大小的处理来说,所处理钢液吨钢的能源消耗为0.6kWh/t。

  而相同条件下一个同等的抽气能力为300kg/h的新型5级抽蒸汽喷射泵则需消耗12-15t/h的蒸汽。也就相当于每轮VD处理要消耗掉将近3mWh的能源。由此可见,使用蒸汽喷射泵的能耗为使用机械泵能耗的数十倍。

  3 机械泵系统最近的使用情况

  自1998年第一套系统问世以来,Adrem Invest公司为很多钢厂设计和安装了使用机械泵真空处理技术的钢液真空脱气系统。尤其是最近几年,公司的成果尤为丰硕。自2007年起,Adrem Invest公司开始为世界各地的工厂提供大包项目,并参与了从12t到250t不同种类的真空脱气设备(VD、VOD、RH)的调试工作。从2007年至今,Adrem Invest公司所建造的项目中只有一个100t VD项目中使用的一个泵出现了故障;而且由于泵系统本身的设计使系统在维修阶段也可以正常运行,所以这也没有对最终用户的生产产生任何的影响。

  4 结论

  在二次冶金流程中使用机械泵进行真空处理在钢铁行业中正渐渐成为一种潮流。相比于传统的使用蒸汽喷射泵的技术来说,这一新技术的优势是毫无争议的。除了大幅度降低能源消耗之外,其优势还包括:

  ◆ 灵活性——新型真空设备可以通过一键式的操作来进行启动或停止;

  ◆ 减少对环境的影响——进行真空处理时几乎不排放任何有害物质;

  ◆ 占地面积更小,节约空间;

  ◆ 低维护,高稳定性。(

点击数:862 发布时间:2014/4/30 14:10:29 【打印此页】 【关闭
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