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机械真空泵是否适合于双管循环真空除气工艺 (RH)?

经过最初的犹豫不决之后,客户开始用机械真空泵取代钢水脱气应用中的蒸气喷射器,如今机械真空泵已成为真空脱气应用中的先进技术,并且越来越多地用于真空氧气脱碳装置。

 尽管早期可能有人担心机械真空泵是否适合生产过程,但其可靠性已在全球钢铁行业中得到了证明,其中有很多生产周期非常长。其优势显而易见:尽管初始投资较高,但可通过显著降低拥有成本和减少停机时间快速获得回报,同时,更低的碳足迹可应对现代钢厂在满足环境问题和立法要求方面的要求。

蒸气喷射器是否是 RH 工艺的正确选择?

对于双管循环真空除气 (RH),情况略有不同。该系统所需的抽气能力通常非常大,需要全天候连续生产,通常用于双除气装置。经过 RH 处理的钢水一般来自氧气转炉,在冷却炉中气体的同时会产生副产物蒸气。由于可在低工艺压力下供应蒸气并满足更高的性能要求,蒸气喷射器可能是一个不错的选择。尽管如此,面向 RH 工艺的干式机械泵的市场仍在不断发展。

机械真空泵是蒸气喷射器的有效替代选择,自 2009 年以来已证明其在生产中的可靠性。促成变革的主要动力是更低的拥有成本和更低的碳足迹。

钢水脱气应用中的真空任务是什么?

VD (VOD) 和双管循环真空除气 (RH-OB) 精炼站示意图

VD (VOD) 和双管循环真空除气 (RH-OB) 精炼站示意图

在二次冶金中,真空处理有一个共同点,即通过降低分压,低压除去钢水中的氮气和氢气等杂质。这种反应发生在熔池表面,有时借助氧气来脱碳。真空泵的性能要求主要取决于工艺气体流量,但也取决于辅助气体(比如用于搅拌的氩气)、摄像头保护气体、氧气吹炼(如适用)以及精炼站的泄漏率。第二个参数是泵在工艺压力下的停机时间,这是为了保持较短的冶炼时间、使钢水温度处于适合铸造的正确范围内以及保持生产流程。真空罐除气装置 VD (VOD) 和 RH (RH-OB) 的真空任务在某些方面是相似的(图 1)。工艺时间通常为 20 分钟,工艺压力为 0.5 Torr (0.67mbar),对于空容器或空罐,预期的泵停机时间为 5 到 6 分钟。性能要求的主要区别是:

  • 工艺压力下:在 RH 处理中,热钢水循环经过通气管,大面积的熔融金属在工艺过程中暴露于真空。与 VD 相比,这导致在工艺压力下需要更高的抽吸速度。
  • 对于抽空操作:在 RH 除气装置上,每吨脱气钢水的排空量较小。在 VD 中,盛有热钢水的钢包放置在罐中,使用盖子密封。钢包本身尺寸非常大,因为它需要自由空间进行炉渣发泡等反应。钢包周围的罐容积也必须排空。在 RH 中,热钢水被提升到圆柱形容器中,这减少了要排空的空容积。这两种处理都利用过滤器的容积进行预排空,从而通过压力平衡缩短抽空时间。