RH精煉爐真空系統提速及穩定性的研究

趙岳

摘 要：為了提高RH精煉爐抽真空速度及穩定性，對影響設備正常使用的難點進行分析，逐步攻克難關，大大提高設備使用穩定性，解決了RH精煉爐抽真空速度慢的設備瓶頸，為生產穩定順行奠定基礎，降低生產及維護成本。

關鍵詞：抽真空;噴嘴;蒸汽調節閥

1 引言

RH精煉爐是一種利用真空環境進行脫碳的二次精煉方式，是爐外精煉的重要手段之一，它具有生產成本低、精煉效果好、生產時間短等特點[1]，是高附加值鋼種的重要生產方式。真空泵系統是RH裝置的核心系統，抽真空的速度和穩定性直接影響著產量的釋放。馬鋼300噸RH精煉爐于2007投產，在投產后的生產過程中，始終存在許多問題，特別是本處理抽真空速度始終在7分鐘以上，且一直存在內泄事故。所以，鋼區公關組對真空泵系統中影響抽真空速度的因素和產生內泄故障的因素進行了全面分析，攻克相關難點，提高抽真空速度和真空系統的穩定性。

2 真空系統介紹

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，真空系統主要由真空泵系統、真空室系統2部分組成（見圖1）。

2.1 真空泵系統由蒸汽噴射泵、冷凝器及熱井罐系統組成

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

（2）冷凝器是圓形的鋼板結構，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。冷凝器配置有一個噴水系統，這個系統內安裝有各種特殊設計的水噴嘴，以便在逆流冷凝器內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。整個系統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的混合氣體進行降溫，同時還具有除塵作用。

（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，達到循環利用的目的。熱井罐配置一套水位探測裝置，用于測量水位。

2.2 真空室系統由真空槽及熱彎管組成

（1）在真空槽的上部，有一個緊密連接的真空插槽，用作合金料入口。與合金添加系統的連接采用特殊設計的一個真空密封的氣動膨脹接頭。真空槽上段頂部設置一個真空法蘭，用于連接水冷彎頭。真空槽每個內表面上都布置有支撐環和錨固件，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），生產時浸漬管插入鋼水內，插入管的尺寸是按照可變循環速度設計的，即正常循環速度和必要時加快的循環速度。在上升管內設置兩個提升氣體環，每個環有8個噴吹管。通過4根獨立的提升氣體控制線控制和監視提升氣體量。整體式真空室配置有耳軸和支撐，以便在處理位和維修區進行更換。

（2）熱彎管是U型的，用來連接真空槽和抽氣管道。在熱彎管的法蘭與真空室配對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現系統的密封。熱彎管的密封法蘭采用水冷。

3 真空泵運行過程中遇到的困難

RH精煉爐真空系統自投產以來，抽真空速度長期維持在7分鐘以上，且多次出現內泄事故。隨著生產節奏不斷加快，為提高產量，需要更快的抽真空速度，降低每爐鋼水的處理時間;為保證質量，需要更多的時間對鋼水成分進行微調，更精密的對鋼水成分進行調整。兩大難點嚴重制約了產能釋放，為解決這兩個問題，主要采用以下方法：

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

通過對真空系統進行研究，發現抽真空的速度與蒸汽供應有很大關系，其壓力、溫度及流量都與抽真空息息相關。通過長期間研究發現，

真空泵蒸汽供應速度偏慢，這又與蒸汽調節閥的開度有很大關系，所以加快蒸汽調節閥的調節速度成了關鍵。對蒸汽調節閥閥體進行研究，在不更換閥門的前提下，改換動力氣源走向，增加提速裝置，從而加快閥門調節速度。

（2）內泄事故：在真空泵運行過程中，有時會出現真空度抽不下來的情況，同時在外部找不到漏點，由此判斷真空泵產生了內泄故障。打開檢查，經常會發現是噴嘴中間連接法蘭的密封墊圈損壞，從而使得動力介質成為負載，導致真空度下不來。為徹底解決此類故障，對噴嘴結構進行了研究，發現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行密封，而長時間在高溫下，金屬纏繞墊易損毀，一旦損毀則會出現內泄事故。為杜絕此類內泄事故，決定取消法蘭連接，將分體式噴嘴改為整體式噴嘴（見圖3），從而減少內泄點，提高真空系統的穩定性。

4 使用效果

（1）加快了抽真空的速度： 優化改造完成后，真空泵系統抽真空速度縮短1.5分鐘，滿足快速生產節奏需要，同時，理論上可以多處理18萬噸鋼水

（2）減少了內泄事故：優化改造完成后，真空系統沒有再出現內泄事故，提高了設備穩定性。

參考文獻：

[1]常長志，陳永金.提高1號RH爐真空度的實踐[J].柳鋼科技，2012（02）.

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