[发明专利]一种用于真空脱气冶炼炉的真空系统及其控制方法

说明书

本发明涉及一种用于真空脱气冶炼炉的真空系统，包括冶炼炉，所述冶炼炉通过真空主管与蒸汽增压泵连接，所述蒸汽增压泵与中央冷凝器连接，其特征在于所述真空系统还包括与真空主管连接的真空沉降罐，与真空沉降罐连接的罗茨机械真空泵，所述罗茨机械真空泵与牵引螺杆式真空泵相连，所述罗茨机械真空泵与第一中央冷凝器连接，所述真空沉降罐与蒸汽增压泵通过一切换机构与冶炼炉连接。本发明是在原有多级蒸汽喷射泵工艺系统中，在真空系统入口设置了一个旁路，利用机械真空泵替代原先前三级的蒸汽喷射泵，优化了工艺系统，使其系统运行时降低能源、提高运行效率，粉尘影响小、耗低等诸多优点。

技术领域

本发明涉及一种冶金行业中的脱气设备，特别是一种用于真空脱气冶炼炉的真空系统及其控制方法。

背景技术

在冶炼行业中，特种钢铁的转炉中需要对钢水进行真空脱气处理，即在一定真空条件下对钢水进行脱氧、脱氢、脱氮处理。上世纪五十年代，人们发现，钢水中的氢和氮会导致冒渣现象，从而导致钢水无法浇注或钢材轧制后产生废品，因此在精炼过程中必须对钢水进行真空脱气处理。在具有真空脱气功能的精炼设备中，VD/VOD装置和RH装置运用最为广泛。RH（真空循环脱气）装置是一种钢水吸入式循环处理的真空精炼方法，其真空室下部设有两支插入管，可插入下面钢水罐的钢液中，对其中一支插入管吹入惰性气体氩气（Ar），使钢液向上流动进入真空室处理，通过另一支插入管将钢水回流到钢水罐中，如此进行循环处理，其优点在于处理时间短、成本低、能够与转炉连铸匹配，因而大量应用与转炉工序。VD/VOD（真空脱气/真空吹氧脱气）装置则是将钢水罐放置在真空密封罐内进行真空处理，处理时间短、钢水处理量大。上述各种真空脱气冶炼炉都包括一真空系统，为一种可以抽真空的装置，安装在真空冶炼炉的排气设备出口，用以实现真空冶炼炉炉腔内的需要的真空效果。

在现有技术的真空冶炼炉中，大多使用多级全蒸汽喷射泵组成的真空系统作为循环气体处理设备，包括前端三级的增压蒸汽泵、后端二级的蒸汽喷射泵，以及三个蒸汽中间中央冷凝器，用于避免过多的水蒸汽对系统真空造成影响；也有一些使用全机械真空泵组成的真空系统作为真空脱气设备，包括前端二级或三级罗茨泵以及后端一级干式螺旋泵。

多级全蒸汽喷射泵组成的真空脱气系统，需要消耗大量的蒸汽，所述蒸汽的一般来源自转炉时产生的余热蒸汽和自备的燃煤锅炉产生的蒸汽。在水被加热变成蒸汽、蒸汽通过管道阀门输送，蒸汽喷射减压相变等过程中，蒸汽作为一种能源被消耗损失，能量的转换效率非常低，能源消耗巨大。而且，若是采用燃煤锅炉产生蒸汽，蒸汽及其冷凝水会夹带冲刷大量炉灰和精炼出来的有害物质溶入水中，以及生产过程产生的近120分贝的噪音，都会造成环境的重大污染。

全机械真空泵组成的真空脱气系统，不需要消耗蒸汽，而是采用电能驱动机械泵抽真空，其消耗的能量（转换成热量大卡）同比蒸汽喷射泵要节省了80%左右，但机械真空泵很难处理高温以及粉尘含量较高的气体，因此在采用机械真空泵作为真空冶炼炉的真空系统需要在系统之前配备真空布袋式过滤器以及降温装置，而且转炉产生的余热蒸汽不能得到充分利用，只能散失。该系统稳定性较差，故障率较高，而且成本较高，一套完整的机械真空泵的真空系统的生产成本比一套完整的蒸汽喷射泵的真空系统的生产成本要贵4-5倍左右。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于真空脱气冶炼炉的真空系统，将传统蒸汽真空系统和机械真空系统各自的优点相结合，有效解决了现有技术的真空脱气设备存在的能源浪费严重、环境污染严重、生产成本过高等技术问题。

为解决上述问题，本发明提供如下技术方案：一种用于真空脱气冶炼炉的真空系统，包括冶炼炉，所述冶炼炉通过真空主管与蒸汽增压泵连接，所述蒸汽增压泵与中央冷凝器连接，其特征在于所述真空系统还包括与真空主管连接的真空沉降罐，与真空沉降罐连接的罗茨机械真空泵，所述罗茨机械真空泵与牵引螺杆式真空泵相连，所述罗茨机械真空泵与第一中央冷凝器连接，所述真空沉降罐与蒸汽增压泵通过一切换机构与冶炼炉连接。