干式(機械泵)真空系統應用于RH工藝的實踐

2013-11-28 董榮華 重慶鋼鐵股份有限責任公司煉鋼廠

  介紹了干式(機械)真空泵系統在重鋼210tRH的應用,重點闡述了干式真空泵的設備運行情況及冶金效果實績。生產實踐表明,干式真空系統應用于RH,其冶金效果可達到或優于多級蒸氣噴射泵真空系統相同的工藝指標,脫[H]率達63.5%、極限脫碳能力10@10-6、能源介質消耗較多級蒸氣噴射泵真空系統低7.74元/t(鋼)。干式(機械泵)真空泵以電能為驅動能源,其運行不受蒸氣壓力、溫度的制約,可根據生產實際情況隨時起停泵,生產組織靈活。

  RH法是一種重要的爐外精煉方法,具有脫氣、脫碳、溫度補償、均勻鋼水溫度成分、去除鋼中夾雜物等功能。由于其精煉效果好、處理周期短,在煉鋼生產中獲得了廣泛應用。

  重鋼環保搬遷項目中,為了在產品結構及鋼材品質方面得到進一步提升,引進RH真空精煉技術。RH真空精煉技術自1959年開發至今,設備、工藝均已成熟,傳統RH工藝所采用的真空設備均為多級蒸氣噴射泵真空系統,但從國內外應用現狀發現,多級蒸氣噴射泵真空系統受到蒸氣的制約性較大,同時為遵行重鋼環保搬遷蒸氣高效回收和利用(建設分布式余熱發電站)的理念,對RH真空系統進行研究。

  經考察,目前國內、國外真空系統普遍采用兩種方式:多級蒸氣泵(廣泛應用于RH、VD、VOD)和干式(機械)泵(應用于極少小噸位的VD、VOD),對此兩種方式真空系統進行對比、論證,認為其可滿足RH工藝技術要求,為此,重鋼210tRH真空系統決定采用干式(機械泵)真空泵。

  重鋼210tRH運行7個月處理鋼水42萬t的生產實踐表明,干式(機械泵)真空系統應用于RH,其冶金效果可達到或優于多級蒸氣噴射泵真空系統,脫[H]率達63.5%、極限脫碳能力10@10-6、能源介質消耗較多級蒸氣噴射泵真空系統低7174元/t(鋼),干式真空泵以電能為驅動能源,其運行不受蒸氣壓力、溫度的制約,可根據生產實際情況隨時起停泵,生產組織靈活。

1、主要工藝參數及干式(機械泵)真空系統設備概況

  重鋼210tRH布置方式為三車五位、雙處理位形式,年處理鋼水能力約220萬t。真空泵采用機械羅茨泵和螺桿泵,67Pa時最大抽氣能力800kg/h,極限真空度達18Pa。真空泵系統、頂槍系統、液壓系統、鋼包臺車系統、加料系統、能源介質系統均采用PLC全自動化控制,并配置溫度控制預報模型、成分模擬計算模型、脫碳模型及廢氣紅外線分析儀。

  1.1、工藝參數

  重鋼210tRH主要工藝參數見表1。

表1 重鋼210tRH主要工藝參數

重鋼210tRH主要工藝參數

  1.2、干式(機械泵)真空泵系統

  真空泵是RH精煉裝備的必備設備之一,其抽氣能力大小、抽氣速率等工藝參數直接影響RH的正常運行及冶金效果。重鋼210tRH真空泵設計抽氣能力為67Pa時最大抽氣能力800kg/h,與國內使用蒸氣泵同噸位RH基本一致。

  重鋼210tRH干式(機械泵)真空泵系統由19組(1組備用)雙排并聯的干式(機械泵)真空泵組組成(見圖1),每組干式真空泵組由4臺機械泵組成(見圖2),第1級為1臺IDX1300螺桿泵(標準大氣壓下抽氣量1300m3/h);第2級為1臺SN7000羅茨泵(標準大氣壓下抽氣量8000m3/h);第3級為2臺HV40000羅茨泵(標準大氣壓下每臺泵抽氣量40000m3/h)。螺桿泵、羅茨泵以電能作為能源介質。

干式真空系統布置簡圖

圖1 干式真空系統布置簡圖

結論

  1)經過7個多月42萬t鋼的生產檢驗,重鋼210tRH干式(機械泵)真空泵系統運行正常。

  2)重鋼210tRH干式(機械泵)真空泵系統67Pa時最大抽氣能力達800kg/h,抽真空時間415min以內真空槽內壓力達67Pa,達到設計要求,并達多級蒸氣噴射泵的能力。

  3)干式(機械泵)真空系統應用于RH,其冶金效果可達到或優于多級蒸氣噴射泵真空系統相同的工藝指標,其脫[H]率達63.5%、極限脫碳能力10@10-6、鋼中T[O][30@10-6。

  4)干式(機械泵)真空系統設備運行穩定可靠。

  5)干式(機械泵)真空泵運行成本較多級蒸氣噴射泵低7174元/t(鋼)。

  6)干式(機械泵)真空泵較多級蒸氣噴射泵更加環保,生產組織更加靈活。