CN102154535A

CN102154535A - 真空度节气调节系统

Info

Publication number: CN102154535A
Application number: CN 201110074750
Authority: CN
Inventors: 方杞青; 任彤; 张钰; 傅登峰; 陈亚文; 吴建龙; 曹海玲; 张明
Original assignee: China National Heavy Machinery Research Institute Co Ltd
Current assignee: China National Heavy Machinery Research Institute Co Ltd
Priority date: 2011-03-28
Filing date: 2011-03-28
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2031-03-28
Also published as: CN102154535B

Abstract

本发明涉及钢液炉外精炼技术领域，特别是一种针对水蒸汽喷射泵的真空度节气调节系统，它包括若干级增压泵、两级喷射泵、两级辅助喷射泵和三个冷凝器，其特征是：若干增压泵依次连通，最后一级增压泵与第一冷凝器直接连通，第一冷凝器通过第一喷射泵和第二冷凝器一个端口连通，第一冷凝器通过第一辅助喷射泵和第二冷凝器的另一个端口连通，第二冷凝器通过第二喷射泵与第三冷凝器的一个端口连通，第二冷凝器通过第二辅助喷射泵与第三冷凝器的另一个端口连通；在最后一级增压泵、第一喷射泵和第一辅助喷射泵的喷嘴处安装真空度节气调节装置。该系统根据工艺要求调节真空度，节省原料，满足精炼工艺。

Description

真空度节气调节系统

技术领域

本发明涉及钢液炉外精炼技术领域，特别是一种针对水蒸汽喷射泵的真空度节气调节系统。

背景技术

水蒸汽喷射泵是RH（钢水真空循环脱气工艺，1959年西德鲁尔钢公司(Ruhrstahl)和海罗尔斯公司(Heraeus)共同开发，取其公司的第一个字母将这种工艺称为RH），VD（Vacuum decarburization），VOD（Vacuum Oxygen decarburization）等各种真空精炼的关键设备，它的作用是将处理的钢液环境抽成高真空状态，最高可以达到67Pa左右；现有公知的技术是：在钢液处理过程中，所能维持的真空度是由各级泵所能达到的工作能力来保证，无法进行调整，同时由于所炼钢种的含气量不同，即真空泵的工作负荷不同，真空泵无法准确稳定在工艺所需的真空度。

无真空度调节的弊端是：在某些精炼工艺中，如吹氧脱碳、真空加料等，需要在10~20KPa的真空度下进行，而我们的辅泵全启时，真空度最高可以达到5KPa左右，而且处理时的真空度会因为钢水中的废气、环流气体及各种保护气体的变化而变化，如果在此真空度下进行上述的精炼工艺，会将吹入的氧气、加入的小颗粒合金料等被真空泵抽走，就需要补充更多的精炼原料，使得真空精炼的时间延长，对整个工艺流程产生不利的影响；同时由于消耗了较多的氧气、合金，使得产品的成本增加。同时在VD中，如果开启辅泵抽气时间过短，会使真空罐中的钢液产生“沸腾”而产生溢钢，对相关设备造成破坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种真空度节气调节系统，以满足各种精炼工艺要求，节约工作蒸汽、氧气、氩气等，使精炼的节奏更为紧凑，使工艺流程更加顺畅，单位时间内出钢率更高，经济效益更好。

本发明的技术方案是：真空度节气调节系统，它包括若干级增压泵、两级喷射泵、两级辅助喷射泵和三个冷凝器，其特征是：若干增压泵依次连通，最后一级增压泵与第一冷凝器直接连通，第一冷凝器通过第一喷射泵和第二冷凝器一个端口连通，第一冷凝器通过第一辅助喷射泵和第二冷凝器另一个端口连通，第二冷凝器通过第二喷射泵与第三冷凝器的一个端口连通，第二冷凝器通过第二辅助喷射泵与第三冷凝器另一端口连通；第一喷射泵和第一辅助喷射泵的喷嘴处安装真空度节气调节装置；第二增压泵或第三增压泵的喷嘴处安装真空度节气调节装置。

所述的第一喷射泵和第一辅助喷射泵的喷嘴处全部或部分安装真空度节气调节装置。

所述的第二增压泵、第三增压泵的喷嘴处安装真空度节气调节装置。

所述的真空度节气调节装置包括气动薄膜执行机构、调节针、定位器和密封圈，调节针尾部与气动薄膜执行机构固定连接，并设置有密封圈，密封圈将调节针与大气隔绝，形成密封系统；气动薄膜执行机构与定位器固定连接，定位器连入主控制系统，根据实际真空度的大小通过定位器的电信号调节气动薄膜执行机构的动作；定位器接收电流电信号为4-20mA，经PID（比例、积分、微分控制）控制气动薄膜执行机构，并带动调节针运动；调节针的针头插入喷嘴喉口，通过调节针上下运动，减小喷嘴喉口直径，使通过的工作蒸汽量减小，相应被抽气体的量也减小，使处理时泵体内的真空度上升，达到并稳定在设定的数值。

所述的真空度节气调节装置中，定位器经PID（比例、积分、微分控制）控制气动薄膜执行机构，并带动调节针运动。

本发明的特点是：在钢水炉外精炼过程中，根据冶炼工艺对所需的真空度减小工作蒸汽的耗量进而减小被抽气体的质量，因而使真空度降低，满足各种精炼工艺，精炼原料收得率的提高，使处理时间有所缩短，可以节约工作蒸汽、氧气、氩气等，使精炼的节奏更为紧凑，使整个工艺流程可以更加顺畅，单位时间内的出钢率更高，产生良好的经济效益。

附图说明

下面将结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1四级真空泵系统示意图；

图2四级真空泵系统平面示意图；

图3五级真空泵系统示意图；

图4五级真空泵系统平面示意图；

图5真空度节气调节装置结构示意图。

图中：1、第一增压泵；2、第二增压泵；3、第一冷凝器；4、第二冷凝器；5、第三冷凝器；6、第一喷射泵；7、第二喷射泵；8、第一辅助喷射泵；9、第二辅助喷射泵；10、真空度节气调节装置；11、气动薄膜执行机构；12、调节针；13、喷嘴；14、泵体；15、定位器；16、密封圈；17、第三增压泵。

具体实施方式

实施例1

图1、2给出四级真空泵实施例，包括: 第一增压泵1、第二增压泵2、第一冷凝器3、第二冷凝器4、第三冷凝器5、第一喷射泵6第二喷射泵7和第一辅助喷射泵8第二辅助喷射泵9，第一增压泵1与第二增压泵2连通，第二增压泵2与第一冷凝器3直接连通，第一冷凝器3通过第一喷射泵6和第二冷凝器4一个端口连通，第一冷凝器3通过第一辅助喷射泵8和第二冷凝器4另一个端口连通，第二冷凝器4通过第二喷射泵7与第三冷凝器5一个端口连通，第二冷凝器4通过第二辅助喷射泵与第三冷凝器5另一个端口连通。第二增压泵2，第一喷射泵6和第一辅助喷射泵8的喷嘴13处全部或部分安装真空度节气调节装置10。

如图5所示，真空度节气调节装置10至少包括气动薄膜执行机构11、调节针12、定位器15和密封圈16，调节针12尾部与气动薄膜执行机构11固定连接，并设置有密封圈16，密封圈16将调节针12与大气隔绝，形成密封系统；定位器15连入主控制系统，接收电流电信号为4-20mA，经PID（比例、积分、微分控制）控制气动薄膜执行机构11，并带动调节针12运动；调节针12的针头插入喷嘴13喉口，通过调节针12上下运动，调整喷嘴13喉口直径，使工作蒸汽量减小，相应被抽气体的量也减小，使处理时真空室内的真空度上升，达到并稳定在设定的数值。

使用时，先进行粗真空处理，打开第一喷射泵6和第二辅射泵7第一辅助喷射泵8和第二辅助喷射泵9打开，进行吹氧脱碳、真空加料，根据工艺的需要，通过调节安装在喷射泵、辅助喷射泵的真空度节气调节装置10，实现并稳定在工艺要求的最佳真空度。随后进行深真空处理，将第一辅助喷射泵8、第二辅助喷射泵9关闭，将第一增压泵1、第二增压泵2和第一喷射泵6、第二喷射泵7均打开，通过调整安装的真空度节气调节装置获得工艺需要的真空度。例如，钢液中含气体量的少的钢种不需要大的抽气量，这时需要减小真空泵的抽气量，即降低处理时的真空度，又如，在钢液在真空处理的后期由于所抽气体量减小，可以适当减小工作蒸汽耗量，可以相应减小被抽气体质量，维持合理的真空度，减小蒸汽耗量。

增压泵、喷射泵、辅助喷射泵及各级冷凝器在钢液炉外精炼技术领域经常使用，这里不作详细说明。

实施例2

图3、4给出五级真空泵实施例，本实施例与实施例1结构基本相同，不同的是有三级增压泵，三级增压泵依次连通，第三增压泵17与第一冷凝器3直接连通。第一喷射泵6和第一辅助喷射泵8全部或部分，第三增压泵17安装有真空度节气调节装置10。

使用时，同样分粗真空处理和深真空处理两步进行操作。

根据实际情况的需要，不同级数的真空泵系统，只需要添加或减少真空泵的数量即可，并在与第一冷凝器3直接连通的增压泵、喷射泵和辅助喷射泵上全部或部分安装真空度节气调节装置10。

Claims

1.真空度节气调节系统，它包括若干级增压泵、两级喷射泵、两级辅助喷射泵和三个冷凝器，其特征是：若干级增压泵依次连通，最后一级增压泵与第一冷凝器（3）直接连通，第一冷凝器（3）通过第一喷射泵（6）和第二冷凝器（4）一个端口连通，第一冷凝器（3）通过第一辅助喷射泵（8）和第二冷凝器（4）另一个端口连通，第二冷凝器（4）通过第二喷射泵（7）与第三冷凝器（5）的一个端口连通，第二冷凝器（4）通过第二辅助喷射泵与第三冷凝器（5）另一端口连通；第一喷射泵（6）和第一辅助喷射泵（8）喷嘴（13）处全部或部分安装真空度节气调节装置（10）；第二增压泵（2）或第三增压泵（17）的喷嘴（13）处安装真空度节气调节装置（10）。

2.根据权利要求1中所述的真空度节气调节系统，其特征是：所述的第一喷射泵（6）和第一辅助喷射泵（8）喷嘴（13）处全部或部分安装真空度节气调节装置（10）。

3.根据权利要求1中所述的真空度节气调节系统，其特征是：所述的第二增压泵（2）、第三增压泵（17）的喷嘴（13）处安装真空度节气调节装置（10）。

4.根据权利要求1中所述的真空度节气调节系统，其特征是：所述的真空度节气调节装置（10）包括气动薄膜执行机构（11）、调节针（12）、定位器（15）和密封圈（16），调节针（12）尾部与气动薄膜执行机构（11）固定连接，并设置有密封圈（16），将调节针（12）与大气隔绝，形成密封系统；定位器（15）连入主控制系统，根据实际真空度的大小通过定位器（15）的电信号调节气动薄膜执行机构(11)的动作；定位器（15）接收电流电信号为4-20mA，经PID控制气动薄膜执行机构（11），并带动调节针（12）运动；调节针（12）的针头插入喷嘴（13）喉口，通过调节针（12）上下运动，调整喷嘴（13）喉口直径，使工作蒸汽量减小，相应被抽气体的量也减小，使处理时真空室内的真空度上升，达到并稳定在设定的数值。

5.根据权利要求1中所述的真空度节气调节系统，其特征是：所述的真空度节气调节装置中，定位器经PID控制气动薄膜执行机构，并带动调节针运动。