CN102155439B

CN102155439B - 一种用于水蒸汽喷射泵的真空度调节系统

Info

Publication number: CN102155439B
Application number: CN 201110074749
Authority: CN
Inventors: 方杞青; 任彤; 乔进锋; 周友军; 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: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2031-03-28
Also published as: CN102155439A

Abstract

本发明涉及钢液炉外精炼技术领域，特别是一种用于水蒸汽喷射泵的真空度调节系统，一种用于水蒸汽喷射泵的真空度调节系统，其特征:它包括:第一增压泵、第二增压泵、第三增压泵、第一冷凝器、第一喷射泵、第二喷射泵、第一辅助喷射泵、第二辅助喷射泵、第一冷凝器、第二冷凝器、第三冷凝器,第一增压泵、第二增压泵、第三增压泵依次连接，并最终与第一冷凝器一端连接，第一冷凝器分别通过第一喷射泵和第一辅助喷射泵与第二冷凝器连接，第二冷凝器分别通过第二喷射泵和第二辅助喷射泵与第三冷凝器连接，第一冷凝器和第三冷凝器通过排气管道、气动调节阀、气动切断阀、进气管道依次连接。它节约了整个处理过程中各种能源介质的消耗。

Description

一种用于水蒸汽喷射泵的真空度调节系统

技术领域

本发明涉及钢液炉外精炼技术领域，特别是一种用于水蒸汽喷射泵的真空度调节系统。

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，采用水蒸汽喷射真空泵系统，它的作用是将处理的钢液环境抽成真空状态，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，最合适的真空度是在10~20KPa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含气量、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。

发明内容

本发明的目的是提供了一种在钢液真空处理过程中自动调节真空度的系统，该装置采用自动控制，通过增加处理时的真空泵工作负荷，即被抽气体，达到降低真空度的目的，使得真空度可以稳定在工艺需要的数值范围内，处理过程中所吹氧气量减少，合金收得率提高，缩短吹氧脱碳及真空加料时间，节约了整个处理过程中各种能源介质的消耗，使得整个炼钢工艺协调高效，经济效益大大提高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于水蒸汽喷射泵的真空度调节系统，其特征:它包括:第一增压泵、第二增压泵、第三增压泵、第一冷凝器、第一喷射泵、第二喷射泵、第一辅助喷射泵、第二辅助喷射泵、第一冷凝器、第二冷凝器、第三冷凝器,第一增压泵、第二增压泵、第三增压泵依次连接，并最终与第一冷凝器一端连接，第一冷凝器分别通过第一喷射泵和第一辅助喷射泵与第二冷凝器连接，第二冷凝器分别通过第二喷射泵和第二辅助喷射泵与第三冷凝器连接，第一冷凝器和第三冷凝器通过排气管道、气动调节阀、气动切断阀、进气管道依次连接，进气管道一端与第三冷凝器连接，另一端与气动调节阀连接，排气管道一端与第一冷凝器连接，排气管道另一端与气动切断阀连接；从第三冷凝器取出处理时排出的废气，经进气管道送入气动调节阀和气动切断阀，然后由气动调节阀和气动切断阀将废气通过排气管道送入第一冷凝器，由气动切断阀控制气流的通断，同时气动调节阀与工作真空度形成联锁；由于第三冷凝器和第一冷凝器在真空泵的作用下，产生压差，在气动切断阀和气动调节阀打开的情况下，废气从第三冷凝器吸入第一冷凝器，使第一增压泵、第二增压泵、第三增压泵的工作负荷加大，真空度下降。

所述的排气管道、气动调节阀、气动切断阀、进气管道依次连接形成自动调节装置，自动调节装置经第三冷凝器取出处理时排出的废气，经气动切断阀和气动调节阀吸入第一冷凝器，使得处理钢液的真空室中的真空度降低。

所述的气动切断阀和气动调节阀与主控单元电连接, 由主控室的主控单元控制，根据工艺所设定的真空度，先打开气动切断阀，然后通过真空度的变化动态控制气动调节阀的开度，调节吸入的废气量，使真空度稳定在设定的数值。

所述的进气管道连通氮气，氮气与气动调节阀、气动切断阀连通，气动调节阀与系统的工作真空度联锁，气动切断阀与第一冷凝器通过排气管道连通，由主控单元设定所需的真空度，先打开气动切断阀,气动调节阀根据真空度的反馈信号经主控单元的PID控制实时动态改变其开度，使氮气吸入至第一冷凝器，增加真空泵的工作载荷。

本发明的有益效果是，在钢水炉外精炼过程中，根据冶炼工艺对所需的真空度进行调节，使真空度满足各种精炼工艺，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

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例结构示意图；

图2是图1侧视图；

图3是实施例二的结构示意图。

图中：1、第一增压泵；2、第二增压泵；3、第三增压泵；4、第一冷凝器；5、第一喷射泵；6、第二冷凝器；7、第二喷射泵；8、第三冷凝器；9、进气管道；10、气动调节阀；11、气动切断阀；12、排气管道；13、氮气；14、第一辅助喷射泵；15、第二辅助喷射泵。

具体实施方式

如图1、图2所示，一种用于水蒸汽喷射泵的真空度调节系统，包括:第一增压泵1、第二增压泵2、第三增压泵3、第一冷凝器4、第一喷射泵5、第二喷射泵7、第一辅助喷射泵14、第二辅助喷射泵15、第一冷凝器4、第二冷凝器6、第三冷凝器8, 第一增压泵1、第二增压泵2、第三增压泵3依次连接，并最终与第一冷凝器4一端连接，第一冷凝器4分别通过第一喷射泵5和第一辅助喷射泵14与第二冷凝器6连接，第二冷凝器6分别通过第二喷射泵7和第二辅助喷射泵15与第三冷凝器8连接，第一冷凝器4和第三冷凝器8通过排气管道12、气动调节阀10、气动切断阀11、进气管道9连接，进气管道9一端与第三冷凝器8连接，另一端与气动调节阀10连接，排气管道12一端与第一冷凝器4连接，排气管道12另一端与气动切断阀11连接。从第三冷凝器8取出处理时排出的废气，经进气管道9送入气动调节阀10和气动切断阀11，然后由气动调节阀10和气动切断阀11将废气通过排气管道12送入第一冷凝器4，由气动切断阀11控制气流的通断，同时气动调节阀10与工作真空度形成联锁；由于第三冷凝器8和第一冷凝器4在真空泵的作用下，产生压差，在气动切断阀11和气动调节阀10打开的情况下，废气可以从第三冷凝器8吸入第一冷凝器4，使得真空泵的工作负荷加大，在同样抽气能力下，可以使真空度下降；根据联锁条件，通过设定工艺要求的真空度PID（比例、积分、微分控制）控制气动调节阀的开度，最终实时动态改变吸入的废气量使真空度稳定在工艺要求的数值范围内。

在真空精炼的吹氧脱碳、真空加料工艺中，均在开启第一喷射泵5、第二喷射泵7、第一辅助喷射泵14、第二辅助喷射泵15时进行，根据工艺要求对真空度调节时，通过进气管道9将第三冷凝器8与气动调节阀10、气动切断阀11连通，气动调节阀10与系统的工作真空度联锁，最后气动切断阀11与第一冷凝器4通过排气管道12连通，由主控室设定所需的真空度，先打开气动切断阀11,由于此真空度与气动调节阀10实现联锁，气动调节阀10根据真空度的反馈信号经PID控制实时动态改变其开度，使废气从第三冷凝器8吸入至第一冷凝器4，人为增加真空泵的工作载荷，由于真空泵的抽气能力未改变，使得相应的真空度下降至所需的数值，实现精炼工艺流程中的要求。

如图3所示，当需要对真空度调节时，在进气管道9连通氮气13，氮气13与气动调节阀10、气动切断阀11连通，气动调节阀10与系统的工作真空度联锁，最后气动切断阀11与第一冷凝器4通过排气管道12连通，由主控室设定所需的真空度，先打开气动切断阀11,由于此真空度与气动调节阀10实现联锁，气动调节阀10根据真空度的反馈信号经PID控制实时动态改变其开度，使氮气13吸入至第一冷凝器4，人为增加真空泵的工作载荷，由于真空泵的抽气能力未改变，使得相应的真空度下降至所需的数值，实现精炼工艺流程中的要求。

Claims

1.一种用于水蒸汽喷射泵的真空度调节装置，其特征是:它包括:第一增压泵（1）、第二增压泵（2）、第三增压泵（3）、第一冷凝器（4）、第一喷射泵（5）、第二喷射泵（7）、第一辅助喷射泵（14）、第二辅助喷射泵（15）、第二冷凝器（6）、第三冷凝器（8），第一增压泵（1）、第二增压泵（2）、第三增压泵（3）依次连接，并最终与第一冷凝器（4）一端连接，第一冷凝器（4）分别通过第一喷射泵（5）和第一辅助喷射泵（14）与第二冷凝器（6）连接，第二冷凝器（6）分别通过第二喷射泵（7）和第二辅助喷射泵（15）与第三冷凝器（8）连接，第一冷凝器（4）和第三冷凝器（8）通过排气管道（12）、气动调节阀（10）、气动切断阀（11）、进气管道（9）依次连接，进气管道（9）一端与第三冷凝器（8）连接，另一端与气动调节阀（10）连接，排气管道（12）一端与第一冷凝器（4）连接，排气管道（12）另一端与气动切断阀（11）连接；从第三冷凝器（8）取出处理时排出的废气，经进气管道（9）送入气动调节阀（10）和气动切断阀（11），然后由气动调节阀（10）和气动切断阀（11）将废气通过排气管道（12）送入第一冷凝器（4），由气动切断阀（11）控制气流的通断，同时气动调节阀（10）与工作真空度形成联锁；由于第三冷凝器（8）和第一冷凝器（4）在真空泵的作用下，产生压差，在气动切断阀（11）和气动调节阀（10）打开的情况下，废气从第三冷凝器（8）吸入第一冷凝器（4），使第一增压泵（1）、第二增压泵（2）、第三增压泵（3）的工作负荷加大，最终使真空室的真空度下降。

2.根据权利要求1所述的一种用于水蒸汽喷射泵的真空度调节装置，其特征是:所述的排气管道（12）、气动调节阀（10）、气动切断阀（11）、进气管道（9）依次连接形成自动调节装置，自动调节装置经第三冷凝器取出处理时排出的废气，经气动切断阀和气动调节阀吸入第一冷凝器，使得处理钢液的真空室的真空度降低。

3.根据权利要求1所述的一种用于水蒸汽喷射泵的真空度调节装置，其特征是:所述的气动切断阀和气动调节阀与主控单元电连接，由主控室的主控单元控制，根据工艺所设定的真空度，先打开气动切断阀，然后通过真空度的变化动态控制气动调节阀的开度，调节吸入的废气量，使真空度稳定在设定的数值。

4.根据权利要求1所述的一种用于水蒸汽喷射泵的真空度调节装置，其特征是:所述的进气管道（9）连通氮气（13），氮气（13）与气动调节阀（10）、气动切断阀（11）连通，气动调节阀（10）与系统的工作真空度联锁，气动切断阀（11）与第一冷凝器（4）通过排气管道（12）连通，由主控单元设定所需的真空度，先打开气动切断阀（11）,气动调节阀（10）根据真空度的反馈信号经主控单元的PID控制实时动态改变其开度，使氮气（13）吸入至第一冷凝器（4），增加真空泵的工作载荷，降低真空度并使其稳定在设定的数值。