CN105018680A - 一种rh精炼装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种RH精炼装置，属于冶金技术领域。它解决了现有技术中机械泵易卡死、能源浪费等技术问题。本装置包括精炼炉、上升管、下降管、钢包一和钢包二；精炼炉内开设有真空室；上升管的上端与真空室相连通，下端浸于钢包一中；下降管的上端与真空室相连通，下降管能够浸于钢包二中；本装置还包括一机械泵组合机构，机械泵组合机构包括若干个相并联的一级罗茨泵、若干个相并联的二级罗茨泵以及若干个相并联的水环真空泵；本装置还包括连接管，连接管位于钢包一和钢包二之间且分别与钢包一和钢包二相连接，连接管内设置有能够控制该连接管内液体流量的控制机构。本发明具有机械泵不易卡死、通用性佳，精炼率高等优点。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，涉及一种RH精炼装置。
背景技术
RH精炼属于炉外精炼的一种，炉外精炼就是将在转炉或电炉内初炼的钢液倒入钢包或专用容器内进行脱氧、脱硫、脱碳、去气、去除非金属夹杂物和调整钢液成分及温度以达到进一步冶炼目的的炼钢工艺。
炉外精炼的手段很多，如渣洗、真空、搅拌、喷吹、加热和过滤。其中，真空精炼是指将钢水置于真空室内，由于真空作用使反应向生成气方向移动，以达到脱气、脱氧、脱碳、去除夹杂等目的。
RH精炼法的工作原理如下：在真空室下部有两根循环管(上升和下降管)。脱气处理时将环流管插入钢液内并抽真空，由于真空室被抽成真空，钢液从两根管内上升到压差高度，与此同时在上升管内吹入驱动氩气同，使上升管内瞬间产生大量气泡，气泡在高温、低压作用下体积迅速膨胀，钢液密度减小，带钢液以约5m/s的速度呈雨滴状喷入真空室，使脱气表面积大大增加，另外钢液中的气体逐渐向氩气泡内扩散，从而加速脱气进程。脱气后的钢液汇集在真空室底部，由于下降管钢液密度相对较大，钢液以1-2m/s的速度不断经下降管返回钢包。钢水经连续循环数次后，脱气过程便告结束。
但是，上述RH精炼方法及相应装置仍存在一定的问题：1、真空室内会存在较多的灰尘、温气等，在抽真空时容易造成机械泵卡死的现象；2、目前RH钢水精炼所使用的装置中，上升管和下降管均是浸渍在一个钢包中，未精炼的钢水从上升管进入到真空室内完成一次精炼后经下降管又回到钢包中，如此循环数次，已精炼过的钢水和未精炼过的钢水始终是混合在一个钢包中，精炼过程重复多次，精炼率低且浪费能源。
发明内容
本发明是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种RH精炼装置，本发明所要解决的技术问题是：避免钢水精炼时机械泵因为真空室内灰尘过多而被卡死，提高RH精炼装置的精炼效率。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
一种RH精炼装置，所述RH精炼装置包括精炼炉、上升管、下降管、钢包一和钢包二；所述精炼炉内开设有真空室；所述上升管的上端固定于精炼炉的底部且与所述真空室相连通，所述上升管的侧壁连接有一与该上升管相连通的氩气管，所述上升管的下端能够浸于钢包一中；所述下降管的上端固定于精炼炉的底部且与所述真空室相连通，所述下降管的下端能够浸于钢包二中；其特征在于，所述RH精炼装置还包括一机械泵组合机构，所述机械泵组合机构包括若干个相并联的一级罗茨泵、若干个相并联的二级罗茨泵以及若干个相并联的水环真空泵，各一级罗茨泵均串联有阀门一且通过一进气总管与所述真空室相连通，各二级罗茨泵均串联有阀门三且通过管道与一级罗茨泵相连通，各水环真空泵的一端通过管道与二级罗茨泵相连通，各水环真空泵的另一端则与一排气总管相连通；所述RH精炼装置还包括连接管，所述连接管位于所述钢包一和钢包二之间且分别与所述钢包一和钢包二相连接，所述连接管内设置有能够控制该连接管内液体流量的控制机构。
在上述的一种RH精炼装置中，所述进气总管上设有压力传感器，所述机械泵组合机构还包括与所述二级罗茨泵相连接的热交换器。
在上述的一种RH精炼装置中，所述机械泵组合机构还包括与所述一级罗茨泵相并联的一级旁路，所述一级旁路上串联有阀门二。
在上述的一种RH精炼装置中，所述二级罗茨泵与水环真空泵之间还设置有带大气喷射泵的旁路二，所述大气喷射泵连接有阀门六，所述旁路二与水环真空泵之间设置有止回阀。
在上述的一种RH精炼装置中，所述水环真空泵与排气总管之间设置有一液气分离器。
在上述的一种RH精炼装置中，所述连接管包括同轴设置的内管和外管，所述内管的一端固定于钢包一的侧壁上，所述外管的一端固定于钢包二的侧壁上，所述外管的另一端套设于所述内管的另一端上且两者可相对伸缩滑动。
在上述的一种RH精炼装置中，所述控制机构包括设置于所述内管或外管上的球阀，所述球阀可控制内管或外管的开闭。
在上述的一种RH精炼装置中，所述连接管包括左管和右管，所述左管的一端固定于钢包一上，所述右管的一端固定于钢包二上；所述控制机构包括一V型管，所述V型管的两端分别与所述左管的另一端以及右管的另一端转动连接。
在上述的一种RH精炼装置中，所述左管另一端的外侧壁以及右管另一端的外侧壁上均开设有外螺纹，所述V型管两端的内侧壁上均开设有与所述左管另一端及右管另一端螺纹连接的内螺纹。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明中的罗茨泵是一种在运行过程中转子之间有一定间隙的干式泵，液环泵是运行零件之间有较大间隙的机械泵，所以对钢液真空脱气过程中的灰尘和湿气不敏感。在二级罗茨泵和水环真空泵之间设置大气喷射泵，利用大气喷射泵施加的额外气流能量可以脱去钢液中的气体质量较轻的气体含量比如氢的含量，及进一步提高20～200Pa范围的有效抽气速率；考虑钢液真空脱气时比较恶劣的多尘等可能会出现的机械泵卡死故障，采用多台一级罗茨泵/多台二级罗茨泵/多台大气喷射泵+水环真空泵的方式，及时弥补。
2、本发明可根据实际需要，选择钢液是多次循环精炼，还是只进行一次精炼，而操作时，只需通过控制机构来控制连接管的开闭即可实现。控制机构为球阀时，只需操作球阀即可，控制机构为V型管时，则通过转动V型管，当V型管的尖点处于最高点时，则钢包一与钢包二中的钢液不易连通，当V型管处于水平状态时，则钢包一与钢包二中的钢液容易连通。综上所述，可视具体情况选择精炼方式，提高精炼率，避免能源浪费，且通用性好。
附图说明
图1是实施例中本机械泵组合机构的结构示意图。
图2是实施例一中本RH精炼装置的结构示意图。
图3是实施例二中本RH精炼装置的结构示意图。
图4是实施例二中V型管的结构示意图。
图中，1、精炼炉；2、上升管；3、下降管；4、钢包一；5、钢包二；6、真空室；7、氩气管；8、机械泵组合机构；9、一级罗茨泵；10、二级罗茨泵；11、水环真空泵；12、阀门一；13、进气总管；14、阀门三；15、排气总管；16、连接管；17、压力传感器；18、热交换器；19、阀门二；20、大气喷射泵；21、阀门六；22、止回阀；23、液气分离器；24、内管；25、外管；26、球阀；27、左管；28、右管；29、V型管；30、阀门四；31、溢流阀；32、阀门五。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一：
如图1、图2所示，本RH精炼装置包括精炼炉1、上升管2、下降管3、钢包一4和钢包二5；精炼炉1内开设有真空室6；上升管2的上端固定于精炼炉1的底部且与真空室6相连通，上升管2的侧壁连接有一与该上升管2相连通的氩气管7，上升管2的下端能够浸于钢包一4中；下降管3的上端固定于精炼炉1的底部且与真空室6相连通，下降管3的下端能够浸于钢包二5中；RH精炼装置还包括一机械泵组合机构8，机械泵组合机构8包括若干个相并联的一级罗茨泵9、若干个相并联的二级罗茨泵10以及若干个相并联的水环真空泵11，各一级罗茨泵9均串联有阀门一12且通过一进气总管13与真空室6相连通，各二级罗茨泵10均串联有阀门三14且通过管道与一级罗茨泵9相连通，各水环真空泵11的一端通过管道与二级罗茨泵10相连通，各水环真空泵11的另一端则与一排气总管15相连通。
具体来讲，进气总管13上设有压力传感器17，机械泵组合机构8还包括与二级罗茨泵10相连接的热交换器18。机械泵组合机构8还包括与一级罗茨泵9相并联的一级旁路，一级旁路上串联有阀门二19。二级罗茨泵10与水环真空泵11之间还设置有带大气喷射泵20的旁路二，大气喷射泵20连接有阀门六21，旁路二与水环真空泵11之间设置有止回阀22。二级罗茨泵10与排气总管15之间还设置有阀门四30，阀门四30与排气总管15之间还具有与旁路二相并联的管道，该管道上设置有溢流阀31。阀门四30与水环真空泵11这间具有与大气喷射泵相并联的通路，该通路上设置有阀门5。水环真空泵11与排气总管15之间设置有一液气分离器23。
如图1、图2所示，RH精炼装置还包括连接管16，连接管16位于钢包一4和钢包二5之间且分别与钢包一4和钢包二5相连接，连接管16内设置有能够控制该连接管16内液体流量的控制机构。
本实施例中，连接管16包括同轴设置的内管24和外管25，内管24的一端固定于钢包一4的侧壁上，外管25的一端固定于钢包二5的侧壁上，外管25的另一端套设于内管24的另一端上且两者可相对伸缩滑动。控制机构包括设置于内管24或外管25上的球阀26，球阀26可控制内管24或外管25的开闭。
实施例二：
本实施例与实施例一大致相同，不同之处在于，如图3、图4所示，本实施例中，连接管16包括左管27和右管28，左管27的一端固定于钢包一4上，右管28的一端固定于钢包二5上；控制机构包括一V型管29，V型管29的两端分别与左管27的另一端以及右管28的另一端转动连接。左管27另一端的外侧壁以及右管28另一端的外侧壁上均开设有外螺纹，V型管29两端的内侧壁上均开设有与左管27另一端及右管28另一端螺纹连接的内螺纹。
本发明的工作原理如下：本发明中设计有机械泵组合机构，一级罗茨泵设置旁路，提高二级罗茨泵在较高压力工作时的有效抽气速率，二级罗茨泵与水环真空泵之间添置带大气喷射泵的旁路，对钢液真空脱气工程中产生的灰尘和湿气不敏感，能确保钢液真空脱气环境连续运行，钢液精炼效果好，解决污染环境的技术问题。其自启动过程如下：阀门四(当压力达到一定值P1时，自动启动水环真空泵，阀门一、阀门五自动打开，自动变频启动一级罗茨泵→达到压力P2时自动关闭阀门二，当压力达到一定值P3时，阀门六自动开启，阀门五自动关闭，大气喷射泵开始一起工作→自动启动完成。本发明中的罗茨泵是一种在运行过程中转子之间有一定间隙的干式泵，液环泵是运行零件之间有较大间隙的机械泵，所以对钢液真空脱气过程中的灰尘和湿气不敏感。在二级罗茨泵和水环真空泵之间设置大气喷射泵，利用大气喷射泵施加的额外气流能量可以脱去钢液中的气体质量较轻的气体含量比如氢的含量，及进一步提高20～200Pa范围的有效抽气速率；考虑钢液真空脱气时比较恶劣的多尘等可能会出现的机械泵卡死故障，采用多台一级罗茨泵/多台二级罗茨泵/多台大气喷射泵+水环真空泵的方式，及时弥补。
此外，本发明可根据实际需要，选择钢液是多次循环精炼，还是只进行一次精炼，而操作时，只需通过控制机构来控制连接管的开闭即可实现。控制机构为球阀时，只需操作球阀即可，控制机构为V型管时，则通过转动V型管，当V型管的尖点处于最高点时，则钢包一与钢包二中的钢液不易连通，当V型管处于水平状态时，则钢包一与钢包二中的钢液容易连通。综上所述，可视具体情况选择精炼方式，提高精炼率，避免能源浪费，且通用性好。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (9)
1.一种RH精炼装置，所述RH精炼装置包括精炼炉(1)、上升管(2)、下降管(3)、钢包一(4)和钢包二(5)；所述精炼炉(1)内开设有真空室(6)；所述上升管(2)的上端固定于精炼炉(1)的底部且与所述真空室(6)相连通，所述上升管(2)的侧壁连接有一与该上升管(2)相连通的氩气管(7)，所述上升管(2)的下端能够浸于钢包一(4)中；所述下降管(3)的上端固定于精炼炉(1)的底部且与所述真空室(6)相连通，所述下降管(3)的下端能够浸于钢包二(5)中；其特征在于，所述RH精炼装置还包括一机械泵组合机构(8)，所述机械泵组合机构(8)包括若干个相并联的一级罗茨泵(9)、若干个相并联的二级罗茨泵(10)以及若干个相并联的水环真空泵(11)，各一级罗茨泵(9)均串联有阀门一(12)且通过一进气总管(13)与所述真空室(6)相连通，各二级罗茨泵(10)均串联有阀门三(14)且通过管道与一级罗茨泵(9)相连通，各水环真空泵(11)的一端通过管道与二级罗茨泵(10)相连通，各水环真空泵(11)的另一端则与一排气总管(15)相连通；所述RH精炼装置还包括连接管(16)，所述连接管(16)位于所述钢包一(4)和钢包二(5)之间且分别与所述钢包一(4)和钢包二(5)相连接，所述连接管(16)内设置有能够控制该连接管(16)内液体流量的控制机构。
2.根据权利要求1所述的一种RH精炼装置，其特征在于，所述进气总管(13)上设有压力传感器(17)，所述机械泵组合机构(8)还包括与所述二级罗茨泵(10)相连接的热交换器(18)。
3.根据权利要求2所述的一种RH精炼装置，其特征在于，所述机械泵组合机构(8)还包括与所述一级罗茨泵(9)相并联的一级旁路，所述一级旁路上串联有阀门二(19)。
4.根据权利要求3所述的一种RH精炼装置，其特征在于，所述二级罗茨泵(10)与水环真空泵(11)之间还设置有带大气喷射泵(20)的旁路二，所述大气喷射泵(20)连接有阀门六(21)，所述旁路二与水环真空泵(11)之间设置有止回阀(22)。
5.根据权利要求4所述的一种RH精炼装置，其特征在于，所述水环真空泵(11)与排气总管(15)之间设置有一液气分离器(23)。
6.根据权利要求1所述的一种RH精炼装置，其特征在于，所述连接管(16)包括同轴设置的内管(24)和外管(25)，所述内管(24)的一端固定于钢包一(4)的侧壁上，所述外管(25)的一端固定于钢包二(5)的侧壁上，所述外管(25)的另一端套设于所述内管(24)的另一端上且两者可相对伸缩滑动。
7.根据权利要求6所述的一种RH精炼装置，其特征在于，所述控制机构包括设置于所述内管(24)或外管(25)上的球阀(26)，所述球阀(26)可控制内管(24)或外管(25)的开闭。
8.根据权利要求1所述的一种RH精炼装置，其特征在于，所述连接管(16)包括左管(27)和右管(28)，所述左管(27)的一端固定于钢包一(4)上，所述右管(28)的一端固定于钢包二(5)上；所述控制机构包括一V型管(29)，所述V型管(29)的两端分别与所述左管(27)的另一端以及右管(28)的另一端转动连接。
9.根据权利要求7所述的一种RH精炼装置，其特征在于，所述左管(27)另一端的外侧壁以及右管(28)另一端的外侧壁上均开设有外螺纹，所述V型管(29)两端的内侧壁上均开设有与所述左管(27)另一端及右管(28)另一端螺纹连接的内螺纹。
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