KR20180039647A - Apparatus and method for vacuum degassing of molten steel - Google Patents

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KR20180039647A
KR20180039647A KR1020187005124A KR20187005124A KR20180039647A KR 20180039647 A KR20180039647 A KR 20180039647A KR 1020187005124 A KR1020187005124 A KR 1020187005124A KR 20187005124 A KR20187005124 A KR 20187005124A KR 20180039647 A KR20180039647 A KR 20180039647A
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KR1020187005124A
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마우로 밀로코
페데리코 마차리니
파비오 트리가티
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에스엠에스 그룹 에스.피.에이.
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/10Handling in a vacuum

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Abstract

본 발명은 용강(liquid steel)의 진공 탈가스를 위한 설비에 관한 것으로서: - 내부에 용강을 일시적으로 수용하기에 적합한 적어도 하나의 진공 챔버(2); - 흡기 덕트(20)를 통해 상기 적어도 하나의 진공 챔버(2)에 연결되는 진공 발생 시스템(10);을 포함한다. 진공 발생 시스템(10)은 직렬로 함께 연결된 적어도 두 개의 압축 스테이지들을 포함하고, 이들 중 제1 압축 스테이지(11)는 상기 적어도 하나의 진공 챔버(2)에 더 가까이에서 동작하며 하나 이상의 스크루 펌프들(110)로 구성되고, 제2 압축 스테이지(12)는 가스들을 적어도 대기압으로 가져오기 위해 상기 적어도 하나의 진공 챔버(2)에 대하여 더 멀리서 동작하며 하나 이상의 액체 링 펌프들(liquid ring pumps)(120)로 구성된다. 상기 하나 이상의 스크루 펌프들(110)은, 만약 배출 압력이 대기압이면, 1:12를 초과하지 않는 압축비로, 그리고 만약 배출 압력이 50 내지 120 mbar absolute 사이에 포함되면, 1:200을 초과하지 않는 압축비로 작동할 수 있도록 크기가 부여된다. 바람직하게는, 스크루 펌프들은, 만약 배출 압력이 대기압이면, 1:3 내지 1:10 사이에 포함되는 압축비로, 그리고 만약 배출 압력이 50 내지 120 mbar absolute 사이이면, 1:25 내지 1:200 사이의 압축비로, 바람직하게는 1:70 내지 1:90 사이의 압축비로 작동할 수 있도록 크기가 부여된다. 본 발명은 또한 용강의 진공 탈가스를 위한 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for vacuum degassing of liquid steel comprising: at least one vacuum chamber (2) suitable for temporarily accommodating molten steel therein; - a vacuum generating system (10) connected to the at least one vacuum chamber (2) through an intake duct (20). The vacuum generating system 10 comprises at least two compression stages connected together in series, of which the first compression stage 11 operates closer to the at least one vacuum chamber 2, and one or more screw pumps And the second compression stage 12 is operated more distantly with respect to the at least one vacuum chamber 2 to bring the gases to at least atmospheric pressure and comprises one or more liquid ring pumps 120). The one or more screw pumps 110 may be configured such that, if the discharge pressure is at atmospheric pressure, at a compression ratio not exceeding 1:12, and if the discharge pressure is comprised between 50 and 120 mbar absolute, And is sized to operate at a compression ratio. Preferably, the screw pumps are operated at a compression ratio comprised between 1: 3 and 1:10 if the discharge pressure is at atmospheric pressure and between 1:25 and 1: 200 if the discharge pressure is between 50 and 120 mbar absolute , Preferably at a compression ratio between 1:70 and 1:90. The present invention also relates to a method for vacuum degassing of molten steel.

Figure P1020187005124
Figure P1020187005124

Description

용강의 진공 탈가스를 위한 설비 및 방법Apparatus and method for vacuum degassing of molten steel

본 발명은 용강(liquid steel)을 진공 탈가스(degassing)하기 위한 설비 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and a method for vacuum degassing liquid steel.

본 발명에 따른 설비 및 방법은 VD(진공 탈가스) 기술 또는 VOD(진공 산소 탈탄소) 기술로 진공 탈가스를 위해 사용될 수 있으며, 용강의 진공 처리가 요구되는 모든 애플리케이션들을 위해 사용될 수 있다. The equipment and method according to the present invention can be used for vacuum degassing with VD (vacuum degassing) technology or VOD (vacuum oxygen de-carbon) technology and can be used for all applications where vacuum treatment of molten steel is required.

진공 탈가스 공정(간단하게 VD/VOD로 지칭됨, 영어로 "진공 탈가스(Vacuum Degassing)" 및 "진공 산소 탈탄소(Vacuum Oxigen Decarburisatiion)")은 각각 높은 품질의 표준에 맞는 철강과 스테인리스 강을 생산하는 주된 목적을 가진 철강 공정(steel process)이다. Vacuum degassing processes (simply referred to as VD / VOD, in English, "Vacuum Degassing" and "Vacuum Oxigen Decarburisation") are each a combination of steel and stainless steel The steel process is the main purpose of producing steel.

진공 처리는 극히 낮은 수준의 황, 수소 및 질소를 달성하고, 철강의 미소 순도와 거시 순도(micro and macro purity)를 향상시키며, VOD의 경우에, 철강의 탈탄소를 가능하게 한다. Vacuum treatment achieves extremely low levels of sulfur, hydrogen, and nitrogen, improves micro purity and macro purity of steel, and, in the case of VOD, enables decarbonization of steel.

일반적으로, VD/VOD 시스템들은 계속해서 작동하도록 설계되며, 각각의 처리는 설비에 요구되는 생산성과 작동 방식에 따라 35 내지 120분간 지속된다.Generally, VD / VOD systems are designed to continue to operate, and each process lasts between 35 and 120 minutes, depending on the productivity and mode of operation required for the facility.

비록 특정한 요구들(이용 가능한 설치 공간, 요구되는 생산성)에 맞는 다양한 설비 해법들이 존재하더라도, 보통 철강 탈가스 설비는, 도 1에 전체적인 다이어그램으로 도시된 바와 같이, 아래의 구성요소들로 구성된다: Although there are a variety of installation solutions to meet specific requirements (available installation space, required productivity), a typical steel degassing installation is comprised of the following components, as shown in the overall diagram in Figure 1:

- 외부에 대해 밀폐되고, 내부에 용강을 담는 레이들(ladle)(L)이 수용되는 진공 챔버(A).- A vacuum chamber (A) enclosed against the outside and containing a ladle (L) for containing molten steel therein.

- 진공 발생기(B), 즉 진공 챔버 내부에 1 mbar absolute보다 낮은 압력이 달성될 때까지 가스들을 흡인할 수 있는 시스템. - a system capable of drawing gases until a vacuum generator (B), ie a pressure less than 1 mbar absolute, is achieved within the vacuum chamber.

- 진공 챔버(A)를 진공 발생기(B)와 연통시키고 진공 발생기(B)와 상기 공정에 의해 발생된 가스들이 배출되는 굴뚝(stack)(D)을 연통시키는 흡기 라인(intake line)(C);An intake line C communicating the vacuum chamber A with the vacuum generator B and communicating the vacuum generator B with a stack D discharging the gases generated by the process; ;

- 흡기 라인을 따라서 설치된, 공정 관리를 목표로 하는 장치들 (아래에 도시된 밸브들과 가스 압력 및 온도 측정 기구들, 진공 챔버로부터 출력된 공정 가스(process gas)를 냉각시키기 위한 열교환기);Apparatuses aimed at process control (valves and gas pressure and temperature measuring instruments shown below, heat exchangers for cooling the process gas output from the vacuum chamber) installed along the inspiratory line;

- 일반적으로 (큰 입자들을 제거하기 위한) 사이클론과 (작은 입자들을 포집하기 위한) 필터로 구성된 분진 분리 유닛(F); A dust separation unit (F), generally consisting of a cyclone (to remove large particles) and a filter (to trap small particles);

- 용강의 교반과 용강 내부의 불순물의 제거를 위한 가스 주입 시스템(G), 보통 아르곤, 몇몇의 경우에 질소;- a gas injection system (G) for stirring molten steel and removing impurities in the molten steel, usually argon, in some cases nitrogen;

- 거품상 슬래그(foamy slag)를 관리하기 위해 격리된 시스템 내부의 압력을 상승시키는, 흡기 덕트 내부로 불활성 가스의 주입 시스템(E); An injection system (E) for introducing an inert gas into the intake duct to raise the pressure inside the isolated system to manage the foamy slag;

- 철강의 진공 탈탄소(VOD)에는 또한 보조 시스템에 의해 제어되며 진공 챔버의 뚜껑에 설치되는 산소 주입기가 제공된다. - Vacuum removal carbon (VOD) of steel is also provided with an oxygen injector which is controlled by an auxiliary system and is installed in the lid of the vacuum chamber.

진공 챔버(A)는 뚜껑(A1)과 탱크(A2)로 구성된다. 어떤 것이 고정된 부품이고 어떤 것이 이동식 부품인지에 따라, 두 개의 유형의 구성이 있으며: 이 구성들은 탱크가 고정되고 뚜껑이 이동식일 때 "바퀴 달린 뚜껑(wheeled lid)"과 반대의 경우에 "바퀴 달린 탱크(wheeled tank)"이다. The vacuum chamber A is composed of a lid A1 and a tank A2. There are two types of configurations, depending on what is a fixed part and what is a moving part: these configurations are the opposite of the "wheeled lid" when the tank is fixed and the lid is movable, Wheeled tank ".

일반적으로 말하면, 진공 발생기(B)는 작동 원리에 따라서 두 개의 유형들: 증기 이젝터(steam ejector)/액체 링(과거에 더 일반적인 기술적 해법) 또는 기계식 펌프(최근에 더 널리 퍼진 기술)일 수 있다. Generally speaking, the vacuum generator B may be of two types: a steam ejector / liquid ring (more conventional technical solution in the past) or a mechanical pump (recently more prevalent technology) depending on the operating principle .

도 1에 도시된 바와 같이, 공정을 관리하며 흡기 라인(C)을 따라서 설치된 장치들은 대개, 진공 챔버를 대기압으로 되돌리기 위한 밸브(V1), 진공 챔버를 진공 발생기로부터 격리시키기 위한 주 밸브(V2), 공정을 관리하기 위해 질소를 주입하기 위한 밸브(V3)를 포함한다. As shown in Fig. 1, the apparatuses which manage the process and are installed along the intake line C generally include a valve V1 for returning the vacuum chamber to atmospheric pressure, a main valve V2 for isolating the vacuum chamber from the vacuum generator, , And a valve (V3) for injecting nitrogen to manage the process.

탈가스 설비는 일반적으로 주 밸브(V2)에 의해 두 개의 부분으로 분할된다. 따라서, 두 개의 용적들: 탱크 용적과 유보된 용적(retained volume)이 있다. 상기 탱크 용적은 매 진공 처리 후에 진공 챔버를 외부 환경과 효과적으로 연통되도록 하는 밸브(V1)를 개방함으로써 대기압으로 되돌아간다. 대신에, 상기 유보된 용적은 이를 외부 환경으로부터 격리되도록 유지하는 주 밸브(V2) 덕분에 일반적으로 진공으로 유지된다. 유보된 용적 내에 진공의 유지는, 주 밸브(V2)를 개방하는 순간에 탱크와 유보된 용적 사이의 압력을 균등하게 하는 "플리넘 챔버(plenum chamber)"로서 유보된 용적을 사용함으로써, 시스템 내의 압력을 낮추는데 요구되는 시간을 단축할 수 있도록 한다. 탱크는 주 밸브(V2)의 개방 전에 대기압 상태에 있다는 것을 주목하여야 한다.The degassing facility is generally divided into two parts by the main valve V2. Thus, there are two volumes: the tank volume and the retained volume. The tank volume is returned to atmospheric pressure by opening a valve (V1) which, after each vacuum treatment, effectively communicates the vacuum chamber with the external environment. Instead, the reserved volume is generally kept vacuum by virtue of the main valve V2 which keeps it isolated from the outside environment. The maintenance of the vacuum in the reserved volume is achieved by using the reserved volume as a "plenum chamber" that equalizes the pressure between the tank and the reserved volume at the moment of opening the main valve V2, So that the time required to lower the pressure can be shortened. It should be noted that the tank is at atmospheric pressure prior to the opening of the main valve V2.

일반적으로, 진공 탈가스 공정은 아래의 단계들을 포함한다:Generally, a vacuum degassing process involves the following steps:

- 용강을 담고 있는 레이들을 진공 챔버 내부에 배치하고 뚜껑을 닫는 단계;Placing the ladle containing molten steel inside the vacuum chamber and closing the lid;

- 요구되는 진공 수준(일반적으로 < 1 mbar)을 달성하기 위해 설비 용적 내부에 들어 있는 가스들을 흡인하는 단계; - aspirating the gases contained within the installation volume to achieve the required vacuum level (typically < 1 mbar);

- 야금 목표(metallurgical objectives)를 달성하기에 적절하다고 여겨지는 시간(일반적으로 15 내지 20분) 동안 작동 압력을 유지하는 단계; Maintaining the operating pressure for a period of time which is considered appropriate to achieve metallurgical objectives (typically 15 to 20 minutes);

- 진공 챔버 내부에 대기압을 복원하고(밸브(V1)의 개방), 재료들을 정확한 양으로 추가함으로써 화학 분석을 개선하는 단계.Restoring the atmospheric pressure inside the vacuum chamber (opening of the valve V1) and improving the chemical analysis by adding the correct amounts of materials.

흡입 가스는 주로 대략 100-150 mbar의 압력까지의 공기와, 금속 증기들과, 철강으로부터 나온 수소 및 질소로 구성된다. 진공 발생 시스템의 흡입 능력은 압력의 범위에 걸쳐 자동적으로 조절한다. 조작자는 오직 진공 챔버 내에서의 비정상적인 화학 반응의 경우에만(특히, 레이들 자체로부터 백열 재료(incandescent material)의 누설을 방지하기 위해, 용융된 철강을 가진 레이들 내에 존재하는 슬래그의 거품 형성의 경우에) 조절을 수행하도록 요청된다.The inhaled gas consists mainly of air up to a pressure of approximately 100-150 mbar, metal vapors, hydrogen and nitrogen from steel. The suction capability of the vacuum generating system is automatically adjusted over a range of pressures. The operator is only able to control the bubble formation of the slag present in the ladle with molten steel in order to prevent leakage of the incandescent material from the ladle itself, especially in the case of abnormal chemical reactions only in the vacuum chamber To perform the adjustment.

전체 공정의 제어는 뚜껑 및/또는 탱크의 이동과 시스템의 작동 상태의 (즉, 진공 챔버 내부의 압력을 조절하기 위한 진공 발생기의 작동점의) 조절을 위한 자동 사이클의 명령을 거친다.Control of the entire process is commanded by an automatic cycle for movement of the lid and / or tank and adjustment of the operating state of the system (i. E., The operating point of the vacuum generator to regulate the pressure inside the vacuum chamber).

전체 탈가스 공정 중에 많은 양의 분진이 발생된다는 것은 알려져 있다.It is known that a large amount of dust is generated during the entire degassing process.

분진을 구성하는 재료는 주로 용탕(liquid bath) 내에 존재하는 금속 원소들의 증발로부터, 철강과 내화물 사이의 반응으로부터, 그리고 더 적은 정도로 철-합금 및 스코리파이어(scorifiers)로부터 파생되며, 이어서 흡기 라인과 필터를 따라서 농축된다. The material constituting the dust is mainly derived from the evaporation of the metallic elements present in the liquid bath, from the reaction between the steel and the refractory, and to a lesser extent from the iron-alloys and scorifiers, Lt; / RTI &gt; and the filter.

VD 공정 중에 처리된 철강의 톤당 대략 0.1~0.2 kg의 분진이 발생되며: (용강 200톤 용량의 레이들을 예로 들어 고려하면) 완전한 처리 중에 20~40 kg까지 발생될 수 있다. 일반적인 분진의 성분을 분석하면, Zn, MgO, CaO, Pb, Mn의 상당한 함량을 나타낸다. During the VD process, approximately 0.1 to 0.2 kg of dust per ton of treated steel is generated: up to 20 to 40 kg during complete processing (considering lakes of 200 tonnes of molten steel as an example). Analysis of the components of common dusts reveals significant contents of Zn, MgO, CaO, Pb and Mn.

VOD 공정("진공 산소 탈탄소", 용강 내에 낮은 수준의 탄소를 달성하기 위해 산소를 주입하는 진공 공정)에서, (200톤의 용강에 대해) 발생되는 분진의 양은 800~1000 kg에 도달할 수 있다. In a VOD process ("vacuum oxygen decarbonization", a vacuum process that injects oxygen to achieve low levels of carbon in molten steel), the amount of dust generated (for 200 tonnes of molten steel) can reach 800-1000 kg have.

마모 또는 막힘 현상(clogging phenomena)으로부터 진공 발생기를 보호하기 위해 그리고 분진의 대기 배출을 방지하기 위해 효율적인 집진 시스템을 가지는 것은 필수적이다. It is essential to have an efficient dust collection system to protect the vacuum generator from wear and clogging phenomena and to prevent dust emissions to the atmosphere.

만약 가압 여과(pressure filtration)가 요구될 경우에, 사이클론 분리기(접선 방향의 공기 흡입)와 백 필터(bag filter)가 흡기 라인(intake line)에 연속하여 설치된다. 그러나, 필터 설비들도 통합된 사이클론과 함께 존재한다. If pressure filtration is required, a cyclone separator (tangential air intake) and a bag filter are installed in series with the intake line. However, filter installations also exist with integrated cyclones.

일반적으로, 이 공정들로부터의 분진은, 그 성분들 때문에, 산소가 존재할 때 매우 쉽게 인화된다. 이런 이유로 (현재 이러한 애플리케이션들에서 가장 흔한 기술인) 백 필터들은 자주 효율적인 세척을 요구하며, 이는 일반적으로 매 처리 후에 캔버스 백(canvas bag)으로 역류로 불활성 가스(질소)를 불어줌으로써 자동적으로 수행되며, 이 기술은 "역펄스 제트(reverse purse jet)"로 알려져 있다.In general, dust from these processes is very easily ignited when oxygen is present, because of their components. For this reason, bag filters often require efficient cleaning, which is currently the most common technique in these applications, which is typically done automatically by blowing an inert gas (nitrogen) back into the canvas bag after each treatment, This technique is known as "reverse purge jet ".

대기 배출과 관련된 환경적 요구 이외에, 분진 감소를 위한 요소들을 설치할 필요성의 유무는, 설치될 진공 시스템에 의해 용인되는 분진의 정도에 의해 결정된다. In addition to environmental requirements related to air emissions, the need to install elements for dust reduction is determined by the degree of dust tolerated by the vacuum system to be installed.

지금까지, 완전히 상이한 작동 원리들에 근거한 두 개의 진공 발생 기술들이 있으며, 이 기술들은 기계식 펌프와 증기 이젝터 시스템이다. So far, there are two vacuum generation techniques based on completely different operating principles, which are mechanical pump and vapor ejector systems.

기계식 펌프로 진공 발생Vacuum generation with mechanical pump

철강산업에서 보통 사용되는 용어들에서, 기계식 펌프 진공 발생은 도 2에 도시된 바와 같은 일련의 로브(lobe) 타입 송풍기들(루츠 펌프)과 스크루 펌프들(스크루 펌프)을 구비한 진공 발생기를 언급한다. 이 경우에, 스크루 펌프들은 "예비-진공 펌프"로 지칭된다. In terms commonly used in the steel industry, mechanical pump vacuum generation refers to a vacuum generator with a series of lobe type blowers (roots pump) and screw pumps (screw pump) as shown in Figure 2 do. In this case, the screw pumps are referred to as "pre-vacuum pumps ".

일반적인 원리로서, 이 기계들 각각은 흡인된 가스의 압축을 수행하기 때문에, 압축 "스테이지(stage)"는 흡입과 배출 사이에서 동일한 압력 범위로 작동하는 하나 이상의 기계들을 나타내는 것으로 불리고 있다. As a general principle, since each of these machines performs the compression of the sucked gas, the compressed "stage" is referred to as representing one or more machines operating in the same pressure range between suction and discharge.

현재 가장 널리 퍼진 설비 해법들은, 도 2에 도시된 바와 같이, 일련의 직렬로 연결된 스크루 펌프와 적어도 두 개의 루츠 펌프들로 구성된다. Currently the most prevalent installation solutions consist of a series of serially connected screw pumps and at least two roots pumps, as shown in FIG.

상기 스테이지들은 관습적으로 진공 챔버(A)에 가장 가까운 것으로부터 시작하여 증가하는 번호순서로(스테이지 1, ....., 스테이지 n) 명명된다. 마지막 스테이지는 최종적으로 가스들을 대기로 배출하는 스테이지이다(예비-진공 스테이지). 각각의 스테이지는, 도 3에 도시된 바와 같이, 병렬로 연결된 몇몇의 펌프들로 구성될 수 있다. The stages are customarily named in ascending numerical order (stage 1, ....., stage n), starting from the closest to the vacuum chamber (A). The last stage is the stage where the gases are finally discharged to the atmosphere (pre-vacuum stage). Each stage may be composed of several pumps connected in parallel, as shown in Fig.

직렬 배치를 결정하는 기준은 다음과 같다: 스크루 펌프는 매우 높은 압축비(1:1000까지)로 작동할 수 있으나, 낮은 체적 유량을 가지며; 대신에 루츠 펌프는 많은 체적의 가스를 처리할 수 있으나, 높은 압축비(일반적으로 1:6)를 허용하지 않는다.The criteria for determining the tandem arrangement are as follows: The screw pump can operate at a very high compression ratio (up to 1: 1000), but with a low volumetric flow rate; Instead, roots pumps can handle large volumes of gas, but do not allow for high compression ratios (typically 1: 6).

일반적인 VD/VOD 설비들에서, 작용적으로, 스크루 펌프 단독으로 진공 챔버 내부에 적어도 20-50 mbar의 압력을 유지할 수 있으며, 대기중으로 가스를 배출한다. 더 높은 수준의 저압(<1 mbar)을 달성하기 위해, 적어도 두 스테이지의 루츠 펌프가 상류에 설치될 것이 요구된다. 루츠 펌프는, 그 유형의 구성(회전하는 로브들에 의해 교대로 해방 및 차단되는 이중 내부 챔버) 덕분에, 가스의 압력이 낮은 매우 희박한 가스들을 이동시키는데 가장 효과적이다.In typical VD / VOD installations, in operation, the screw pump alone can maintain a pressure of at least 20-50 mbar inside the vacuum chamber and release the gas into the atmosphere. In order to achieve a higher level of low pressure (< 1 mbar), at least two stage roots pumps are required to be installed upstream. The Roots pump is most effective in moving very low lean gases with low pressure of the gas, thanks to its type of construction (dual internal chambers alternately released and blocked by rotating lobes).

요약하면, 안정된 작동 상태에서(즉, 대기압으로부터 시작하는 진공 챔버의 초기 배기 과도 상태를 무시함), 초기 스테이지의 루츠 펌프들은 매우 낮은 압력(> 1 mbar)으로 공정 가스들을 흡인하며, 스크루 펌프가 높은 압축 효율로 작동하는 압력 범위로 스크루 펌프로 전달한다. In summary, the roots pumps of the initial stage draw process gases at very low pressure (> 1 mbar) in a stable operating state (i.e. ignoring the initial exhaust transient state of the vacuum chamber starting from atmospheric pressure) Delivered to the screw pump in a pressure range operating at high compression efficiency.

위에서 설명된 구성에서 기계식 펌프들의 사용의 주된 단점은, 회전하는 기계적 몸체들을 차단 및/또는 손상(시저(seizure))시킬 수 있으며 (가스켓이 노후화된 경우에 기어 챔버에 들어 있는) 윤활유를 오염시킬 수 있는 고체 미립자를 포집하기 위해, 흡입된 가스들의 여과를 수행할 필요가 있다는 것이다. 루츠 펌프는 - 분진 환경에서의 용도를 의미하지는 않으며 - 시저(seizure)의 작동 문제점에 처하지 않고서 이론적으로 분진 가스들의 처리가 가능하다. 그러나, 장기적으로 오일 오염의 문제점이 일어날 수 있다. 가장 큰 문제점은 스크루 펌프가 - 여과 없이 - 루츠 펌프에 의해 배출된 분진 가스들을 처리하도록 강제될 수 있다는 것과 관련되며, 이는 앞에서 말한 시저의 문제점에 처하게 되고 시스템의 즉각적인 차단을 초래한다.A major disadvantage of the use of mechanical pumps in the configuration described above is that they can block and / or damage (seize) the rotating mechanical bodies and contaminate the lubricating oil (in the gear chamber when the gasket is aged) It is necessary to perform filtration of the inhaled gases in order to collect the solid particulate that can be obtained. The Roots pump does not imply its use in a dust environment - it is theoretically possible to treat dust gases without having to deal with seizure operating problems. However, problems of oil contamination may occur in the long term. The biggest problem relates to the fact that the screw pump can be forced to process the dust gases discharged by the Roots pump without filtration, which suffers from the above-mentioned problems of the procedure and results in immediate interruption of the system.

기계식 펌프들을 가진 진공 발생 시스템의 일반적인 작동 상태를 설명함에 있어서, 설치된 주된 장치들(밸브들, 필터, 펌프들)의 기능을 결정하는 4 자동 사이클을 참조한다: In describing the general operating state of a vacuum generating system with mechanical pumps, refer to four automatic cycles to determine the function of the main devices (valves, filters, pumps) installed:

- 시스템의 활성화 사이클: 펌프들이 시작되고 주 밸브까지의 용적("유보된 용적(retained volume)이 일반적으로 < 5 mbar인 최종 압력에 도달할 때까지 배기되며; 이 스테이지에서 진공 챔버는 대기압으로 남아 있고 펌프는 최소의 회전 속도로 유지된다;- Activation cycle of the system: the pumps are started and the volume is evacuated until the volume to the main valve (the "retained volume" reaches a final pressure of typically <5 mbar; in this stage the vacuum chamber remains at atmospheric pressure And the pump is maintained at the minimum rotational speed;

- 탈가스 사이클: 진공 챔버와 유보된 용적 사이의 압력을 균등하게 하기 위해 제어되는 방식으로 주 밸브가 열리며; 기계적 관점(펌프와 필터 백)으로부터 시스템에 과도 응력을 가하지 않도록 그리고 이전의 처리 이후에 필터 백의 표면에 남아 있는 인화성 분진의 즉각적이고 격렬한 산화를 방지하도록 느린 균등화가 설계된다. 펌프들은 점진적으로 속도를 높여 최대 회전 속도에 도달한다. 압력을 낮추는 동안, 시스템 내의 진공 수준은 펌프를 감속/우회함으로써 또는 질소를 주입함으로써 제어될 수 있다. 일반적으로 6~8분 내에 공정 압력(< 1mbar)에 도달한다. Degassing cycle: the main valve is opened in a controlled manner so as to equalize the pressure between the vacuum chamber and the reserved volume; Slow equalization is designed to avoid excessive stresses to the system from the mechanical point of view (pumps and filter bags) and to prevent immediate and violent oxidation of flammable dust remaining on the surface of the filter bag after prior treatment. The pumps gradually increase the speed to reach the maximum rotational speed. While lowering the pressure, the level of vacuum in the system can be controlled by slowing / bypassing the pump or by injecting nitrogen. Typically, the process pressure (<1 mbar) is reached in 6 to 8 minutes.

- 진공 정지 사이클: 탈가스가 완료된 때, 주 밸브는 닫히고 진공 챔버는 대기압으로 되돌아간다(그 뒤에 뚜껑의 개방과 재료의 추가가 허용된다).- Vacuum stop cycle: When degassing is complete, the main valve is closed and the vacuum chamber returns to atmospheric pressure (after which the lid opening and the addition of material are allowed).

- 세정 사이클: 펌프들은 격리되고, 필터 백들은 질소를 불어주는 시스템에 의해 세정되며, 상기 세정 사이클 다음에 필요에 따라 분진 배출 사이클이 뒤따른다. Cleaning cycle: The pumps are isolated and the filter bags are cleaned by a nitrogen blowing system followed by a dust drain cycle after the cleaning cycle, if necessary.

백의 세정 사이클이 완료된 때, 유보된 용적은 (< 5mbr의 압력까지) 다시 배기되어 다음의 탈가스 사이클을 위한 시스템을 준비한다. 필터 백들의 세정은 기계식 펌프 시스템의 성능을 위한 중요한 측면이며, 그 이유는 아래와 같다: When the cleaning cycle of the bag is completed, the reserved volume is again exhausted (up to a pressure of <5 mbr) to prepare the system for the next degassing cycle. Cleaning of the filter bags is an important aspect for the performance of a mechanical pump system because:

- 백들에 분진이 과잉 축적되면, 필터를 통한 압력 손실이 증가되고, 진공 챔버 내부에서 도달될 수 있는 최소 압력이 제한된다. - If dust accumulates in the bags, the pressure loss through the filter is increased and the minimum pressure that can be reached inside the vacuum chamber is limited.

- 백들의 있을 수 있는 손상은 많은 양의 분진이 펌프들에 도달하도록 한다. 따라서, 만약 필터들의 세정 및 유지관리가 적정하게 수행되지 않으면(질소에 의한 세정 사이클, 백들의 규칙적인 검사...) 시스템의 작동은 위태롭다.Possible damage to the bags allows large amounts of dust to reach the pumps. Thus, if the cleaning and maintenance of the filters is not properly performed (cleaning cycle by nitrogen, regular inspection of bags ...), operation of the system is at stake.

이젝터Ejector 펌프(ejector pump)로 진공 발생 Vacuum generated by an ejector pump

이젝터 진공 발생기는 보일러에서 발생되거나 또는 다른 공급원으로부터 온 과열된 증기를 추진 유체(propellent fluid)로서 사용한다. 증기의 가속과 이젝터의 아키텍처의 결과로서, 공정 가스가 흡인되고 압축된다. Ejector vacuum generators use superheated steam from a boiler or from other sources as propellent fluid. As a result of the acceleration of the vapor and the architecture of the ejector, the process gas is sucked and compressed.

각각의 이젝터는, 흡입 압력과 배출 압력 사이의 특정한 비율(일반적으로 대략 1:5/1:15)을 달성하기 위해, 주어진 양의 가스를 압축하도록 크기가 부여된다. 공정에 의해 요구되는 압력(1 mbar)과 대기압(1000 mbar) 사이에서 작동하기 위해, 직렬로 작동하는 몇몇의 각각 다른 이젝터들이 요구된다. Each ejector is sized to compress a given amount of gas to achieve a specific ratio between suction pressure and discharge pressure (typically about 1: 5/1: 15). To operate between the pressure required by the process (1 mbar) and atmospheric pressure (1000 mbar), several different ejectors operating in series are required.

이 경우에, 직렬 배치에서, 각각의 이젝터는 압축 "스테이지(stage)"로서 고려된다. 그러나 (진공 챔버의 배기 단계 중에 일반적으로 요구되는) 더 높은 압력에서 시스템의 흡입 용량을 증가시키기 위해, 스테이지는 병렬로 배치된 몇몇의 이젝터들로 구성될 수 있다. In this case, in a tandem arrangement, each ejector is considered a compression "stage ". However, in order to increase the suction capacity of the system at higher pressures (which is generally required during the evacuation step of the vacuum chamber), the stage may consist of several ejectors arranged in parallel.

도 4는 일반적인 이젝터 펌핑 스테이션의 설비 레이아웃을 보여주며, 여기서 S1, S2, S3 및 S4는 이젝터 스테이지들을 가리키고, C1, C2 및 C3는 스테이지 사이의 응축기(condenser)를 가리키며, P는 수집 탱크 또는 "핫 피트(hot pit)"를 가리킨다. S3와 S4 스테이지들은, 특별한 경우에, 병렬로 작동하는 A/B 이젝터들의 쌍으로 구성된다. 개개의 스테이지들의 작동 순서는 보통 진공 챔버에 의해 도달된 압력에 의해 제어되며, (도 4를 참조하면) 아래와 같다: S4-S3-S2-S1.Figure 4 shows the layout of a typical ejector pumping station wherein S1, S2, S3 and S4 refer to the ejector stages, C1, C2 and C3 refer to the condenser between stages, and P is the collection tank or " Quot; hot pit ". The S3 and S4 stages, in a special case, consist of a pair of A / B ejectors operating in parallel. The operating sequence of the individual stages is usually controlled by the pressure reached by the vacuum chamber (see FIG. 4) as follows: S4-S3-S2-S1.

이젝터 시스템의 최대 효율(공정 가스의 최대 흐름의 처리)을 보장하기 위해, 주된 가스 흐름 내에 함유된 증기를 응축시키기 위한 열교환기들이 이젝터들과 직렬로 설치된다. Heat exchangers are installed in series with the ejectors to condense the vapor contained in the main gas stream to ensure maximum efficiency of the ejector system (treatment of the maximum flow of the process gas).

증기는, 실제로, 오직 공정 가스들을 흡인하기 위한 추진기로서 행동하며 압력이 증가하고 온도가 감소함에 따라 응축한다.The steam actually acts only as a propeller for aspirating process gases and condenses as the pressure increases and the temperature decreases.

따라서, 증기는 "응축기들" 내부에서 응축하도록 만들어지며, 응축기들은 "핫 피트(hot pit)"로 불리는 탱크 내부로 배수된다. Thus, the vapors are made to condense inside the "condensers" and the condensers are drained into a tank called a "hot pit".

이젝터 그룹들의 상류에 여과 시스템이 없을 때, 응축수는 높은 농도의 분진을 가지며, 따라서 적절한 폐수 처리 설비들과 "핫 피트(hot pit)" 내부로 보내지는 슬러지의 처리를 위한 유지관리 작업을 요구한다. When there is no filtration system upstream of the ejector groups, the condensate has a high concentration of dust, and therefore requires maintenance work for the treatment of appropriate wastewater treatment facilities and sludge sent into "hot pits" .

도 4는 네 개의 압축 스테이지들로 구성된 일반적인 이젝터의 다이어그램을 보여준다. Figure 4 shows a diagram of a typical ejector consisting of four compression stages.

이 다이어그램의 변형은, 이젝터를 대신하여 액체 링 펌프(liquid ring pump)구성된 제4 스테이지, 또는 대안으로서 가능한 제5 스테이지를 제공한다. 이 해법은 일반적으로 제한된 증기 이용 가능성을 가지거나 또는 설비 또는 공정 요구사항(VOD 시스템에서 100 mbar 위의 압력에서 안정적으로 작동하기에 필요한, 제한된 설치 공간)에 의해 요구되는 시스템들에서 바람직하다. This variant of the diagram provides a fourth stage in which a liquid ring pump is constructed in lieu of the ejector, or alternatively a possible fifth stage. This solution is generally desirable in systems that have limited steam availability or are required by installation or process requirements (limited installation space required to operate reliably at pressures above 100 mbar in a VOD system).

액체 링 펌프는 기계식, 원심 펌프이며, 원심 펌프 내에서, 변하는 (점진적으로 감소하는) 용적 내에 가스의 감금에 의한 압축은, 상기 펌프의 케이싱(몸체)에 편심인, 회전자의 원심 효과에 의해 발생된 액체 링의 회전에 중요한 영향을 미친다. The liquid ring pump is a mechanical, centrifugal pump, and compression in the centrifugal pump due to confinement of the gas in the changing (gradually decreasing) volume is caused by centrifugal effect of the rotor, eccentric to the casing (body) of the pump It has a significant influence on the rotation of the generated liquid ring.

펌핑 시스템과 여기에 연결된 분진 감소 그룹의 구성을 제외하고, 이젝터/액체 링 설비의 작동은 기계식 펌프에서 설명된 것과 전적으로 유사한 작동 순서를 거친다. Except for the configuration of the pumping system and the dust reduction group connected thereto, the operation of the ejector / liquid ring facility goes through an operation sequence that is quite similar to that described in the mechanical pump.

이젝터 시스템에 있어서, 펌핑 시스템을 보호할 목적으로, 백 필터의 설치를 요구할 정도로 분진을 감소하는 것은 필요하지 않으며, 이는 기계식 시스템, 일반적으로 루츠 또는 스크루 펌프에 의해 요구되는 기하학적 공차가 없기 때문이다. In an ejector system, it is not necessary to reduce the dust to such an extent as to require the installation of a bag filter for the purpose of protecting the pumping system, since there is no geometric tolerance required by the mechanical system, typically a roots or screw pump.

다른 한편, 일부 시스템들에서, 유지관리(이젝터의 세정 및 핫 피트의 수처리)를 최소화하기 위해, 관련된 자동 세정 시스템을 가진 사이클론 또는 심지어 백 필터가 설치될 수도 있다. On the other hand, in some systems, a cyclone with an associated automatic cleaning system or even a bag filter may be installed to minimize maintenance (cleaning of the ejector and hot-pit water treatment).

마지막으로, 필터 요소들이 없을 때, 주입된 증기에 의해 그리고 가능한 액체 링 펌프의 물에 의해 많은 양의 분진이 포집된다. 하나의 이젝터 스테이지와 또 다른 이젝터 스테이지 사이에서 응축된 증기는 공정 중에 발생된 분진의 일부를 포집하는 것을 돕는다. 위에서 언급한 바와 같이, 응축수는 (도 4에 P로 표시된) "핫 피트" 내부로 배수된다. 또한, 공정 가스와 접촉되는 가능한 액체 링은 남은 분진의 부분을 포집하는 것을 돕는다. 액체 링/이젝터 시스템에서, 굴뚝으로 배출되는 가스들 내에 함유된 분진의 양은 매우 적다.Finally, when there are no filter elements, a large amount of dust is collected by the injected steam and possibly by the water of the liquid ring pump. Vapor condensed between one ejector stage and another ejector stage helps to capture some of the dust generated during the process. As mentioned above, the condensate is drained into the "hot pit" (indicated by P in Fig. 4). Also, a possible liquid ring in contact with the process gas helps to collect the remaining dust. In a liquid ring / ejector system, the amount of dust contained in the gases discharged to the chimney is very small.

결론적으로, 이젝터 시스템과 기계식 펌프 시스템 사이의 시스템 레이아웃에 관련하여 주된 차이점은, 기계식 펌프에서 기계의 완전한 상태를 보존하기 위해 요구되는 (백을 세정하고 분진을 배출하기 위한 모든 보조 요소들을 가진) 백 필터의 존재이다. In conclusion, the main difference with regard to the system layout between the ejector system and the mechanical pump system is that it is necessary to maintain the integrity of the machine in the mechanical pump (with all auxiliary elements for cleaning the bag and for discharging the dust) The presence of a filter.

인젝터 진공 발생 시스템의 주된 제한은 복잡성과 높은 설비 및 운전 비용이다. The main limitations of the injector vacuum generation system are complexity and high installation and operating costs.

따라서, 본 발명의 목적은, 위에서 언급된 종래 기술의 단점들을 완전히 또는 부분적으로 제거하기 위해, 기계식 펌프 설비의 기술적/작동상 단순성과 이젝터 설비의 필터 시스템 없이 작동할 수 있는 가능성을 조합하여, 용강(liquid steel)을 진공 탈가스 하기 위한 설비 및 방법을 제공하는 것이다. It is therefore an object of the present invention to combine the technical / operational simplicity of a mechanical pump facility with the possibility of operating without a filter system of an ejector facility, in order to completely or partially eliminate the disadvantages of the prior art mentioned above, and an apparatus and a method for vacuum degassing liquid steel.

본 발명의 추가적인 목적은, 더욱 신뢰성 있게 작동하는 용강의 진공 탈가스를 위한 설비를 이용 가능하게 만드는 것이다. A further object of the present invention is to make available a facility for vacuum degassing of molten steel operating more reliably.

본 발명의 추가적인 목적은, 운전이 더 값싼 용강의 진공 탈가스를 위한 설비를 이용 가능하게 만드는 것이다. A further object of the present invention is to make available equipment for vacuum degassing of molten steel, which is cheaper to operate.

본 발명의 추가적인 목적은, 설비 비용의 면에서 적어도 기계식 펌프들을 가진 종래의 시스템과 필적하는 용강의 진공 탈가스를 위한 설비를 이용 가능하게 만드는 것이다. A further object of the present invention is to make available equipment for vacuum degassing of molten steel comparable to conventional systems with at least mechanical pumps in terms of equipment cost.

상기한 목적들에 따른, 본 발명의 기술적 특징들은 아래의 청구항들의 내용으로부터 명확하게 알 수 있으며, 그 이점들은, 비제한적인 예들로서 하나 이상의 실시예들을 보여주는 첨부된 도면들을 참조한 아래의 상세한 설명으로부터 더욱 명확하게 이해될 것이다. Technical features of the present invention, in accordance with the above objects, may be best understood from the following description of the claims, the benefit of which is set forth in the following description, taken in conjunction with the accompanying drawings, which illustrate, by way of non- Will be more clearly understood.

- 도 1은 철강 탈가스 설비의 전체적인 다이어그램을 보여주며;
- 도 2는 루츠 및 스크루 유형의 기계식 펌프들을 가진 종래의 진공 발생 시스템의 전체적인 다이어그램을 보여주며;
- 도 3은 루츠 및 스크루 유형의 기계식 펌프들을 가지며 각각의 스테이지가 병렬로 배치된 몇몇의 펌프들로 구성된 종래의 진공 발생 시스템의 전체적인 다이어그램을 보여주며;
- 도 4는 종래의 이젝터 진공 발생 시스템의 다이어그램이며;
- 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용강의 진공 탈가스 설비의 전체적인 다이어그램을 보여주며;
- 도 6은 본 발명의 대체 실시예에 따른 용강의 진공 탈가스 설비의 전체적인 다이어그램을 보여주며;
- 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용강의 진공 탈가스 설비 내의 진공 발생 시스템의 전체적인 다이어그램을 보여주며;
- 도 8은 액체 링(liquid ring) 펌프의 전체적인 다이어그램을 보여준다.
1 shows a general diagram of a steel degassing plant;
- Figure 2 shows a general diagram of a conventional vacuum generating system with mechanical pumps of the roots and screw types;
3 shows a general diagram of a conventional vacuum generating system comprising several pumps having loose and screw type mechanical pumps and each stage arranged in parallel; Fig.
- Figure 4 is a diagram of a conventional ejector vacuum generating system;
5 shows a general diagram of a vacuum degassing plant for molten steel according to a preferred embodiment of the present invention;
6 shows a general diagram of a vacuum degassing plant for molten steel according to an alternative embodiment of the present invention;
7 shows a general diagram of a vacuum generating system in a vacuum degassing plant for molten steel according to a preferred embodiment of the present invention;
Figure 8 shows a general diagram of a liquid ring pump.

첨부된 도면들을 참조하면, 참조번호 1은 본 발명에 따른 용강의 진공 탈가스를 위한 설비를 전체적으로 나타낸다. Referring to the accompanying drawings, reference numeral 1 generally denotes an apparatus for vacuum degassing of molten steel according to the present invention.

본 발명에 따른 설비(1)는 VD(진공 탈가스: Vacuum Degassing) 기술 또는 VOD(진공 산소 탈탄소: Vacuum Oxygen Decarburisation) 기술로 진공 탈가스를 위해 사용될 수 있으며, 용강(liquid steel)의 진공 처리가 요구되는 모든 애플리케이션들을 위해 사용될 수 있다. The facility 1 according to the present invention can be used for vacuum degassing with VD (Vacuum Degassing) technology or VOD (Vacuum Oxygen Decarburization) technology and can be used for vacuum degassing of liquid steel Can be used for all the applications required.

여기서 그리고 이로부터, 상세한 설명과 청구항들에서, 사용 상태에서 상기 용강 진공 탈가스 설비(1)가 참조된다. Here and hereafter, in the description and the claims, the molten steel vacuum degassing apparatus 1 is referred to in use.

본 발명의 일반적인 실시예에 따르면, 상기 용강의 진공 탈가스를 위한 설비는:According to a general embodiment of the present invention, the equipment for vacuum degassing of the molten steel comprises:

- 내부에 용강을 일시적으로 수용하기에 적합한 적어도 하나의 진공 챔버(2); 및At least one vacuum chamber (2) suitable for temporarily accommodating molten steel therein; And

- 흡기 덕트(intake duct)(20)를 통해 상기 적어도 하나의 진공 챔버(2)에 연결되는 진공 발생 시스템(10);을 포함한다.- a vacuum generating system (10) connected to said at least one vacuum chamber (2) through an intake duct (20).

상기 진공 챔버(2)는 목적에 적합한 임의의 유형일 수 있다. The vacuum chamber 2 may be of any type suitable for the purpose.

바람직하게는, 상기 진공 챔버(2)는 용강이 레이들(ladle)(L)을 통해 내부로 들어오도록 구성되지만, 용강을 수용하는데 직접 사용될 수도 있다. Preferably, the vacuum chamber 2 is configured such that the molten steel enters through the ladle L, but may also be used directly to receive the molten steel.

첫째 경우에, 도 5와 6에 도시된 바와 같이, 상기 진공 챔버(2)는 탱크(3)와 뚜껑(4)을 포함하며, 상기 탱크(3)는 상기 챔버(2)의 용적을 한정하고 내부에 레이들(L)을 수용하기에 적합하며, 상기 뚜껑(4)은 레이들(L)이 탱크(3) 내부에 수용된 때 탱크(3)를 밀봉하기에 적합하다. 상기 진공 챔버는, 탱크가 고정되고 뚜껑이 이동식일 때 "바퀴 달린 뚜껑(wheeled lid)" 유형이거나 또는 반대의 경우에 "바퀴 달린 탱크(wheeled tank)"의 유형일 수 있다. 5 and 6, the vacuum chamber 2 includes a tank 3 and a lid 4, the tank 3 defining the volume of the chamber 2 And the lid 4 is suitable for sealing the tank 3 when the ladle L is housed inside the tank 3. The lid L is adapted to receive the ladle L therein. The vacuum chamber may be of the "wheeled lid" type when the tank is fixed and the lid is movable, or in the opposite case, a "wheeled tank" type.

유리하게는, 도 5와 6에 도시된 바와 같이, 상기 진공 챔버는 용강의 교반과 용강 내부의 불순물의 제거를 위한 세척 가스, 몇몇의 경우에 질소의 주입 시스템과 결합될 수 있다. 특히, 이 주입 시스템(30)은 레이들의 바닥에 배치된 하나 이상의 다공성 격막들(porous septums)을 공급하도록 설계된다. Advantageously, as shown in Figures 5 and 6, the vacuum chamber can be combined with a cleaning gas, in some cases an injection system of nitrogen, for stirring the molten steel and removing impurities inside the molten steel. In particular, the injection system 30 is designed to supply one or more porous septums disposed at the bottom of the lasers.

둘째 경우에, 첨부된 도면들에 도시되지 않은 실시예에 따르면, 상기 진공 챔버(2)는 RH 공정(RH process)에 따라 그 내부에 용강을 직접 수용하도록 구성될 수 있다. 이 경우에, 용강은 레이들로부터 챔버 내부로 일시적으로 이동된다. 이러한 목적을 위해, 상기 진공 챔버는 두 개의 덕트들: 전달 덕트(delivery duct)와 복귀 덕트(return duct)를 통해 레이들과 연결되며, 전달 덕트를 통해 레이들로부터의 용강이 압력 차이에 의해 진공 챔버 내부로 이동되고, 처리된 용강은 복귀 덕트를 통해 진공 챔버로부터 레이들 내부로 되돌아 온다.In the second case, according to an embodiment not shown in the accompanying drawings, the vacuum chamber 2 may be configured to directly receive the molten steel therein in accordance with the RH process. In this case, the molten steel is temporarily moved from the ladle into the chamber. For this purpose, the vacuum chamber is connected to the ladle through two ducts: a delivery duct and a return duct, and the molten steel from the ladle through the delivery duct is vacuumed The molten steel is returned to the inside of the chamber, and the processed molten steel returns from the vacuum chamber into the ladle through the return duct.

본 발명에 따르면, 도 5와 6에 도시된 바와 같이, 상기 진공 발생 시스템(10)은 서로 직렬로 연결된 적어도 두 개의 압축 스테이지들(compression stages)을 포함하며: According to the invention, as shown in Figures 5 and 6, the vacuum generating system 10 comprises at least two compression stages connected in series with one another,

- 제1 압축 스테이지(11)는 상기 적어도 하나의 진공 챔버(2)에 더 가까이서 동작하며, 하나 이상의 스크루 펌프들(110)로 구성되고; - the first compression stage (11) operates closer to said at least one vacuum chamber (2) and consists of one or more screw pumps (110);

- 제2 압축 스테이지(12)는 가스를 적어도 대기압으로 가져오기 위해 상기 적어도 하나의 진공 챔버(2)로부터 더 멀리 떨어져 동작하며, 하나 이상의 액체 링 펌프들(120)로 구성된다.The second compression stage 12 operates further away from the at least one vacuum chamber 2 to bring the gas to at least atmospheric pressure and consists of one or more liquid ring pumps 120.

상기 하나 이상의 스크루 펌프들(110)은, 배출 압력이 대기압인 경우에 1:12를 초과하지 않는 압축비로 작동될 수 있으며, 배출 압력이 50 내지 120 mbar absolute 사이에 포함되는 경우에 1:200을 초과하지 않는 압축비로 작동될 수 있도록 크기가 부여된다. The one or more screw pumps 110 may be operated at a compression ratio not exceeding 1:12 when the discharge pressure is at atmospheric pressure and may be operated at a rate of 1: 200 if the discharge pressure is comprised between 50 and 120 mbar absolute So that it can be operated at a compression ratio not exceeding a predetermined value.

아래에서 명시되는 바와 같이, 상기 하나 이상의 스크루 펌프들(110)은 따라서 종래의 스크루 펌프들과 근본적으로 다른 방식으로 크기가 부여된다. As noted below, the one or more screw pumps 110 are thus sized in a manner that is fundamentally different from conventional screw pumps.

바람직하게는 상기 하나 이상의 스크루 펌프들(110)은, 배출 압력이 대기압인 경우에 1:3 내지 1:10 사이에 포함되는 압축비로 작동될 수 있으며, 배출 압력이 50 내지 120 mbar absolute 사이인 경우에, 1:25 내지 1:200 사이, 바람직하게는 1:70 내지 1:90의 압축비로 작동될 수 있도록 크기가 부여된다. Preferably, the one or more screw pumps 110 can be operated at a compression ratio comprised between 1: 3 and 1:10 when the discharge pressure is at atmospheric pressure, and when the discharge pressure is between 50 and 120 mbar absolute To be operated at a compression ratio of 1:25 to 1: 200, preferably 1:70 to 1:90.

상기 압축비의 범위 내에서 작동하는 사실 덕분에, 상기 하나 이상의 스크루 펌프들(110)은, 위에서 설명된 바와 같은 예비-진공 스테이지들(pre-vacuum stages)로서 사용되는 종래의 스크루 펌프들에 제공되는 내부 공차보다 훨씬 큰 내부 공차(internal tolerance)(로터(rotor)/로터 및 로터/케이스)를 부과하는 크기가 부여된다. 이처럼, 상기 스크루 펌프들(110)은 움직이는 기계적 부품들의 부작용 없이 높은 분진 농도를 가진 분진 가스들과 직접 접촉하여 작동할 수 있으며, 이에 따라 종래의 기계식 탈가스 시스템들에서 예비-진공 스테이지들로서 사용되는 스크루 펌프들의 일반적인 문제점들을 초래하지 않는다. Due to the fact that it operates within the compression ratio range, the one or more screw pumps 110 are provided to conventional screw pumps used as pre-vacuum stages as described above A size is imposed that imposes a much larger internal tolerance (rotor / rotor and rotor / case) than internal tolerance. As such, the screw pumps 110 can operate in direct contact with the dust gases with high dust concentrations, without the side effects of moving mechanical components, and thus used as pre-vacuum stages in conventional mechanical degassing systems Do not lead to the general problems of screw pumps.

이는, 본 발명에 따라 상기 스크루 펌프들이 상기 진공 챔버에 더 가까운 스테이지들에 사용된다는 사실과, 이러한 펌프들을 상기 압축 범위들 내에서 작동시키는 선택에 의해 가능하게 된다. This is made possible by the fact that according to the invention the screw pumps are used in stages closer to the vacuum chamber and the selection of operating these pumps within the compression ranges.

작동상, 가스를 압축시키는 동작은 진공 챔버로부터 멀리 떨어진 제2 압축 스테이지(마지막)를 형성하는 하나 이상의 액체 링 펌프에 의해 완료되며, 이는 액체 링 펌프들은 분진에 둔감하다는 사실을 이용한 것이다. In operation, the operation of compressing the gas is completed by one or more liquid ring pumps which form a second compression stage (final) away from the vacuum chamber, which utilizes the fact that the liquid ring pumps are dust insensitive.

유리하게, 상기 액체 링 펌프들은 또한 가스의 주된 흐름을 따라서 끌려가는 고체 입자들을 포집하는 중요한 기능을 수행한다. 따라서, 펌프 상수(pump service water)는 탈가스 공정에 의해 발생된 분진을 포집하고 그 다음에 분진을 하나의 지점에 모으기 위해 사용된다. 이와 같이, 가능한 배출 굴뚝(40)에서 분진의 배출은 최소화되며, 환경에 대한 영향은 낮아진다. Advantageously, the liquid ring pumps also perform an important function of collecting solid particles drawn along the main flow of gas. Thus, the pump service water is used to collect the dust generated by the degassing process and then to collect the dust at one point. Thus, the discharge of dust in the discharge chimney 40 as possible is minimized and the environmental impact is reduced.

본 발명 덕분에, 상기 진공 발생 시스템(10)은, 전형적인 종래의 기계식 펌프 시스템의 부작용 없이, 상기 적어도 하나의 진공 챔버(2)로부터 높은 농도로 분진을 함유한 가스를 직접 흡인할 수 있다. Thanks to the invention, the vacuum generating system 10 can directly draw in the dust-containing gas from the at least one vacuum chamber 2 at a high concentration, without the side effects of a typical conventional mechanical pump system.

종래에는, 본 발명의 구성과 달리, 탈가스 설비의 진공 발생 시스템에서 진공 챔버(A)로부터 가장 멀리 떨어진 압축 스테이지들을 형성하기 위해 스크루 펌프들이 사용된다. 이 펌프들은 (예비-진공)은, 1:1 내지 1:50 사이의 압축비로, 바람직하게는 1:2 내지 1:40 사이의 압축비로 작동함에도 불구하고, 대기압에서 배출에 대해 1:1000까지의 압축비로 동작하도록 설계된다. 반대로, 본 발명에 따른 스크루 펌프들(110)은 대기압에서 배출에 대해 1:12의 최대 압축비로 작동하도록 크기가 부여된다. 따라서, 종래의 스크루 펌프들은 매우 엄격한 내부 공차들(로터/로터 및 로터/케이스)을 가지도록 구성된다. 이는 특히 스크루 펌프들이 처리될 가스들 내의 분진의 존재에 민감하도록 만든다. Conventionally, screw pumps are used to form compression stages farthest from the vacuum chamber (A) in the vacuum generating system of the degassing apparatus, unlike the configuration of the present invention. Although these pumps (pre-vacuum) operate at a compression ratio between 1: 1 and 1:50, preferably between 1: 2 and 1:40, Compression ratio. Conversely, screw pumps 110 according to the present invention are sized to operate at a maximum compression ratio of 1:12 for discharge at atmospheric pressure. Thus, conventional screw pumps are configured to have very tight internal tolerances (rotor / rotor and rotor / case). This in particular makes the screw pumps sensitive to the presence of dust in the gases to be treated.

본 발명 덕분에, 한편으로는 용강 탈가스 설비의 설계를, 기계식 펌프의 경우에 요구되는 여과 장치(보통 백 필터)의 설치로부터 자유롭게 할 수 있으며, 다른 한편으로는 종래의 증기 이젝터 시스템에 수반된 설비 비용을 대폭 감소할 수 있게 한다. On the one hand, thanks to the invention, the design of the molten steel degassing plant can be freed from the installation of a filtration device (usually a bag filter) required in the case of a mechanical pump and, on the other hand, Thereby significantly reducing facility costs.

유리하게는, 상기 진공 발생 시스템(10)은 상기 진공 챔버(2)를 0.2 내지 5 mbar 사이의, 바람직하게는 0.5 내지 1.5 mbar 사이의 진공도(degree of vacuum)로 가져오도록 크기가 부여된다. 그 결과, 상기 진공 발생 시스템(10)은 1:5,000 내지 1:200 사이의 전체 압축비를 발생시키도록 크기가 부여된다. Advantageously, the vacuum generating system 10 is sized to bring the vacuum chamber 2 in a degree of vacuum between 0.2 and 5 mbar, preferably between 0.5 and 1.5 mbar. As a result, the vacuum generating system 10 is sized to produce a total compression ratio between 1: 5,000 and 1: 200.

본 발명에 따른 진공 발생 시스템(10)의 크기 결정에 관하여, 스크루 펌프들(110)과 액체 링 펌프들(120)의 수의 면에서 가능한 조합들은, 공정에 의해 요구되는 성능의 수준, 즉 한정된 진공 챔버의 배기 시간과 대략 < 1 mbar의 최종 진공도를 얻기 위해 설치되는 기계들의 수를 최소화하기 위해 때때로 만들어지는 설계 선택에 따른다. With regard to the sizing of the vacuum generating system 10 according to the present invention, the possible combinations in terms of the number of screw pumps 110 and liquid ring pumps 120 will depend on the level of performance required by the process, Depending on the design choices made from time to time to minimize the evacuation time of the vacuum chamber and the number of machines installed to obtain a final vacuum degree of approximately <1 mbar.

유리하게는, 상기 진공 발생 시스템(10)은 제1 스테이지(11)와 제2 스테이지(12) 사이에 직렬로 배치된 하나 이상의 중간 압축 스테이지들을 포함할 수 있으며, 하나 이상의 중간 압축 스테이지들은 각각 제1 스테이지(11)의 스크루 펌프들과 유사한 특성들을 가진 하나 이상의 스크루 펌프들(110)로 구성된다.Advantageously, the vacuum generating system 10 may include one or more intermediate compression stages arranged in series between the first stage 11 and the second stage 12, And one or more screw pumps 110 having characteristics similar to the screw pumps of the one stage 11.

"유사한 특성들"이라는 용어는 중간 스테이지들의 상기 하나 이상의 스크루 펌프들이 제1 스테이지의 스크루 펌프들과 동일한 압축 범위 내에서 작동하도록 크기가 부여된다는 것을 의미하며, 따라서 종래의 스크루 펌프들에 제공된 것보다 훨씬 높은 내부 공차들(로터/로터 및 로터/케이스)을 채택할 수 있도록 한다. 상기 중간 스테이지들의 스크루 펌프들의 크기는 제1 스테이지의 스크루 펌프들의 크기와 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 크기의 선택은 진공 발생 시스템의 크기 결정에 따른다. The term "similar characteristics" means that the one or more screw pumps of the intermediate stages are sized to operate within the same compression range as the screw pumps of the first stage, and therefore, Allowing for much higher internal tolerances (rotor / rotor and rotor / case). The size of the screw pumps of the intermediate stages may be the same or different from the size of the screw pumps of the first stage. The choice of size depends on the sizing of the vacuum generating system.

상기 압축 스테이지들(제1, 제2 또는 중간) 중 하나 이상은 각각 병렬로 연결된 두 개 이상의 펌프들로 구성될 수 있다. At least one of the compression stages (first, second or middle) may comprise two or more pumps connected in parallel.

첨부된 도면들에 도시되지 않은 실시예에 따르면, 상기 진공 발생 시스템은 두 개 이상의 병렬의 펌핑 모듈들(pumping modules)로 구성될 수 있으며, 펌핑 모듈들 각각은 적어도 스크루 펌프들을 가진 제1 압축 스테이지(11)와 액체 링 펌프들을 가진 제2 압축 스테이지(12)로 구성된다.According to an embodiment not shown in the accompanying drawings, the vacuum generating system may consist of two or more parallel pumping modules, each of which comprises a first compression stage with at least screw pumps (11) and a second compression stage (12) with liquid ring pumps.

모듈당 설치된 펌프들의 전체 수와 모듈들의 수는 설계 단계에서 설치의 최적화와 보조 요소들(물, 질소, 전기)의 소비의 최소화를 목표로 하여 결정된다. The total number of pumps and modules installed per module is determined at the design stage with the aim of minimizing installation optimization and consumption of auxiliary components (water, nitrogen, electricity).

유리하게는, 모듈식 구성은 진공 발생 시스템(10)을 위해 채택될 수 있으며, 즉, 병렬로 설치된 유닛들로 분리될 수 있거나, 또는 모듈화 없이 두 스테이지들에서 펌프들이 그룹화되는 "하이브리드(hybride)" 설치일 수 있다. Advantageously, a modular configuration may be employed for the vacuum generating system 10, i.e. it may be separated into units installed in parallel, or a "hybride " system in which the pumps are grouped in two stages, "Installation can be.

바람직하게는, 상기 진공 발생 시스템(10)은 상기 펌프들의 상류에 인접하여 설치된 적절한 차단 밸브들을 폐쇄함으로써 상기 시스템의 나머지로부터 격리될 수 있다. Advantageously, the vacuum generating system 10 can be isolated from the rest of the system by closing the appropriate shut-off valves located upstream of the pumps.

바람직하게는, 도 5와 6에 도시된 바와 같이, 상기 흡기 덕트(20)는 가스 흐름으로부터 스크루 펌프들(110)로 형성된 압축 스테이지들을 제외시킬 수 있는 우회 덕트(by-pass duct)(21)를 포함한다. 이 해법은 모듈식 구조와 비모듈식 구조 둘 다의 경우에 채택될 수 있다. 5 and 6, the intake duct 20 includes a by-pass duct 21, which can exclude compression stages formed from the gas streams from the screw pumps 110, . This solution can be employed for both modular and non-modular structures.

작동에 있어서, 아래에서 다시 설명되는 바와 같이, 상기 우회 덕트(21)의 존재는 탈가스 공정의 일부 스테이지들의 기능으로부터 스크루 펌프들을 제외시키기 위해 사용될 수 있다. In operation, the presence of the bypass duct 21 can be used to exclude screw pumps from the function of some stages of the degassing process, as will be described below again.

바람직하게는, 본 발명에 따른 탈가스 설비(1)에 사용되는 스크루 펌프들(110) 각각은 전기적 축(electric axis)을 통해 서로 운동학적으로 동기화된 두 개의 스크루 로터들을 포함한다. Preferably, each of the screw pumps 110 used in the degassing plant 1 according to the present invention comprises two screw rotors which are kinematically synchronized with one another via an electric axis.

두 개의 스크루 로터들의 연결과 동기화를 위해, 이 펌프들은, 엔진이 하나의 스크루 로터에 움직임을 전달하고 다른 로터는 오일 배스(oil bath) 내의 일련의 기어들에 의해 피동/동기화되는 종래의 "기계적 축(mechanical axis)"을 사용하지 않는다. For the connection and synchronization of the two screw rotors, these pumps are a conventional "mechanical " type, in which the engine delivers motion to one screw rotor and the other rotor is driven / synchronized by a series of gears in an oil bath Mechanical axis "is not used.

"전기적 축(electric axis)"이라는 용어는, (각각의 스크루를 위해 하나의) 인버터(inverter)와 한 쌍의 인코더들(encoders)에 의한 한 쌍의 엔진들의 소프트웨어 동기화를 의미한다. 소프트웨어는 상기 로터들이 계속적으로 동기화되도록 두 개의 인버터들의 파라미터들을 즉각적으로 관리한다. 더욱이, 두 개의 인코더들은 스크루 로터들의 축들의 각 편차(angular deviation)를 제어함으로써, 이 축들이 서로 완전히 평행하도록 한다. The term "electric axis " refers to software synchronization of a pair of engines by an inverter and a pair of encoders (one for each screw). The software immediately manages the parameters of the two inverters so that the rotors are continuously synchronized. Moreover, the two encoders control the angular deviation of the axes of the screw rotors so that these axes are perfectly parallel to one another.

작동에 있어서, 임의의 기능적 이상(예컨대, 분진의 축적에 기인한 내부 마찰)은 모터들의 토크와 전류 흡수의 증가를 초래하며, 결과적으로, 로터들의 각속도에 편차를 발생시킬 수 있다. 유리하게는, 상기 소프트웨어는 균형이 복원될 때까지 실시간으로 속도에 작용할 수 있으며, 펌프의 응력과 과열을 방지한다. In operation, any functional anomaly (e.g., internal friction due to the accumulation of dust) results in an increase in torque and current absorption of the motors and, as a result, can cause deviations in the angular speed of the rotors. Advantageously, the software can act at speed in real time until the balance is restored, preventing stress and overheating of the pump.

기계적 축을 가진 해법과 비교하여, 이 전기적 축의 구성은 기어들의 윤활을 위한 오일을 요구하지 않는다. 윤활유가 없는 것은 이점이다. 사실, 압축 챔버(저압)와 가능한 (공존하는) 기어 챔버(고압) 사이의 가능한 압력 차이에 기인하여, 오일은 공정 가스 내부로 흡인되어, 분진과 혼합되고 방해물을 발생시킬 수 있다. Compared to solutions with mechanical axes, the construction of this electrical axis does not require oil for lubrication of the gears. It is advantageous that there is no lubricant. In fact, due to the possible pressure differential between the compression chamber (low pressure) and the possible (coexisting) gear chamber (high pressure), the oil may be drawn into the process gas, mixed with the dust, and produce an obstruction.

본 발명에 따른 탈가스 설비(1)에 사용되는 상기 액체 링 펌프들(120)은 그 자체가 알려진 유형이며 따라서 그들의 작동은 본 기술분야의 기술자에게 날려져 있다. 따라서, 액체 링 펌프에 대한 상세한 설명은 제공되지 않지만, 일부 특정한 요소들을 도입하기 위해 유용한 다수의 개념들에 단순히 참조된다. The liquid ring pumps 120 used in the degassing plant 1 according to the present invention are of a type known per se and therefore their operation is blown by those skilled in the art. Thus, a detailed description of a liquid ring pump is not provided, but is simply referred to a number of concepts useful for introducing some specific elements.

특히, 본 발명에 사용되는 상기 액체 링 펌프들은 도 8에 도시된 구조를 가질 수 있다. In particular, the liquid ring pumps used in the present invention may have the structure shown in Fig.

도 8에 도시된 바와 같이, 액체 링 펌프는 편심 날개 로터(eccentric vane rotor)(121)와 상수(service water)(W)로 불리는 물의 링(122) 사이에 공정 가스(G')를 압축한다. 작동에 있어서, 공정 가스(G')에 의해 운반되는 분진은 필연적으로 상수(W)와 접촉하게 되며, 상수(W)는 집진기(collector)로서 작용한다. 상기 펌프(120)는 압축된 가스(G")를 분진이 함유된 상수의 최소 양과 함께 배출한다. 가스와 분진이 함유된 상수의 혼합물(G" + W)은 분리기(separator)(123)에 도달하며, 분리기(123)는 분리기(123)의 하부에 수집된 더러운 물로부터 가스를 분리한다(가스는 이제 대기압이며 굴뚝으로 보내진다). 유리하게는, 증발로부터의 손실을 상쇄하기 위해 상수(W)가 보충(124)된다. 8, the liquid ring pump compresses the process gas G 'between an eccentric vane rotor 121 and a ring 122 of water called a service water W . In operation, the dust carried by the process gas (G ') inevitably comes into contact with the constant (W), and the constant (W) acts as a collector. The pump 120 discharges the compressed gas G "together with a minimum amount of dust-containing constant. The mixture of gas and dust-containing constant G" + W is supplied to a separator 123 And the separator 123 separates the gas from the collected dirty water at the bottom of the separator 123 (the gas is now at atmospheric pressure and is sent to the chimney). Advantageously, the constant W is supplemented (124) to offset losses from evaporation.

보다 구체적으로, 상수(W)는 두 개의 방식인 열린 회로와 닫힌 회로로 취급될 수 있다. More specifically, the constant W can be treated as an open circuit and a closed circuit in two ways.

닫힌-회로 관리에서는, 상수(W)는 펌프의 성능은 저하되는 분진의 포화 한계(saturation limit)까지 재순환된다. 이 시점에서, 모든 상수(W)는 배출되고 깨끗한 상수로 교체된다.In closed-circuit management, the constant W is recirculated to the saturation limit of the dust, which degrades the performance of the pump. At this point, all the constants (W) are discharged and replaced with clean constants.

열린-회로 관리에서는, 상수는 분리기로부터 (도 8에 도시된 개구(125)를 통해) 연속적으로 배출되며, 깨끗한 상수 라인(124)이 상기 액체 링 펌프의 공급 회로(service circuit)를 연속적으로 보충한다. In open-circuit management, the constant is continuously discharged from the separator (via opening 125 shown in FIG. 8), and a clean constant line 124 continuously replenishes the service circuit of the liquid ring pump do.

유리하게는, 분진을 함유한 상수는 이제 불활성이며 두 개의 상이한 방식으로 취급될 수 있다. Advantageously, the dust-containing constants are now inert and can be handled in two different ways.

제1 방법에 따르면, 분진이 함유된 물은 오버플로우(overflow)를 가진 디캔팅 수조(decanting bath) 내에 모이며, 오버플로우는 제2 수조(bath)로 인도된다. 분진을 함유한 상수는 제2 수조로부터 원심 펌프에 의해 수처리 설비로 보내지며, 그곳에서 종래의 방식으로 처리된다. According to a first method, the water containing the dust is collected in a decanting bath with overflow, and the overflow is led to a second bath. Constant containing dust is sent from the second tank to the water treatment plant by a centrifugal pump, where it is treated in a conventional manner.

제2 방법에 따르면, 도 7에 개략적으로 도시된 바와 같이, 상기 분리기를 떠난 분진 함유 상수는 현장에서 알려진 방법을 사용하여 여과될 수 있다. According to a second method, as schematically shown in Fig. 7, the dust-containing constant leaving the separator can be filtered using methods known in the field.

유리하게는, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 설비(1)는, 상기 액체 링 펌프들에 의해 공정 가스들 내에 분산된 상수를 보충하는 것에 추가하여, 상수 내에 함유된 분진을 분리하여 펌프로 재순환시키는 보조 유닛(50)을 포함한다. Advantageously, as shown in Figure 7, in addition to supplementing the constants dispersed in the process gases by the liquid ring pumps, the installation 1 separates the dust contained in the water and pumps it And an auxiliary unit 50 for recirculation.

연속 사이클 작동은 보충수의 냉각 및 세정 덕분에 분진의 제어된 제거(내부 축적의 방지)와 액체 링 펌프(120)의 최적의 작동을 보장한다. Continuous cycle operation ensures controlled removal (prevention of internal accumulation) of dust and optimal operation of the liquid ring pump 120 due to cooling and cleaning of the makeup water.

상기 보조 유닛(50)은 각각의 액체 링 펌프 또는 모듈에 집중되거나 배치될 수 있으나, 동일한 기능들을 유지한다. The auxiliary unit 50 may be concentrated or disposed on each liquid ring pump or module but retains the same functions.

상기 보조 유닛(50)의 대안으로서, 상기 설비(1)는 액체 링 펌프에 의해 사용되는 상수의 적어도 하나의 연속 교체 장치를 포함할 수 있으며, 여기서 상수는 재순환하지 않고 복귀하지 않는다. As an alternative to the auxiliary unit 50, the installation 1 may comprise at least one continuous replacement device of a constant used by the liquid ring pump, where the constant does not recirculate and does not return.

유리하게는, 도 5와 6에 도시된 바와 같이, 상기 진공 챔버(2)와 진공 발생 시스템(10) 사이에 포함된 부분에서, 상기 흡기 덕트(20)는 제1 제어 밸브(23)를 구비한 대기(atmosphere)로의 연결 분기관(branch)(28)을 포함한다. 제1 제어 밸브(23)는, 탈가스 공정의 끝에서 진공 챔버(2)를 처리된 용강을 꺼내기 전에 대기압으로 되돌리기 위해 개방된다. Advantageously, as shown in FIGS. 5 and 6, at a portion comprised between the vacuum chamber 2 and the vacuum generating system 10, the intake duct 20 is provided with a first control valve 23 And a connecting branch 28 to an atmosphere. The first control valve 23 is opened to return the vacuum chamber 2 to the atmospheric pressure before removing the processed molten steel at the end of the degassing step.

유리하게는, 도 5와 6에 도시된 바와 같이, 상기 진공 챔버(2)와 진공 발생 시스템(10) 사이에 포함된 부분에서, 상기 흡기 덕트(20)는 불활성 가스(질소 또는 아르곤)를 담고 있는 탱크(미도시)로의 연결 분기관(branch)(29)를 포함할 수 있으며, 연결 분기관(29)는 제2 제어 밸브(24)를 갖추고 있다. 불활성 가스는 상기 제2 밸브(24)를 개방함으로써 주입될 수 있으며, 이는 거품상 슬래그(foamy slag)를 관리하기 위해 내부의 압력을 상승시킨다. Advantageously, as shown in FIGS. 5 and 6, at a portion comprised between the vacuum chamber 2 and the vacuum generating system 10, the intake duct 20 contains an inert gas (nitrogen or argon) (Not shown), and the connecting branch 29 is equipped with a second control valve 24. The second control valve 24 is connected to the branch 29, The inert gas can be injected by opening the second valve 24, which raises the internal pressure to manage the foamy slag.

도 5에 도시된 바람직한 실시예에 따르면, 상기 탈가스 설비(1)는 진공 챔버(2)를 떠나 진공 발생 시스템(1)을 통과하여야 하는 가스들의 여과 장치를 포함하지 않는다. 상기 가스들 내의 분진의 농도 수준에 관계없이, 진공 챔버(2)로부터 배출된 가스들은 예방을 위한 가스 여과 단계 없이 진공 발생 시스템에 의해 직접 흡인된다. 이전에 언급한 바와 같이, 이는 본 발명의 덕분에 가능하다. According to the preferred embodiment shown in Fig. 5, the degassing installation 1 does not include a filtration device for the gases which must leave the vacuum chamber 2 and pass through the vacuum generating system 1. In Fig. Regardless of the concentration level of dust in the gases, the gases discharged from the vacuum chamber 2 are drawn directly by the vacuum generating system without a gas filtration step for prevention. As mentioned previously, this is possible thanks to the invention.

도 6에 도시된 대체 가능한 실시예에 따르면, 상기 탈가스 설비(1)는 진공 챔버(2) 떠나서 진공 발생 시스템(10)을 통과하는 가스들의 적어도 하나의 여과 장치(25)를 포함할 수 있다. 이러한 여과 장치(25)는 진공 챔버(2)와 진공 발생 시스템(10) 사이에 배치된다. According to an alternative embodiment shown in Figure 6 the degassing installation 1 may comprise at least one filtering device 25 of gases leaving the vacuum chamber 2 and passing through the vacuum generating system 10 . This filtering device 25 is disposed between the vacuum chamber 2 and the vacuum generating system 10.

작동에 있어서, 상기 진공 챔버(2)를 떠난 가스들은, 진공 발생 시스템에 의해 흡인되기 전에, 가스들 내에 존재하는 분진 함량을 적어도 부분적으로 줄이기 위해 여과된다. 본 발명 덕분에, 가능한 분진의 존재가 진공 발생 시스템(10)의 작동에 영향을 미치지 않는다는 것을 고려하면, 분진의 감소는 부분적이고 무난할 수 있다. 예방을 위한 여과 단계는 시스템 내의 분진의 관리를 최적화하기 위해 그리고 액체 링 펌프들에 의해 관리될 분진의 부하를 감소시키기 위해 제공될 수 있다. In operation, gases leaving the vacuum chamber (2) are filtered to at least partially reduce the amount of dust present in the gases before being drawn by the vacuum generating system. Given that the presence of possible dust does not affect the operation of the vacuum generating system 10, thanks to the present invention, the reduction of dust can be partial and passable. The filtration step for prevention may be provided to optimize the management of the dust in the system and to reduce the load of dust to be managed by the liquid ring pumps.

상기 여과 장치(25)는 백 필터, 사이클론 또는 백 필터와 사이클론이 통합된 시스템으로 구성될 수 있다.The filtration device 25 may comprise a system in which a bag filter, a cyclone or a bag filter and a cyclone are integrated.

특히, 도 6에 도시된 대체 가능한 실시예에 따르면, 상기 설비(1)는 적어도 하나의 차단 밸브(22)를 포함하며, 상기 차단 밸브(22)는 진공 챔버(2)와 여과 장치(25) 사이에서 흡기 덕트(20)에 설치된다. 이러한 차단 밸브(22)는 흡기 덕트(20)의 상기 대기로의 연결 분기관(28) 내부로의 분기점(branching point)의 하류에 배치된다. 상기 차단 밸브(22)는 상기 설비(1)를 두 개의 부분으로 분할하며, 이에 따라 두 개의 용적들을 식별한다. 제1 부분은 진공 챔버(탱크 용적)를 포함하며; 제2 부분은 여과 장치와 진공 발생 시스템(유보된 용적)을 포함한다. 6, the facility 1 comprises at least one shut-off valve 22, which is connected to the vacuum chamber 2 and the filtration device 25, And is installed in the intake duct (20). This shut-off valve 22 is disposed downstream of the branching point of the intake duct 20 into the connecting branch 28 of the atmosphere. The shutoff valve 22 divides the facility 1 into two parts, thereby identifying two volumes. The first part comprises a vacuum chamber (tank volume); The second part includes a filtration device and a vacuum generating system (reservoir volume).

작동에 있어서, 상기 탱크 용적은 매 진공 처리 후에 진공 챔버를 외부 환경과 연통되도록 하는 상기 제1 제어 밸브(23)를 개방함으로써 대기압으로 복귀한다. 대신에, 상기 유보된 용적은 효과적으로 기밀 상태로 유지하는 차단 밸브(22) 덕분에 항상 진공으로 유지된다. 상기 유보된 용적의 진공의 유지는, 차단 밸브(22)를 개방하는 순간에 탱크와 유보된 용적 사이의 압력을 균등하게 하는 "플리넘 챔버(plenum chamber)"로서 유보된 용적을 사용함으로써, 시스템 내의 압력을 낮추는데 요구되는 시간을 단축할 수 있게 한다. In operation, the tank volume returns to atmospheric pressure by opening the first control valve 23, which, after each vacuum treatment, causes the vacuum chamber to communicate with the external environment. Instead, the reserved volume is always kept vacuum by virtue of the shut-off valve 22, which keeps it in an air-tight condition. The maintenance of the vacuum of the reserved volume can be accomplished by using the reserved volume as a "plenum chamber" that equalizes the pressure between the reservoir and the reserved volume at the moment of opening the shut- Thereby shortening the time required to lower the pressure in the chamber.

상기 차단 밸브(22)의 존재는, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 설비(1)가 여과 장치(25)를 구비한 경우에(특히, 여과 장치가 백 필터인 경우에) 바람직하다. 이 경우에, 상기 유보된 용적은 여과 장치의 존재에 기인하여 매우 크다. The presence of the shut-off valve 22 is preferable when the facility 1 is equipped with the filtration device 25 (particularly when the filtration device is a bag filter), as shown in Fig. In this case, the reserved volume is very large due to the presence of the filtration device.

유리하게는, 상기 설비(1)가 여과 장치(25)를 갖추지 않은 경우(도 5 참조)에는, 유보된 용적은 줄어들고 이에 따라 상기 용적을 진공으로 유지하는 것과 연관된 이점이 제한되기 때문에, 상기 차단 밸브(22)는 설치될 필요가 없다. Advantageously, when the facility 1 does not have a filtration device 25 (see FIG. 5), the reserved volume is reduced and therefore the advantages associated with maintaining the volume in vacuum are limited, The valve 22 need not be installed.

유리하게는, 상기 설비(1)가 VOD(진공 산소 탈탄소) 기술로 진공 탈가스를 위해 사용되는 경우에, 상기 설비(1)는 공정 가스들을 냉각시키기 위한 열교환기(첨부된 도면들에 도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 사실, VOD 기술에서, 산소의 주입과 그 결과로서 철강의 탈탄소의 결과로서, 수반된 온도는 상당히 증가한다. 상기 열교환기는, 시스템의 제2 부분(유보된 용적) 내에서, (만약, 존재한다면) 여과 장치(22)의 상류에 그리고 차단 밸브의 하류에 배치되어야 한다.Advantageously, when the facility 1 is used for vacuum degassing with VOD (vacuum oxygen-decarbonization) technology, the facility 1 comprises a heat exchanger for cooling the process gases (Not shown). In fact, in VOD technology, as a result of the injection of oxygen and, as a consequence, of the decarbonization of steel, the temperature involved is considerably increased. The heat exchanger should be located upstream of the filtration device 22 (if present) and downstream of the shut-off valve within the second part (reservoir volume) of the system.

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본 발명은 또한 용강의 진공 탈가스를 위한 방법에 관한 것이다. The present invention also relates to a method for vacuum degassing of molten steel.

특히, 본 발명에 따른 방법은, 특히 위에서 설명된 바와 같은 본 발명에 따른 탈가스 시스템에서 시행될 수 있다. 위에서 설명된 설비(1)와 공통적인 부분들은 동일한 참조번호를 사용하여 표시된다. In particular, the process according to the invention can be carried out in a degassing system according to the invention, in particular as described above. Parts common to the facility 1 described above are indicated using the same reference numerals.

본 발명의 일반적인 실시예에 따르면, 용강의 진공 탈가스를 위한 방법은 아래의 작동 단계들을 포함한다: According to a general embodiment of the invention, a method for vacuum degassing of molten steel comprises the following operating steps:

a) 내부에 용강을 일시적으로 수용하기에 적합한 적어도 하나의 진공 챔버(2)를 제공하는 단계;a) providing at least one vacuum chamber (2) suitable for temporarily accommodating molten steel therein;

b) 용강을 상기 진공 챔버(2) 내부에 배치하는 단계;b) disposing molten steel in the vacuum chamber (2);

c) 용강의 탈가스 작업을 완료하기 위해 상기 진공 챔버 내부에 미리 결정된 진공도(degree of vacuum)를 생성하고 그 진공도를 미리 결정된 기간 동안 유지하는 진공 발생 시스템(10)을 통해 상기 진공 챔버(2)를 배기시키는 단계; 및c) generating a predetermined degree of vacuum inside the vacuum chamber to complete the degassing operation of the molten steel and maintaining the vacuum for a predetermined period of time; ; And

d) 상기 진공 챔버(2)를 다시 대기압으로 가져오며 탈가스된 용강을 인출하는 단계. d) withdrawing the degassed molten steel while bringing the vacuum chamber (2) back to atmospheric pressure.

본 발명에 따르면, 상기 진공 배기 단계(c)는 직렬로 함께 연결된 적어도 두 개의 압축 단계들을 포함하는 진공 발생 시스템(10)에 의해 수행되며, 상기 적어도 두 개의 압축 스테이지들 중: According to the invention, the vacuum evacuation step (c) is carried out by a vacuum generating system (10) comprising at least two compression stages connected together in series, and wherein, among the at least two compression stages:

- 제1 압축 스테이지(11)는 상기 적어도 하나의 진공 챔버(2)에 더 가까이에서 동작하며, 하나 이상의 스크루 펌프들(110)로 구성되고; - the first compression stage (11) operates closer to the at least one vacuum chamber (2) and consists of one or more screw pumps (110);

- 제2 압축 스테이지(12)는 가스를 적어도 대기압으로 가져오기 위해 상기 적어도 하나의 진공 챔버(2)로부터 더 멀리서 동작하며, 하나 이상의 액체 링 펌프들(liquid ring pumps)(120)로 구성된다. The second compression stage 12 operates further from the at least one vacuum chamber 2 to bring the gas to at least atmospheric pressure and consists of one or more liquid ring pumps 120.

상기 하나 이상의 스크루 펌프들(110)은, 배출 압력이 대기압인 경우에, 1:12를 초과하지 않는 압축비로 작동할 수 있도록 크기가 부여되고, 배출 압력이 50 내지 120 mbar absolute 사이에 포함되는 경우에, 1:200을 초과하지 않는 압축비로 작동할 수 있도록 크기가 부여된다. The one or more screw pumps 110 are sized to operate at a compression ratio not exceeding 1:12 when the discharge pressure is at atmospheric pressure and the discharge pressure is comprised between 50 and 120 mbar absolute To be operated at a compression ratio not exceeding 1: 200.

바람직하게는, 상기 하나 이상의 스크루 펌프들(110)은, 배출 압력이 대기압인 경우에, 1:3 내지 1:10 사이에 포함되는 압축비로 작동 가능하도록 크기가 부여되고, 배출 압력이 50 내지 120 mbar absolute 사이인 경우에, 1:25 내지 1:200 사이의, 바람직하게는 1:70 내지 1:90 사이의 압축비로 작동 가능하도록 크기가 부여된다.Preferably, the one or more screw pumps 110 are sized to be operable at a compression ratio comprised between 1: 3 and 1:10 when the discharge pressure is at atmospheric pressure, the discharge pressure is between 50 and 120 mbar absolute, is sized to be operable at a compression ratio between 1:25 and 1: 200, preferably between 1:70 and 1:90.

바람직하게는, 상기 배기 단계(c)에서, 상기 진공 챔버(2)는 0.2 내지 5 mbar, 바람직하게는 0.5 내지 1.5 mbar 사이의 진공도에서 동작하도록 제공된다. Preferably, in the evacuation step (c), the vacuum chamber 2 is provided to operate at a degree of vacuum between 0.2 and 5 mbar, preferably between 0.5 and 1.5 mbar.

본 방법의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 배기 단계(c)는, 가스들 자체 내의 분진 농도의 수준에 관계없이, 가스들의 예방적 여과 단계 없이 상기 진공 발생 시스템(10)을 통해 상기 진공 챔버(2)로부터 가스들의 직접적인 흡인을 제공한다. According to a preferred embodiment of the method, the evacuation step (c) is carried out in the vacuum chamber (2) through the vacuum generating system (10) without the precautionary filtering step of the gases, Lt; RTI ID = 0.0 &gt; of gases. &Lt; / RTI &gt;

본 방법의 대체 가능한 실시예에 따르면, 상기 배기 단계(c)는, 가스들이 상기 진공 발생 시스템(10)을 통과하기 전에 상기 가스들 내의 분진 농도를 감소시키기 위해, 가스들의 예방적 여과 단계를 가진 상기 진공 발생 시스템(10)을 통해 상기 진공 챔버(2)로부터 가스들의 흡인을 제공한다. According to an alternative embodiment of the method, the evacuation step (c) comprises the step of pre-filtering the gases to reduce the concentration of dust in the gases before they pass through the vacuum generating system And provides suction of gases from the vacuum chamber (2) through the vacuum generating system (10).

바람직하게는, 상기 배기 단계(c)는:Advantageously, said evacuation step (c) comprises:

- 상기 진공 발생 시스템(10)의 액체 링 펌프들만 사용하여 상기 진공 챔버(2)에 대기압으로부터 대략 300 mbar까지 제공하는 초기 배기 단계(c1); 및- an initial evacuation step (c1) in which the vacuum chamber (2) is provided with at most about 300 mbar from atmospheric pressure using only the liquid ring pumps of the vacuum generating system (10); And

- 상기 스크루 펌프들도 사용하여 상기 진공 펌프(2)에 대략 300 mbar의 압력으로부터 미리 결정된 진공도까지 제공하는 최종 배기 단계(c2);를 포함한다. - a final evacuation step (c2) using said screw pumps to provide said vacuum pump (2) from a pressure of approximately 300 mbar to a predetermined degree of vacuum.

이 작동 모드는 상기 스크루 펌프들이 취급하여야 하는 분진의 양을 이러한 펌프들의 작동의 이득까지 최소화하는 것을 가능하게 한다. 이 작동 모드는, 상기 흡기 덕트에 존재하며 상기 가스들의 통로로부터 상기 스크루 펌프들의 제외를 허용하는 우회로(by-pass)(21)의 존재의 이점을 가진다. This mode of operation makes it possible to minimize the amount of dust that the screw pumps must handle, up to the benefit of the operation of these pumps. This mode of operation has the advantage of the presence of a by-pass 21 present in the intake duct and allowing the exclusion of the screw pumps from the passageways of the gases.

유리하게는, 상기 배기 단계(c) 중에, 상기 진공 발생 시스템(10)의 흡입 용량은 용강 내에 슬래그가 형성되는 임의의 현상을 감소시키기 위해 변할 수 있다. 상기 흡입 용량은 상기 진공 발생 시스템(10)의 하나 이상의 펌프들을, 바람직하게는 상기 액체 링 펌프들(120)을 늦추거나 또는 제외함으로써 변하게 된다. Advantageously, during said evacuating step (c), the suction capacity of the vacuum generating system 10 can be varied to reduce any phenomenon in which slag is formed in the molten steel. The suction capacity is varied by slowing or eliminating one or more pumps of the vacuum generation system 10, preferably the liquid ring pumps 120.

바람직하게는, 상기 흡입 용량의 변화는 상기 진공 챔버(2)의 내부 압력이 300 mbar 내지 1 mbar 사이일 때, 즉 상기 최종 배기 단계(c2) 중에 수행된다. Preferably, the change in the suction capacity is performed when the internal pressure of the vacuum chamber 2 is between 300 mbar and 1 mbar, i.e. during the final evacuation step c2.

바람직하게는, 본 발명에 따른 방법은, 상기 하나 이상의 액체 링 펌프들에 의해 사용되는 상수를 처리하는 단계(f)를 포함한다. 이 처리 단계(f)는 바람직하게는 상기 배기 단계(c) 중에 수행된다. 상기 처리는 상수로부터 분진을 여과하는 것 또는 상수를 연속적으로 교체하는 것으로 구성된다. Preferably, the method according to the invention comprises the step (f) of processing a constant used by said one or more liquid ring pumps. This treatment step (f) is preferably carried out during the evacuation step (c). The process consists of filtering the dust from the constant or continuously changing the constant.

유리하게는, 상기 방법은, 적어도 배기 단계(c) 중에, 특히 상기 용강 내부로 불활성 가스를 주입함으로써 용강을 혼합하는 단계(e)를 포함한다. Advantageously, the method comprises a step (e) of mixing molten steel at least during the evacuation step (c), in particular by injecting an inert gas into the molten steel.

본 발명은 많은 이점들이 달성되도록 허용하며, 이미 부분적으로 설명되었다.The present invention permits many advantages to be achieved and has already been partially described.

본 발명에 따른 용강의 진공 탈가스를 위한 설비(1)는 기계식 펌프 설비의 단순함을 이젝터 설비의 필터 시스템 없이 작동할 수 있는 가능성을 결합한다. The apparatus (1) for vacuum degassing of molten steel according to the present invention combines the possibility of operating the simplicity of a mechanical pump facility without the filter system of the ejector facility.

따라서, 본 발명 덕분에, 탈가스 설비에 설치되는 장비들을 최소화할 수 있다. Thus, thanks to the invention, the equipment installed in the degassing facility can be minimized.

이같이, 본 발명은 설계 단계에서(레이아웃과 보조 장치들) 보다 큰 유연성을 보장하며, 유지관리 비용과 종래의 시스템에서 마모에 가장 영향을 받는 부품들의 보수를 최소화하면서 시스템의 작동을 허용한다. 특히, 본 발명은 주기적인 검사를 감소시키며 필터 백들의 교체 필요성을 제거한다. As such, the present invention ensures greater flexibility in the design phase (layout and auxiliary devices) and allows operation of the system with minimal maintenance costs and maintenance of the components most affected by wear in conventional systems. In particular, the present invention reduces periodic inspection and eliminates the need to replace filter bags.

따라서, 본 발명에 따른 용강의 진공 탈가스를 위한 설비(1)는:Accordingly, the apparatus (1) for vacuum degassing of molten steel according to the present invention comprises:

- 보다 신뢰성 있게 작동하며; - operate more reliably;

- 운전이 더 값싸다.- Driving is more expensive.

설비의 비용 면에서, 용강의 진공 탈가스를 위한 상기 설비(1)는, 적어도 기계식 펌프들을 가진 종래의 시스템에 필적하며, 이젝터들을 가진 종래의 시스템보다 분명히 덜 비싸다. In view of the cost of the equipment, the equipment 1 for vacuum degassing of molten steel is comparatively less expensive than conventional systems with at least mechanical pumps, which is clearly less expensive than conventional systems with ejectors.

본 발명에 따른 설비(1)를 위해 위에서 제시된 이점들은 본 발명에 따른 탈가스 방법까지 연장된다. The advantages presented above for the installation 1 according to the invention extend to the degassing process according to the invention.

따라서, 구상된 본 발명은 의도된 목적들을 달성한다. Thus, the envisioned invention achieves its intended objectives.

명백히, 본 발명의 실질적인 실시예들은 본 발명의 보호 영역 내에 남아 있으면서 설명된 것들과 상이한 형태들과 구성들을 상정할 수 있다. Obviously, the practical embodiments of the present invention may assume different forms and configurations than those described while remaining within the protection zone of the present invention.

더욱이, 모든 상세 사항들은 기술적으로 동등한 요소들과 치수들로 교체될 수 있으며, 사용되는 형상들 및 재료들은 필요에 따라 어느 것일 수도 있다. Moreover, all the details may be replaced by technically equivalent elements and dimensions, and the shapes and materials used may be any as needed.

Claims (20)

용강(liquid steel)의 진공 탈가스를 위한 설비로서:
- 내부에 용강을 일시적으로 수용하기에 적합한 적어도 하나의 진공 챔버(2);
- 흡기 덕트(intake duct)(20)를 통해 상기 적어도 하나의 진공 챔버(2)에 연결되는 진공 발생 시스템(10);을 포함하며,
상기 진공 발생 시스템(10)은 직렬로 함께 연결된 적어도 두 개의 압축 스테이지들(compression stages)을 포함하고, 상기 적어도 두 개의 압축 스테이지들 중 제1 압축 스테이지(11)는 상기 적어도 하나의 진공 챔버(2)에 더 가까이에서 동작하며 하나 이상의 스크루 펌프들(110)로 형성되고, 제2 압축 스테이지(12)는 가스들을 적어도 대기압으로 가져오기 위해 상기 적어도 하나의 진공 챔버(2)에 대하여 더 멀리서 동작하며 하나 이상의 액체 링 펌프들(liquid ring pumps)(120)로 형성되고, 상기 하나 이상의 스크루 펌프들(110)은, 만약 배출 압력이 대기압이면, 1:12를 초과하지 않는 압축비로 작동할 수 있도록 크기가 부여되고, 만약 배출 압력이 50 내지 120 mbar absolute 사이에 포함되면, 1:200을 초과하지 않는 압축비로 작동할 수 있도록 크기가 부여되는 것을 특징으로 하는, 용강의 진공 탈가스 설비.
Equipment for vacuum degassing of liquid steel:
At least one vacuum chamber (2) suitable for temporarily accommodating molten steel therein;
- a vacuum generating system (10) connected to said at least one vacuum chamber (2) through an intake duct (20)
The vacuum generating system (10) comprises at least two compression stages connected together in series, wherein a first one of the at least two compression stages (11) is connected to the at least one vacuum chamber And is formed of one or more screw pumps 110 and the second compression stage 12 is operated more distant to the at least one vacuum chamber 2 to bring the gases to at least atmospheric pressure Wherein the at least one screw pump (110) is formed of one or more liquid ring pumps (120), wherein the at least one screw pump (110) is sized to operate at a compression ratio not exceeding 1:12 if the discharge pressure is at atmospheric pressure And is sized to operate at a compression ratio not exceeding 1: 200 if the discharge pressure is comprised between 50 and 120 mbar absolute , Vacuum degassing equipment for molten steel.
제 1항에 있어서,
상기 하나 이상의 스크루 펌프들(110)은, 만약 배출 압력이 대기압이면, 1:3 내지 1:10 사이에 포함되는 압축비로 작동할 수 있도록 크기가 부여되고, 만약 배출 압력이 50 내지 120 mbar absolute 사이이면, 1:25 내지 1:200 사이의 압축비로, 바람직하게는 1:70 내지 1:90 사이의 압축비로 작동할 수 있도록 크기가 부여되는, 용강의 진공 탈가스 설비.
The method according to claim 1,
The one or more screw pumps 110 are sized to operate at a compression ratio comprised between 1: 3 and 1:10 if the discharge pressure is at atmospheric pressure, and if the discharge pressure is between 50 and 120 mbar absolute , A size is imparted to operate at a compression ratio between 1:25 and 1: 200, preferably between 1:70 and 1:90.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 진공 발생 시스템(10)은 상기 진공 챔버(2)에 0.2 내지 5 mbar 사이의, 바람직하게는 0.5 내지 1.5 mbar 사이의 진공도를 제공하도록 크기가 부여되는, 용강의 진공 탈가스 설비.
3. The method according to claim 1 or 2,
The vacuum generating system (10) is dimensioned to provide a vacuum degree in the vacuum chamber (2) between 0.2 and 5 mbar, preferably between 0.5 and 1.5 mbar.
제 1항, 제 2항, 또는 제 3항에 있어서,
상기 진공 발생 시스템(10)은, 상기 제1 스테이지(11)와 제2 스테이지(12) 사이에 배치되고 이들에 직렬로 연결되는 적어도 하나의 중간 압축 스테이지를 포함하며, 상기 중간 압축 스테이지는 상기 제1 스테이지(11)의 스크루 펌프들과 유사한 특성들을 가진 하나 이상의 스크루 펌프들(110)로 형성되는, 용강의 진공 탈가스 설비.
The method according to claim 1, 2, or 3,
The vacuum generating system 10 comprises at least one intermediate compression stage disposed between and connected in series between the first stage 11 and the second stage 12, 1 stage &lt; RTI ID = 0.0 &gt; 11, &lt; / RTI &gt;
전기한 항들 중 하나 이상의 항에 있어서,
상기 압축 스테이지들 각각은 병렬로 연결된 두 개 이상의 펌프들로 형성되는, 용강의 진공 탈가스 설비.
5. The method according to one or more of the preceding claims,
Each of the compression stages being formed of two or more pumps connected in parallel.
전기한 항들 중 하나 이상의 항에 있어서,
상기 흡기 덕트(20)는 스크루 펌프들(110)로 형성된 압축 스테이지들을 가스 흐름으로부터 제외시킬 수 있는 우회 덕트(by-pass duct)(21)를 포함하는, 용강의 진공 탈가스 설비.
5. The method according to one or more of the preceding claims,
Wherein the intake duct (20) comprises a by-pass duct (21) capable of removing compression stages formed by the screw pumps (110) from the gas flow.
전기한 항들 중 하나 이상의 항에 있어서,
각각의 스크루 펌프(110)는, 전기적 축(electric axis)을 통해 서로 운동학적으로 동기화된 두 개의 스크루 로터들을 포함하는, 용강의 진공 탈가스 설비.
5. The method according to one or more of the preceding claims,
Wherein each screw pump (110) comprises two screw rotors kinematically synchronized with each other via an electric axis.
전기한 항들 중 하나 이상의 항에 있어서,
상기 하나 이상의 액체 링 펌프들(120)에 의해 사용되는 물의 적어도 하나의 여과 장치를 포함하며, 상기 여과 장치는 상기 펌프 또는 물 자체의 교체 장치의 작동 중에 물 자체 내에 축적된 분진을 제거하기에 적합한, 용강의 진공 탈가스 설비.
5. The method according to one or more of the preceding claims,
At least one filtration device of water used by the one or more liquid ring pumps (120), the filtration device being suitable for removing dust accumulated in the water itself during operation of the pump or the replacement device of the water itself , Vacuum degassing equipment for molten steel.
전기한 항들 중 하나 이상의 항에 있어서,
상기 진공 챔버(2)와 상기 진공 발생 시스템(10) 사이에 포함된 부분에서, 상기 흡기 덕트(20)는 제어 밸브(23)를 구비한 대기(atmosphere)로의 연결 분기관(connection branch)(28)을 포함하는, 용강의 진공 탈가스 설비.
5. The method according to one or more of the preceding claims,
In the portion included between the vacuum chamber 2 and the vacuum generating system 10 the intake duct 20 is connected to a connection branch 28 ). &Lt; / RTI &gt;
전기한 항들 중 하나 이상의 항에 있어서,
상기 진공 챔버(2)와 상기 진공 발생 시스템(10) 사이에 배치된 적어도 하나의 가스 여과 장치(25)를 포함하는, 용강의 진공 탈가스 설비.
5. The method according to one or more of the preceding claims,
And at least one gas filtration device (25) disposed between the vacuum chamber (2) and the vacuum generating system (10).
제 9항 및 제 10항에 있어서,
상기 진공 챔버(2)와 상기 여과 장치(25) 사이의 상기 흡기 덕트(20)에, 상기 대기로의 연결 분기관(28)의 분기점의 하류에 설치되는 적어도 하나의 차단 밸브(22)를 포함하는, 용강의 진공 탈가스 설비.
11. The method according to claim 9 or 10,
At least one shutoff valve 22 is provided in the intake duct 20 between the vacuum chamber 2 and the filtration device 25 and downstream of the branch point of the connecting branch 28 in the atmosphere Vacuum degassing equipment for molten steel.
용강(liquid steel)의 진공 탈가스를 위한 방법으로서:
a) 내부에 용강을 일시적으로 수용하기에 적합한 적어도 하나의 진공 챔버(2)를 제공하는 단계;
b) 용강을 상기 진공 챔버(2) 내에 배치하는 단계;
c) 용강의 탈가스 작업을 완료하기 위해 상기 진공 챔버 내에 미리 결정된 진공도(degree of vacuum)를 생성하고 그 진공도를 미리 결정된 기간 동안 유지하는 진공 발생 시스템(10)을 통해 상기 진공 챔버(2)를 배기시키는 단계; 및
d) 상기 진공 챔버(2)를 다시 대기압으로 가져오며 탈가스된 용강을 인출하는 단계;를 포함하며,
상기 진공 배기 단계(c)는 직렬로 함께 연결된 적어도 두 개의 압축 스테이지들(compression stages)을 포함하는 진공 발생 시스템(10)에 의해 수행되며, 상기 적어도 두 개의 압축 스테이지들 중 제1 압축 스테이지(11)는 상기 적어도 하나의 진공 챔버(2)에 더 가까이에서 동작하며 하나 이상의 스크루 펌프들(110)로 형성되고, 제2 압축 스테이지(12)는 가스들을 적어도 대기압으로 가져오기 위해 상기 적어도 하나의 진공 챔버(2)에 대하여 더 멀리서 동작하며 하나 이상의 액체 링 펌프들(liquid ring pumps)(120)로 형성되고, 상기 하나 이상의 스크루 펌프들(110)은, 만약 배출 압력이 대기압이면, 1:12를 초과하지 않는 압축비로 작동할 수 있도록 크기가 부여되고, 만약 배출 압력이 50 내지 120 mbar absolute 사이에 포함되면, 1:200을 초과하지 않는 압축비로 작동할 수 있도록 크기가 부여되는 것을 특징으로 하는, 용강의 진공 탈가스 방법.
A method for vacuum degassing of liquid steel comprising:
a) providing at least one vacuum chamber (2) suitable for temporarily accommodating molten steel therein;
b) placing molten steel in the vacuum chamber (2);
c) the vacuum chamber (2) is evacuated through a vacuum generating system (10) which creates a predetermined degree of vacuum in the vacuum chamber to complete the degassing operation of the molten steel and maintains the degree of vacuum for a predetermined period of time Evacuating; And
d) withdrawing the degassed molten steel while bringing the vacuum chamber (2) back to atmospheric pressure,
The vacuum evacuation step (c) is carried out by a vacuum generating system (10) comprising at least two compression stages connected together in series, wherein the first one of the at least two compression stages ) Operates closer to the at least one vacuum chamber (2) and is formed by one or more screw pumps (110), and the second compression stage (12) is connected to the at least one vacuum chamber Operating more distally with respect to the chamber 2 and formed by one or more liquid ring pumps 120 and wherein the one or more screw pumps 110 may be operated at a pressure of 1:12 So as to be capable of operating at a compression ratio not exceeding 1: 200 if the discharge pressure is between 50 and 120 mbar absolute Wherein the groups are assigned, the vacuum degassing method for molten steel.
제 12항에 있어서,
상기 하나 이상의 스크루 펌프들(110)은, 만약 배출 압력이 대기압이면, 1:3 내지 1:10 사이에 포함되는 압축비로 작동할 수 있도록 크기가 부여되고, 만약 배출 압력이 50 내지 120 mbar absolute 사이이면, 1:25 내지 1:200 사이의 압축비로, 바람직하게는 1:70 내지 1:90 사이의 압축비로 작동할 수 있도록 크기가 부여되는, 용강의 진공 탈가스 방법.
13. The method of claim 12,
The one or more screw pumps 110 are sized to operate at a compression ratio comprised between 1: 3 and 1:10 if the discharge pressure is at atmospheric pressure, and if the discharge pressure is between 50 and 120 mbar absolute , A size is imparted to operate at a compression ratio between 1:25 and 1: 200, preferably between 1:70 and 1:90.
제 12항 또는 제 13항에 있어서,
배기 단계(c)에서, 상기 진공 챔버(2)는 0.2 내지 5 mbar 사이의, 바람직하게는 0.5 내지 1.5 mbar 사이의 진공도에서 동작하도록 제공되는, 용강의 진공 탈가스 방법.
The method according to claim 12 or 13,
In the evacuation step (c), the vacuum chamber (2) is provided to operate at a degree of vacuum between 0.2 and 5 mbar, preferably between 0.5 and 1.5 mbar.
제 12항 내지 제 14항 중 하나 이상의 항에 있어서,
상기 배기 단계(c)는, 가스들 자체 내의 분진 농도의 수준에 관계없이, 가스들의 예방적 여과 단계 없이 상기 진공 발생 시스템을 통해 상기 진공 챔버(2)로부터 가스들의 직접적인 흡인을 제공하는, 용강의 진공 탈가스 방법.
15. The method according to any one of claims 12 to 14,
The evacuation step (c) comprises the steps of providing a direct aspiration of gases from the vacuum chamber (2) through the vacuum generating system, without the need for the pre-filtering step of the gases, irrespective of the level of dust concentration in the gases themselves Vacuum degassing method.
제 12항 내지 제 14항 중 하나 이상의 항에 있어서,
상기 배기 단계(c)는, 가스들이 상기 진공 발생 시스템(10)을 통과하기 전에 상기 가스들 자체 내의 분진 농도를 감소시키기 위해, 가스들의 예방적 여과 단계를 가진 상기 진공 발생 시스템(10)을 통해 상기 진공 챔버(2)로부터 가스들의 흡인을 제공하는, 용강의 진공 탈가스 방법.
15. The method according to any one of claims 12 to 14,
The evacuation step (c) is performed through the vacuum generating system (10) with the preventive filtering steps of the gases to reduce the dust concentration in the gases themselves before the gases pass through the vacuum generating system Wherein the vacuum chamber (2) is provided with a vacuum.
제 12항 내지 제 16항 중 하나 이상의 항에 있어서,
상기 배기 단계(c)는:
- 상기 진공 발생 시스템(10)의 액체 링 펌프들만 사용하여 상기 진공 챔버(2)에 대기압으로부터 대략 300 mbar까지 제공하는 초기 배기 단계(c1); 및
- 상기 스크루 펌프들(110)도 사용하여 상기 진공 펌프(2)에 대략 300 mbar의 압력으로부터 미리 결정된 진공도까지 제공하는 최종 배기 단계(c2);를 포함하는, 용강의 진공 탈가스 방법.
17. The method according to any one of claims 12 to 16,
The evacuation step (c) comprises:
- an initial evacuation step (c1) in which the vacuum chamber (2) is provided with at most about 300 mbar from atmospheric pressure using only the liquid ring pumps of the vacuum generating system (10); And
- a final evacuation step (c2) using the screw pumps (110) to provide the vacuum pump (2) with a pressure of about 300 mbar to a predetermined degree of vacuum.
제 12항 내지 제 17항 중 하나 이상의 항에 있어서,
상기 배기 단계(c) 중에, 상기 진공 발생 시스템(10)의 흡입 용량은 용강 내에 슬래그가 형성되는 현상을 감소시키기 위해 변하고, 상기 흡입 용량은 상기 진공 발생 시스템(10)의 하나 이상의 펌프들을, 바람직하게는 상기 액체 링 펌프들(120)을 늦추거나 또는 제외함으로써 변하며, 상기 흡입 용량의 변화는 바람직하게는 상기 진공 챔버(2)의 내부 압력이 300 mbar 내지 1 mbar 사이일 때 수행되는, 용강의 진공 탈가스 방법.
The method according to any one of claims 12 to 17,
During the evacuation step (c), the suction capacity of the vacuum generating system (10) is changed to reduce the occurrence of slag formation in the molten steel, and the suction capacity is adjusted by one or more pumps of the vacuum generating system The change in the suction capacity is preferably carried out when the internal pressure of the vacuum chamber 2 is between 300 mbar and 1 mbar, Vacuum degassing method.
제 12항 내지 제 18항 중 하나 이상의 항에 있어서,
상기 하나 이상의 액체 링 펌프들에 의해 사용되는 물의 처리 단계(f)를 포함하며, 상기 처리 단계는 바람직하게는 상기 배기 단계(c) 중에 수행되고, 상기 처리는 분진으로부터 물의 여과 또는 물 자체의 교체로 이루어지는, 용강의 진공 탈가스 방법.
19. The method according to any one of claims 12-18,
(F) of water used by said one or more liquid ring pumps, said treatment step being preferably carried out during said evacuation step (c), said treatment being carried out by filtration of water from the dust or replacement of the water itself Wherein the molten steel has a surface roughness of at least 20 占 퐉.
제 12항 내지 제 19항 중 하나 이상의 항에 있어서,
적어도 상기 배기 단계(c) 중에 용강의 혼합 단계(e)를 포함하는, 용강의 진공 탈가스 방법.
The method of any one of claims 12 to 19,
(E) of mixing molten steel during at least said evacuation step (c).
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