机械真空泵系统钢水真空精炼装备与技术
发布时间: 2021-11-09
来源: 科技服务团
基本信息
蒸汽喷射泵的应用曾经是钢水真空精炼技术产业化最重要的推动力,但蒸汽气源供应、运行稳定性和能耗一直是真空精炼效率和成本的主要问题。上世纪80年代末,机械真空泵系统在抽气能力与系统净化技术上取得重大突破,使其在钢水真空精炼生产中的应用成为可能。1997年,世界上第一套采用机械真空泵系统的10 t VOD装置在罗马尼亚投产,至今已有40多套投运。
重钢也是世界上第一台机械真空泵系统210 t RH于2010年投产,近3年来运行一直非常成功。传统的RH抽真空采用蒸汽喷射泵技术,高温烟气经冷却后由蒸汽喷射泵带入冷凝器,冷凝器采用喷水冷却,把高温的蒸汽和烟气冷却,烟气中灰尘进入了冷却水中,这样就得使用大量的水并对水进行处理,处理后的污泥难以使用,而且运输容易引起二次污染,而且蒸汽波动压力对运行稳定性(尤其是初始抽真空期间)影响很大。而机械真空泵系统采用的是清洁能源电,烟气过滤采用干法,泵冷却用净环水,水耗大大降低,抽真空采用机械真空泵模块(如每个模块由两级罗茨泵和一级螺杆泵组成),该抽真空技术可以根据RH工艺使用过程中工艺的变化,选择运行的真空模块组数和模块本身的变频来调节抽气量,这就极大的节约了能源,而且真空度可以根据需要任意调节,比蒸汽喷射泵容易调节、调节快,启动快,效率高,安全性好,而且烟气排放指标先进,收集的粉尘,可以继续在钢铁生产环节中利用,占地少,操作简单,维护方便,吨钢处理成本大幅下降。与传统的蒸汽喷射泵系统相比可以大幅度节能。
在国内机械真空泵系统装备与技术目前已经成功地应用于重钢210 t RH和包钢80 t VD钢水精炼装置中。如果消耗的蒸汽发电,将大大超过机械真空泵系统的电耗,因而生产稳定,冶金效果良好,已引起了国内很多钢铁厂的关注,并且表示出了极大的兴趣。如到重钢参观交流的有宝钢、唐钢、首钢、山东钢铁、建龙、迁安扎一钢铁集团、贵钢等大型钢铁公司,重钢还给有的公司做了相应的技术方案。目前已经与迁安轧一签订了150 t RH干式真空合同。
重钢210 t RH的应用情况如下:
从大气到67 Pa时间:平均为*** min;极限真空度:21 Pa,排放气体含尘量应小于20 mg/m3;含尘粒度不大于10 um,电耗:***~*** kwh/t(钢);水耗:*** m3/t(钢);能耗:*** kgce/t(钢);氮气消耗:*** m3/t(钢)
钢水在初始氢质量分数≤4×10-6时,钢水循环10 min钢水中氢质量分数已≤2×10-6,在循环时间15 min时可达到***×10-6以下;最低可至***×10-6,平均***×10-6。
钢水初始碳质量分数250×10-6~350×10-6,初始氧质量分数500×10-6~600×10-6,真空度≤266 Pa情况下,循环15 min钢水中碳质量分数可达30×10-6以下,循环20 min可达15×10-6以下,最低可达9×10-6。
重钢有210 t RH钢水精炼装置年处理钢水量150万t;该工程年节标煤***万t,年节水48万m3。据统计,采用机械真空泵系统与同规模蒸汽喷射泵系统相比,节能幅度在65%左右。