浅议提高vd效率的难题及对策.doc

浅议提高vd效率的难题及对策VD在炉外精炼中可有效脱去钢水中的氧、氮和氢等有害气体成分,提高钢水的纯净度。在转炉精 炼连铸的生产工艺流程中,VD效率直接影响着高纯净度、高强度、高质量钢的生产效率。某厂100t双工位VD生产过程中暴露出的影响其效率的难题,本文对其原因进行了分析,并结合生产实际提 出了相应的对策。1.影响VD效率的几个难题影响VD效率提高的难题较多,在蒸汽、冷却水及电 控系统运行正常时,基本上可概括为“漏、堵、卡”3类难题。1.1“漏”造成VD效率低下V D在对钢水进行脱气真空处理时“漏”时有发生,一般表现在:真空室密封圈及其排水电磁阀漏 气;炉盖车上的观察孔溢钢破空阀漏;冷凝器和各喷射泵进口法兰漏等。这些“漏”的问题直 接造成VD形成工作真空度的时间过长或无法形成工作真空度,“漏”掉了VD的效率。1.2“ 堵”使VD难以达到设计效率VD在正常生产过程中有时也会添“堵”,一般表现在:破空装置和 E2喷射泵易堵等。这些“堵”导致VD的真空脱气时间过长或不能形成工作真空度,“堵”得V D难以达到设计效率。1.3“卡”使VD效率不稳定VD在对每炉钢水进行脱气真空处理时也会 发生一些“卡”的现象,一般表现在:氮破真空蝶阀蝶片卡死;V9破空阀卡阻等。这些“卡 ”的现象一旦发生,将造成VD无法继续形成真空,并导致后续钢水不能进行真空脱气精炼,全连 铸生产被迫断浇,生产组织被打乱,“卡”住了VD的效率。2影响VD效率的原因分析2.1“ 漏”的原因分析真空室密封圈及其排水电磁阀漏气是VD生产过程中常见的问题。VD真空室密封 设计为法兰水槽加密封圈型,当一炉钢水在真空状态下脱气完毕后,要先提升炉盖车,待冷却水注 满法兰水槽后再移动炉盖车,这样才能有效地防止密封圈不被炉盖车内小炉盖上的高温钢渣烧损。 但在实际操作中,有时冷却水还没注满法兰水槽却移动了炉盖车,这时密封圈极易烧损。密封圈一旦损坏,待下炉钢水进行真空脱气处理时,往往会产生密封不严。这种“漏”很难迅速排除。VD 在接收一炉钢水后,要先将法兰水槽内的冷却水排除,再下降炉盖车密封真空室。在连续生产过程中,炉盖车内的小炉盖上的粘渣会无规则地掉落在法兰水槽中,且大块炉渣若不及时清理则会导致 下炉钢水处理时炉盖车密封不严;而小颗粒炉渣又会随冷却水流至排水电磁阀,使其不能正常关闭 。上述现象中,前者较易排除,后者既难检查发现又难快速排除。根据定期统计分析,S22MD 膜片式电磁排水阀中的进水阀不能正常关阀的概率大于50%、排水阀不能正常关阀的概率大于9 0%。炉渣进入膜片式电磁阀会造成其膜片不能正常复位,线圈长期得电,从而使线圈烧损 ,最终导致VD泄漏。VD炉盖车上的观察孔溢钢破空阀设计为手动高真空蝶阀,由于蝶阀精度高 及炉盖工况温度高(80)等原因而造成其频繁泄漏。经统计分析,在工况条件不变时,一旦 手动蝶阀泄漏,VD系统真空度将下降(102)Pa。此现象一般较难检查发现,即使 查到漏点也只能用真空封泥进行临时处理,高温状况下封泥易熔化,难以满足VD连续生产要求。 冷凝器在VD设备大修时如果封密法兰紧固不均、不严或局部排水下降管腐蚀,则将会造成其泄漏 ,冷凝器的泄漏将直接导致其内部水位上涨,严重时会使冷凝水倒灌进E3、E2喷射器内;如果 喷射器内进水将会产生轴向串动、径向跳动,轻者会使喷器内的拉瓦尔喷管断裂,重者会使VD产 生严重的系统事故。不论是VD还是RH,其喷射、加压泵的拉瓦尔喷管进口与蒸汽管的出口一般 采取钢管法兰连接,当开启真空泵系统进入工作状态或16级泵相互转换时,高压蒸汽的动能使 其连接处发生振动,此时法兰易松动,密封石棉垫易破碎,法兰松动漏汽将会导致喷射泵的抽气能力下降。工作蒸汽通过拉瓦尔喷嘴,在高压下膨胀为超音速流(蒸汽的压力能转换成为低压的动能),蒸汽以1200 m/min左右的速度离开喷嘴并带走来自吸入口的气体,蒸汽与被抽气体相混合,破碎石棉 垫吸入拉瓦尔管喉口将会导致其喘振,结果造成系统无法正常工作。2.2“堵”的原因分析VD在处理完一炉钢水后须先用氮气破除真空,再用空气完全破除真空。100t双工位VD的空气破真空采用的是G10-10型高真空蝶阀,并在其空气进口端加装有100 mm80 mm的0.5 mm滤丝网。这些丝网可有效阻止大颗粒导物吸入蝶阀造成的卡阻,但VD连续生产10炉后的每炉空气破真空耗时长达120130 s,增加了VD工序时间。E2喷射泵在VD或RH设计及设备安装时一般都选定为竖直式,这样虽 可利用空间节省占地面积,但却造成了E2喷射泵易被其底部积灰堵塞。E2喷射泵下部设有VZ 5气动排水阀,VZ5很难快速排除E2底部积水。经统计分析,90%以上是E2底部的粉尘被 水湿润后堵塞VZ5及其排水管,水则源自经真空冷凝的真空室内的空气。VZ5的堵塞造成了E2底部积水增加,VD生产初期E2底部有少量积水易结冰,这是水在67Pa真空状态下的凝固结果;VD连续生产5炉以上E2底部积水增多,此时难以结冰,但高水位对 拉瓦尔喷射管造成撞击易引发其变形甚至断裂。2.3“卡”的原因分析1号及2号真空室分别由氮破真空系统的2台G10-10DN50气动高真空蝶阀控制0.8MPa的氮充入真空室进行破真空。这2台高真空蝶阀在生产过程中经常发生蝶片卡死或蝶片O型圈 切碎故障。从大型钢厂的公辅设施的实际情况来看,氮干管一般分为高压、中压、低压等级别。VD破真空的氮压力要求为0.8MPa在低压之上、中压之下,因此只能从1.82.1 MPa中压氮干管经1级减压后接入。现场调查发现,当氮减压阀响应滞后且快切阀异常时,破真空 系统的2台G10-10阀即发生蝶片卡死或O型圈切碎故障。这样,下一炉钢就无法进行真空脱 气处理了。VD生产中由于真空度过高,钢水吹氩量偏大等会造成溢渣现象,此时生产受到影响。 为防止和减少溢渣,一般VD或RH都在泵系统中设计安装防溢渣破空阀,VD的防溢渣破空阀V9设计、安装在214.0 m平台,在试生产中经常发生V9卡阻的故障。经50次卡阻现象分析,90%是异物或粉尘卡阻蝶 片所致。每当发生卡阻,VD的真空度都会迅速下降,此时不论是查找故障还是排除故障都耗时过 长,因此必须彻底解决这一问题。3提高VD效率的对策在其他条件、参数基本正常的情况下,可从“漏、堵、卡”入手来提高VD效率。3.1“漏”的对策真空室在工作状态下,内部受1600左右高温的烘烤,外部又承受100 t以上的大气压力,要求真空炉盖车的启闭速度一般不应超过30 s;否则,会延时钢水真空脱气工序的时间。如果法兰水槽进、排水阀漏或密封圈漏则要多次 启闭炉盖车,造成钢水热量损失、温度下降。根据以上分析,结合现场实际,可将S22MD进排 水电磁阀改型为Q641F气动球阀。在法兰水槽外沿密封圈+20mm处装设DN80溢流管, 进、排水阀卡和密封圈被烧损后而导致的漏的难题得以解决。在炉盖车观察孔溢钢破空阀前端串联 1台Q41F-10型手动球阀,这样可利用球阀耐高温的特性解决该处漏的问题,改进后泄漏现 象彻底消除。冷凝器及排水下降管在大修或年修时通过拧紧法兰并局部检查合格后再投入生产,可 有效防止E2、E3的事故发生。经过对现场观察分析,蒸汽管道直接与喷射泵的拉瓦尔喷管的进 口相连,难以消除热应力()及变形量()的问题。根据虎定律,=E(kg/cm2 ),=L/L,=Et(kg/cm2)。由上式可看出,t因各级喷射泵的间断启动、停止而大范围变化,使,也随之变化,造成了硬性连接处易松动泄漏。改用1.6MPa级以上的等径金属软管替代原钢管法兰联接蒸汽管和喷射泵内拉瓦尔管,改进后因振动而导致 的漏汽难题彻底解决。3.2“堵”的对策根据分析,结合现场岗位粉尘浓度小于4mg/m3的环境实际,将100mm80 mm的0.5mm滤丝网改为5 mm金属网。这样可有效防止大颗粒异物吸入真空室,使每炉真空处理完毕的钢水破真空时间由120130 s缩短到50 s以内。根据污水排除要求,将E2喷射泵底部的气动排污阀由DN20改为DN50,且阀门和出 口管道均为竖直式(不设弯头),改进后有效地解决了E2喷射泵底部的积水和堵灰难题。当然, 也可将DN20排污阀改进为配重翻板式密封阀,只不过在安装时调整好密封角度并定期清洁其密 封面即可。3.3“卡”的对策根据分析,结合氮破真空的各类参数条件,将氮破真空系统中分别 控制2个真空室的GIO-10型气动高真空碟阀改为Q641F-16型气动球阀。由于球阀对 减压阀、快切阀的响应滞后的适应能力要优于蝶阀,且其工作压力也提高了一个等级,使得改进后 氮破真空阀“卡”的难题得以解决。由于V9破空阀在设备布置中只能选型为G10-10型,使 得“卡”的难题很难解决。通过将V9关闭,运用V5、V6、V7、V8等空气破真空阀的开启 试验表明,关闭V9可减少或避免高真空及大流量吹氩条件下的钢包溢渣问题。据此,去掉V9破真空阀,并将其进、出口封堵,彻底解决了“卡”的难题。4结语通过上述改进,100t双工位VD的“漏”