真空精炼炉工艺技术说明(VOD设备).doc

真空精炼炉工艺技术说明(VOD设备)1.1设备的功能、用途和可靠性VOD型真空精炼设备是目前世界上使用最广泛的炉外精炼设备之一。它具有设备简单、投资少、成本低、精炼钢种多、质量高、操作方便等诸多优点，因此成为特钢厂必备的精炼手段。VOD-40t钢包精炼炉具有真空脱气、吹氩搅拌、吹氧脱碳、非真空测温取样等多种功能。可以精炼轴承钢、合金结构钢、弹簧钢、优质碳素钢、超低碳不锈钢等。由于它具有极强的真空脱气能力，因此可保证钢种的氢、氧、氮含量达到最低水平，并精确调整钢水成分，使夹杂物充分上浮，而有效提高钢的纯洁度，正因为它精炼的钢种多、质量高，可以为用户更灵活的适应市场竞争的需要，及时精炼出市场需要的钢种，从而增加企业的经济效益。1.2方案布置本套VOD-40t钢包精炼炉总体布置初步采用罐体半高架、固定不动，罐盖移动形式。1.3 设备先进性 VOD-40t钢包精炼炉当不作吹氧操作时，VOD炉可完全实现VD炉操作功能。冶炼时罐体和真空泵相连，其间通过主截止阀，可实现罐体与真空泵的启闭，并可在钢包吊入罐体之前，先对真空管道进行予抽，这样可以充分利用真空泵，缩短罐体的抽气时间和减少温降，使VOD炉和初炼炉 、LF、浇铸相匹配，达到最佳效果。该设备包括：一个真空罐系统、一个真空罐盖系统，一个罐盖升降及罐盖车系统，吹氧装置，真空加料装置，一套真空泵系统，一套连接罐与真空泵的真空管道系统，液压系统，吹氧系统，吹氩系统，压缩空气系统，冷却水系统，TV摄像装置，一套电气控制及仪表监测设备系统。在真空泵的造型和设计，罐盖的设计与密封性，吹氧装置的设计与密封以及全套计算机控制系统等方面，皆按目前世界上最先进的结构进行优化设计，以保证本设备的先进性，合理性，通用性。设备特点:（1）、真空罐接受要处理的钢包，吊车将钢包置于真空罐中后，人工连接上氩气管，罐为焊接结构，并设有钢包导向结构，以方便起吊钢包。具有耐火材料的内衬以防止热应力。罐底设有防漏装置。（2）、罐盖升降为液压传动。（3）、罐盖车行走采用电动机减速机驱动，变频调速，以保证罐盖车起动行车及停止时平稳运行。（4）、罐盖采用碟形封头，使罐盖的自重减少，强度增加，同时使罐盖的受力分布更加均匀，罐盖内部设有耐火材料内衬。（5）、罐盖上装有人工观察窗，可随时观察炉内冶炼状态，实现合金成分调整及非真空状态下的测温取样。（6）、罐盖与罐体之间，采用单层空心硅橡胶密封圈进行密封。（7）采用新型专利组合除尘装置，提高除尘效果，对被抽气体进行除尘冷却，一方面保证进入真空泵系统气体的洁净度，又可使被抽气体温度控制在要求的范围之内，保护密封件，防止热失效，使真空泵的抽气效率大为提高。（8）真空管道设置主截止阀，缩短予抽真空时间。（9）配备麦氏计定期校验真空测量仪表。（10）电控系统采用三电一体化设计，对真空泵的控制及炉子其它动作可全部由计算机操作站进行控制。配置PLC 及工控机操作站作为基础级可连接到工厂的二级网络上，接受网络系统进行控制操作，由LCD 进行系统监控，用打印机进行报表打印。1.4 设备工艺流程1.4.1 若是VD工艺时，上工序钢液出钢温度应调整到该钢种浇铸温度上限+7090；若是VOD工艺时，上工位的钢液温度应调整到1600左右，C和Si均有一定控制范围，并除渣。其工艺流程：行车将盛有钢液的钢包吊入VOD炉真空罐内,人工接通吹氩管,同时进行测温取样。而后，真空罐盖车从停车工位开到VOD工位，并下降罐盖。接下来，真空处理、吹氧脱碳，合金微调、吹氩搅拌待处理结束后，关闭真空主阀破空提升罐盖真空罐盖车开到停车工位测温取样停止吹氩加入保温剂用行吊将钢包吊运至浇铸工位。具体作业周期见下表。1.4.2 VOD工艺可分为四个阶段：钢液准备；吹氧去碳；沸腾去气；还原微调。每一阶段的精炼任务依各厂家的工艺流程不同而有所差异，但吹氧去碳阶段大体一致，而且是VOD工艺的控制核心。我公司积累了多年的设计与生产经验，对吹氧终点碳的控制采用多种手段，即不但应用可靠性很强的氧浓差电势参数，而且还参照真空度和废气温度，综合分析，精确完成终点碳定位。与工艺操作配合，尽量避免过吹和脱碳不足，并通过真空室压力控制，有效防止喷溅，使烙的回收率接近100%。1.4.3 根据冶炼钢种，整体方案考虑以下工艺流程：初炼炉LF精炼VOD处理浇注；该炼钢生产线由初炼炉供应初炼钢水，经过精炼设备对初炼钢水做精炼处理，使其钢水成份、温度满足浇注要求。VOD炉工艺过程初步设计如下：(1) 关闭主截止阀，启动真空泵；(2) 行车将钢包吊入真空罐内，并接通氩气吹氩；(3) 真空处理工位测温取样，确定钢水的温度及成份，从而确定真空处理制度；(4) 罐盖车将罐盖运行至VOD工位(5)落下罐盖；(6)打开主截止阀，对真空罐内钢包中的钢水进行真空处理；(7)真空罐内钢包中的钢水进行真空处理完毕，关闭主截止阀及破空；(8) 提升罐盖,移动罐盖车至停车工位；(9) 对真空罐内钢包中的钢水测温取样、软吹；用吊车将已真空处理过钢水送到浇注。以上工序中，钢水处理时间约为60分钟。VOD设备操作时间表序号项 目时间（min）备注1行车将钢包吊入真空罐内，并接通氩气管12人工测温取样23罐盖车运行至VOD工位14下降罐盖，开启主截止阀15预抽真空2从105Pa抽至8KPa6吹氧脱碳307提升氧枪及加料18抽真空3从8KPa抽至67Pa9高真空脱气1267Pa10关闭主截止阀，破坏真空1充气复压至大气压11提升罐盖，开走罐盖车112人工测温取样213断开氩气管114加保温剂，将钢包吊离VOD罐215合计60注：1)上表作业周期时间VOD处理周期60min，可根据工艺调整作业时间。其中准备处理阶段时间5min。2）软吹氩流量：30-80 Nl/min。3）吹氩时，为防止喷溅可采用流量缓升方式逐渐增加。1.5 VOD真空精炼炉主要技术参数序号名 称单 位参 数备 注1钢包额定容量t40钢包上口直径mm290040t钢水自由空间mm1100钢包耳轴中心距mm3400钢包总高度mm33052真空罐直径mm48003真空罐盖直径mm50004真空罐盖车轨 距mm6400行走速度m/min212变频调速5液压系统工作压力MPa12液压介质水-乙二醇6水冷系统6.1设备进水压力MPa0.3设备进水温度35设备冷却水耗量t/h50净环水6.2氧枪冷却水压力MPa0.6进水温度35氧枪冷却水耗量t/h20软水6.3真空泵进水压力MPa0.3真空泵进水温度38真空泵冷却水耗量t/h580浊环水7氩气系统工作压力MPa0.6-0.8耗量NL/min30-1808压缩空气系统工作压力MPa0.5耗量M3/min29氧枪升降行程mm3000钢水量为2040t氧枪升降速度m/min1.5-210真空加料斗容积M30.811氧气系统工作压力MPa0.8耗量NM3/h500120012真空泵系统真空泵形式蒸汽喷射泵+水环泵真空泵布置形式高架布置真空泵级数5级主泵抽气能力kg/h30067Pa ，20辅泵抽气能力kg/h16008000Pa 工作真空度Pa67泵口极限真空度Pa13一级泵口罐体极限真空度Pa25予抽时间min6从1atm-67Pa蒸汽工作压力MPa0.8-1.0蒸汽工作温度180-200蒸汽耗量t/h7.2水环泵功率KW90X213设备本体装机容量 KW150不包括浊环水系统14VOD提供钢水周期min6015漏气率2%16冶金效果H含量ppm1.5合格率 100% 本项目双方共同完成O含量ppm13合格率 100% 脱N率20合格率 100% C含量0.01合格率 100%说明： a）设备用水，水质条件按GB10067.1-88电热设备基本技术条件通用部分的有关要求；具体如下：PH值： 6-8悬浮性固