浅议提高vd效率的难题及对策

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1、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。在转炉一精 炼一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

2、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

3、，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

4、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(80C)等 原因而造成其频繁

5、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)Pav2。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

6、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 空气进口端加装有的5 mm滤丝网

7、。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

8、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0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。

9、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1600C左

10、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 sv4;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

11、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(o )及变形量)的问题。根据虎定律,o=E6(kg/cm2 )Q=AL/L,o=EaAt(kg/cm2)v5。由上式可看出,At 因各 级喷射泵的间断启动、停止而大范围变化，使oQ也随之变化，造成了硬性 连接处易松动泄漏。改用16MPa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，将的滤丝网改为金属网。这样a r

12、 r c c r r- l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

13、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”、“堵”、“卡”等难题得到了较好地解决。VD在接受钢水后由6级真空状态抽至小于67 Pa真空脱气工作状态的时间从1015 min缩短到66.5 min,工作真空度由(70

14、5)Pa提高到(405)Pa,在工序时间不变的情况下,钢水进入真空(67 Pa)脱气的有效时间由1015 min延长到18.7 min以上，提高了 VD效率,满足了咼质量的咼碳钢脱氧、氮和氢的要求，达到了钢水真空脱 气标准。出师表两汉：诸葛亮先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。诚宜开张圣听，以光 先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其 刑赏，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。侍中、侍郎

15、郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：愚以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰“能”，是以众议举宠为督：愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也；亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。先帝在时， 每与臣论此事，未尝不叹息痛恨于桓、灵也。侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣， 愿陛下亲之、信之，则汉室之隆，可计日而待也。臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉 屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。后值倾覆，受任于 败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。先帝知臣谨慎，故临崩寄臣以大事也。受命以来，夙夜忧叹，恐托付不效，以伤先帝之明；故五月渡泸，深入不毛。今南方已定，兵甲已足，当奖率三军，北定中原，庶竭驽钝， 攘除奸凶，兴复汉室，还于旧都。此臣所以报先帝而忠陛下之职分也。至于斟酌损益，进尽 忠言，则攸之、祎、允之任也。愿陛下托臣以讨贼兴复之效，不效，则治臣之罪，以告先帝之灵。若无兴德之言，则责 攸之、祎、允等之慢，以彰其咎；陛下亦宜自谋，以咨诹善道，察纳雅言，深追先帝遗诏。 臣不胜受恩感激。今当远离，临表涕零，不知所言。