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精炼炉真空系统提速及稳定性的研究

摘要：为了提高RH精炼炉抽真空速度及稳定性，对影响设备正常使

用的难点进行分析，逐步攻克难关，大大提高设备使用稳定性，解决了

RH精炼炉抽真空速度慢的设备瓶颈，为生产稳定顺行奠定基础，降低生

产及维护成本。

关键词：抽真空;喷嘴;蒸汽调节阀

1引言

RH精炼炉是一种利用真空环境进行脱碳的二次精炼方式，是炉外精

炼的重要手段之一，它具有生产成本低、精炼效果好、生产时间短等特点

[1]，是高附加值钢种的重要生产方式。真空泵系统是RH装置的核心系统，

抽真空的速度和稳定性直接影响着产量的释放。马钢300吨RH精炼炉于

2022投产，在投产后的生产过程中，始终存在许多问题，特别是本处理

抽真空速度始终在7分钟以上，且一直存在内泄事故。所以，钢区公关组

对真空泵系统中影响抽真空速度的因素和产生内泄故障的因素进行了全面

分析，攻克相关难点，提高抽真空速度和真空系统的稳定性。

2真空系统介绍

该钢厂RH精炼炉采用双室平移交替式、双处理工位、真空室整体吊

换型式，真空系统主要由真空泵系统、真空室系统2部分组成（见图1）。

2.1真空泵系统由蒸汽喷射泵、冷凝器及热井罐系统组成

（1）真空蒸汽喷射泵由泵主体及其内部的拉瓦尔喷嘴组成。真空蒸

汽喷射泵其作用是将动力介质蒸汽进行加速，将喷射速度提高至超音速，

以将并联的喷射泵用真空止回阀隔离开。

（2）冷凝器是圆形的钢板结构，有中凹的顶部和出口。冷凝器下方

安装管道，連接在冷凝器出口与热井罐之间。冷凝器配置有一个喷水系统，

这个系统内安装有各种特殊设计的水喷嘴，以便在逆流冷凝器内将水均匀

地喷淋在表面。这些喷嘴以管子布置方式法兰连接或螺纹连接。整个系统

连同管子和各种喷嘴布置在冷凝器头部。冷凝器的作用是将真空蒸汽喷射

泵抽来的混合气体进行降温，同时还具有除尘作用。

（3）热井罐是钢制的椭球型罐体，其功能是收集从冷凝器排出的水，

达到循环利用的目的。热井罐配置一套水位探测装置，用于测量水位。

2.2真空室系统由真空槽及热弯管组成

（1）在真空槽的上部，有一个紧密连接的真空插槽，用作合金料入

口。与合金添加系统的连接采用特殊设计的一个真空密封的气动膨胀接头。

真空槽上段顶部设置一个真空法兰，用于连接水冷弯头。真空槽每个内表

面上都布置有支撑环和锚固件，用于固定耐火材料。真空密封法兰密封焊

接在真空槽表面上。真空槽下部连接有浸渍管（分上升管和下降管），生

产时浸渍管插入钢水内，插入管的尺寸是按照可变循环速度设计的，即正

常循环速度和必要时加快的循环速度。在上升管内设置两个提升气体环，

每个环有8个喷吹管。通过4根独立的提升气体控制线控制和监视提升气

体量。整体式真空室配置有耳轴和支撑，以便在处理位和维修区进行更换。

（2）热弯管是U型的，用来连接真空槽和抽气管道。在热弯管的法

兰与真空室配对法兰以及气体冷却器法兰之间，有真空密封圈。依靠热弯

管的重量实现系统的密封。热弯管的密封法兰采用水冷。

真空泵运行过程中遇到的困难

RH精炼炉真空系统自投产以来，抽真空速度长期维持在7分钟以上，

且多次出现内泄事故。随着生产节奏不断加快，为提高产量，需要更快的

抽真空速度，降低每炉钢水的处理时间;为保证质量，需要更多的时间对

钢水成分进行微调，更精密的对钢水成分进行调整。两大难点严重制约了

产能释放，为解决这两个问题，主要采用以下方法：

（1）抽真空速度长期维持在7分钟以上：本处理时，从E5、E5a真

空泵打开，到E1真空泵打开，其时间的快慢便是抽真空的快慢，抽真空

的时间长期在7分钟以上，对产能释放产生阻碍。

通过对真空系统进行研究，发现抽真空的速度与蒸汽供应有很大关系，

其压力、温度及流量都与抽真空息息相关。通过长期间研究发现，

真空泵蒸汽供应速度偏慢，这又与蒸汽调节阀的开度有很大关系，所

以加快蒸汽调节阀的调节速度成了关键。对蒸汽调节阀阀体进行研究，在

不更换阀门的前提下，改换动力气源走向，增加提速装置，从而加快阀门

调节速度。

（2）内泄事故：在真空泵运行过程中，有时会出现真空度抽不下来

的情况，同时在外部找不到漏点，由此判断真空泵产生了内泄故障。打开

检查，经常会发现是喷嘴中间连接法兰的密封