轉(zhuǎn)爐蒸汽作為真空抽氣介質(zhì)在rh爐上的應(yīng)用

轉(zhuǎn)爐蒸汽作為真空抽氣介質(zhì)在rh爐上的應(yīng)用

1雙全體設(shè)計(jì)能力新余市鋼之中國(guó)（新鋼公司）研磨鋼rh真空精善機(jī)械是上海國(guó)業(yè)科技有限公司根據(jù)其特點(diǎn)設(shè)計(jì)的。屬于三車、五區(qū)、雙閥，設(shè)計(jì)能力100萬(wàn)噸。其真空系統(tǒng)由西安重型機(jī)械研究所設(shè)計(jì)和制造,動(dòng)力介質(zhì)由轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的蒸汽直接供RH真空精煉爐使用,投產(chǎn)至今將近1年,主要用于生產(chǎn)厚規(guī)格高強(qiáng)度船板、高層建筑用鋼、低溫容器板和X70管線鋼等品種。2當(dāng)前和問(wèn)題2.1rh蓄熱器煉鋼廠現(xiàn)有3座100t轉(zhuǎn)爐,上設(shè)3個(gè)余熱鍋爐蒸汽汽包,后道配1～4號(hào)80m3的蓄熱器設(shè)備,在建RH真空精煉爐時(shí)新增1臺(tái)5號(hào)100m3的蓄熱器,總蓄熱量為420m3。由于轉(zhuǎn)爐蒸汽是間歇性的,且壓力波動(dòng)比較大,而RH對(duì)蒸汽壓力的穩(wěn)定性要求又比較高。目前影響RH精煉爐處理能力的主要問(wèn)題是蒸汽問(wèn)題。2.2蒸汽管道改造RH真空精煉爐投產(chǎn)于2008年2月2日,蒸汽問(wèn)題主要表現(xiàn)在:1)投產(chǎn)初,3座轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐蒸汽汽包壓力不穩(wěn)定,產(chǎn)生的蒸汽品質(zhì)相差大。對(duì)蒸汽系統(tǒng)進(jìn)行了適應(yīng)性改造,對(duì)汽包至RH的蒸汽管道孔徑及疏汽閥門(mén)的開(kāi)度進(jìn)行了擴(kuò)大改造,同時(shí)在蒸汽管道增加了疏水閥,以減少蒸汽帶水量。2)近期,RH處理過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)蒸汽供應(yīng)不上的問(wèn)題,3座轉(zhuǎn)爐只要不同開(kāi),RH用戶點(diǎn)的蒸汽壓力就降至正常工作壓力(0.85±0.05MPa)以下,造成冶煉因蒸汽壓力低而被迫中斷。所以有必要對(duì)RH真空精煉爐用轉(zhuǎn)爐蒸汽保障其連續(xù)使用問(wèn)題進(jìn)行分析與探討,并最終解決因缺少蒸汽影響處理的問(wèn)題,以保證RH生產(chǎn)順行。3轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的汽圖1為煉鋼廠整個(gè)蒸汽蓄熱系統(tǒng),供RH真空精煉爐用汽流程為轉(zhuǎn)爐汽包蒸汽由蒸汽進(jìn)口A和蒸汽進(jìn)口B進(jìn)入蓄熱器,當(dāng)蒸汽途經(jīng)蓄熱器蓄壓、蓄熱后,再經(jīng)過(guò)分氣缸途經(jīng)一級(jí)減壓調(diào)壓閥后進(jìn)RH蒸汽分配器。在去往分氣缸的過(guò)程中有少部分蒸汽供廠區(qū)低壓母管用汽,在蒸汽緊缺時(shí)可切斷。在途經(jīng)一級(jí)減壓調(diào)壓閥后有少部分蒸汽供轉(zhuǎn)爐煙罩蒸汽封用,用量為6t/h。1座轉(zhuǎn)爐冶煉,冶煉1個(gè)周期為37min,產(chǎn)汽量為11t,折合為每小時(shí)產(chǎn)汽17.8t(實(shí)際工作中約20t/h)。根據(jù)處理模式的不同,RH工作最大用氣量為20t/h,平均用汽量為15.78t/h。如圖2所示。單開(kāi)1座轉(zhuǎn)爐冶煉產(chǎn)汽量滿足不了RH連續(xù)生產(chǎn)用汽的要求,但在2座轉(zhuǎn)爐交替生產(chǎn)時(shí),轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的總汽量為35.6t/h(2×17.8);總用汽量為21.78t/h(15.78+6);總產(chǎn)汽量大于總用汽量,理論上可滿足用汽要求。3.1汽包產(chǎn)汽流量隨混壓變化的特征轉(zhuǎn)爐汽包產(chǎn)汽是關(guān)鍵,圖3為蒸汽瞬時(shí)流量隨時(shí)間變化圖,1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)汽包蒸汽瞬時(shí)流量與坐標(biāo)軸圍成的面積大小即為產(chǎn)汽量大小?？梢酝ㄟ^(guò)如下積分計(jì)算得到d(W)=Q(t)dt(1)d(W)=Q(t)dt(1)對(duì)(1)積分W=∫t2t1Q(t)dt(2)W=∫t1t2Q(t)dt(2)式中:W——蒸汽總量,m3;t1,t2——時(shí)間點(diǎn),h;Q(t)——瞬時(shí)蒸汽流量,m3/h。從圖3看,1號(hào)汽包產(chǎn)汽流量屬于正常,而2號(hào)、3號(hào)汽包產(chǎn)汽流量出現(xiàn)谷值,造成整個(gè)汽包產(chǎn)汽量減少。對(duì)應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)2號(hào)、3號(hào)汽包實(shí)際操作,從2號(hào)轉(zhuǎn)爐的瞬時(shí)蒸汽曲線可以判斷出,在收集3min后,蒸汽流量瞬時(shí)值會(huì)出現(xiàn)一個(gè)極小值,轉(zhuǎn)爐在汽包壓力偏高時(shí)作了放散處理。這是影響蓄熱器未蓄足熱的一個(gè)重要原因。3.2rh及其回收器蓄熱器蓄熱的關(guān)鍵是壓力控制和水位控制。理論上蓄熱器充熱壓力越高越好,但受到設(shè)備能力及實(shí)際操作水平的影響。同時(shí)蓄熱器水位控制也很重要,水位偏低,效率下降,蓄熱量不足;水位偏高,蒸汽帶水嚴(yán)重,影響其有效利用。在轉(zhuǎn)爐汽包及蓄熱器實(shí)際操作過(guò)程中做的3組對(duì)比試驗(yàn),見(jiàn)圖4。從圖4看,為了保證RH進(jìn)口壓力的平穩(wěn)必須保證蓄熱器管道壓力足夠。所以分別對(duì)蓄熱器的3種狀態(tài)進(jìn)行了模擬冶煉,如表1。1號(hào)、3號(hào)冶煉的模式均可以保證RH連續(xù)生產(chǎn)用汽的需求,而2號(hào)模式將難以保證RH連續(xù)冶煉用汽的要求。在冶煉過(guò)程中,蓄熱器無(wú)外界熱量持續(xù)補(bǔ)給,且不補(bǔ)水是造成蓄熱器壓力迅速降低的主要原因。4解決方法4.1蒸汽收集和蒸發(fā)合理放散控制,盡可能做到汽包不放散,將轉(zhuǎn)爐蒸汽作為RH用的動(dòng)力汽源。盡可能多的把蒸汽收集到蓄熱器內(nèi),若蓄熱器蒸汽壓力超過(guò)1.8MPa可以通過(guò)蓄熱器放散來(lái)調(diào)節(jié)蒸汽壓力過(guò)高,也可以將過(guò)剩的蒸汽通往蒸汽分配器,并在RH真空精煉爐蒸汽管道里作預(yù)熱用汽,一方面可以預(yù)熱蒸汽管道,另一方面可以蒸發(fā)管道內(nèi)的水,為處理鋼水時(shí)提高抽真空速度。4.2調(diào)控水泵、水泵根據(jù)冶煉情況,將蓄熱器壓力控制在1.6～1.8MPa。蓄熱器要保證正常的設(shè)定水位,蓄熱器水位控制一般占總蓄熱器高度的65%～75%,煉鋼廠取70%認(rèn)為是合適的。補(bǔ)、排水操作是操作關(guān)鍵,只要液位下降至65%以下時(shí)就應(yīng)該及時(shí)補(bǔ)水,保持液位始終在70%上下浮動(dòng),其水位波動(dòng)范圍控制在50mm之內(nèi),所以這樣的操作要求補(bǔ)水實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)水。同時(shí)補(bǔ)水要在高壓時(shí)補(bǔ),即蒸汽壓力在1.6～1.8MPa,不能在壓力降下去才開(kāi)始補(bǔ)水。因?yàn)檎羝麎毫Ω?對(duì)應(yīng)溫度也高,蓄熱器內(nèi)的水消耗量大。4.3外送管路調(diào)節(jié)煉鋼廠主要蒸汽用點(diǎn)分為3個(gè):1)煙罩密封和除氧器管路大約6～10t/h;2)通過(guò)廠區(qū)外送管路在0～30t/h可調(diào)節(jié);3)通往RH真空精煉爐動(dòng)力用汽0～20t/h。在蒸汽量緊張時(shí),可以通過(guò)調(diào)控?zé)熣置芊夂统跗鞴苈返恼羝巴ㄍ鶑S區(qū)外送管路的蒸汽用量以保證RH正常用汽的需求。4.4蓄熱器蓄熱間接從圖3可以看出,汽包內(nèi)的蒸汽在部分時(shí)間內(nèi)會(huì)出現(xiàn)疊加現(xiàn)象,當(dāng)轉(zhuǎn)爐冶煉節(jié)奏安排不當(dāng)或造成汽包內(nèi)產(chǎn)汽斷續(xù),蓄熱器蓄熱間歇性;若汽包產(chǎn)汽疊加嚴(yán)重,會(huì)造成汽包通往蓄熱器管道來(lái)不及疏送汽包產(chǎn)生的蒸汽,造成汽包內(nèi)壓力快速上升,迫使汽包壓力達(dá)到安全閥自動(dòng)放散的壓力,造成蒸汽在汽包上的放散,蓄熱器無(wú)法收集該部分蒸汽,造成蒸汽絕對(duì)量的浪費(fèi)。5蓄熱器配水自動(dòng)化通過(guò)以上措施,蒸汽使用的合理調(diào)度,找到轉(zhuǎn)爐蒸汽不能滿足RH真