机械泵真空脱气技术

1 使用机械泵的钢液真空处理

　　近几年来，随着市场对优质钢需求的不断提升，钢液真空处理成为了钢铁冶炼中不

可或缺的一个步骤。对钢液进行真空处理有如下好处：

 

◆ 降低钢液中的气体成分（H，N）含量；

 

◆ 净化提纯钢液；

 

◆ 降低碳含量。
　　钢液真空处理所需的真空度根据真空处理形式的不同而各不相同，最常见的不外乎

要求真空度达到

0.5mbar 的“深真空脱气”或“深真空自动脱碳”，或是要求真空度控制在 80-

150mbar 之间的吹氧脱碳处理。

　　现阶段广为人知并且在钢厂中广泛应用的传统的抽真空方式是使用蒸汽喷射泵进行

抽真空。但是，蒸汽喷射泵的耗能巨大，维护困难，并且在很多情况下难以进行自动化控制。

　　虽然人们在最初也考虑过使用机械泵进行真空脱气，但是由于早年间并没有大功率

的机械泵，也就是说如果想要使用机械泵进行真空脱气就必须使用大量的泵，这意味着投
资成本的大幅度提升以及所需空间的增大，再加上过去的机械泵耐用性不是很强，所以在
很长的一段时间内，机械泵都没有被纳入工业真空处理的考虑范畴。但是到了近代，市场上
出现了抽气能力可达到

100000m3/h 的机械真空泵。

　　于是在

1998 年，Adrem Invest 公司在世界范围内第一个将机械泵抽气技术应用在

了钢液真空脱气处理当中。这套最早的设备由分

3 级的干式机械真空泵系统外加一个吹氧阶

段使用的

“湿式”水环泵组成，应用于一个 12t VD/VOD 的真空脱气系统。在吹氧条件下使用

大型水环泵与干式机械泵系统一同工作这一方案是我们通过多年开发经验所得出的结果。事
实证明这样的一个混合系统更加符合处理的实际需要并且可靠性更强。

2 机械泵系统的能源消耗
　　现以一个实际运行的

150t VD 真空脱气系统的实例来进行说明。

　　这一系统由分

4 级的干式泵组成，包括：

 

◆ 4 台作为主泵的干式螺杆压缩机；

 

◆ 4 台带有预进气功能的罗茨泵；

 

◆ 4 台个体抽气能力为 26000m3/h 的罗茨泵；

 

◆ 4 台个体抽气能力为 61000m3/h 的大型罗茨泵。
　　为了使抽到深真空的时间更短，这一抽气系统对在高压下

(1000–200mbar)的抽气速

度进行了优化。这一目标是通过重新配置真空泵，以一种不同的配置来安排抽气操作而完成
的。

　　真空度在

1mbar 左右时抽气速度的峰值约为 230000m3/h(即 300kg/h)；大型罗茨泵

的运作效率为

94%。而这一系统在 500mbar 左右的抽气速度约为 20000m3/h。这一高抽气速

度即是重新配置

VPS 优化到达深真空速度的结果。

　　这一系统的功能通过能预测以下信息的建模软件进行了实时

VD 处理条件的计算：

 

◆ VPS 的实际抽气速度；

 

◆ 处理气体负荷；

 

◆ 由于除尘过滤设备以及管道所产生的压降；

 

◆ 处理真空度；

 

◆ 能源消耗。