转炉蒸汽作为真空抽气介质在rh炉上的应用

转炉蒸汽作为真空抽气介质在rh炉上的应用

1双全体设计能力新余市钢之中国（新钢公司）研磨钢rh真空精善机械是上海国业科技有限公司根据其特点设计的。属于三车、五区、双阀，设计能力100万吨。其真空系统由西安重型机械研究所设计和制造,动力介质由转炉产生的蒸汽直接供RH真空精炼炉使用,投产至今将近1年,主要用于生产厚规格高强度船板、高层建筑用钢、低温容器板和X70管线钢等品种。2当前和问题2.1rh蓄热器炼钢厂现有3座100t转炉,上设3个余热锅炉蒸汽汽包,后道配1～4号80m3的蓄热器设备,在建RH真空精炼炉时新增1台5号100m3的蓄热器,总蓄热量为420m3。由于转炉蒸汽是间歇性的,且压力波动比较大,而RH对蒸汽压力的稳定性要求又比较高。目前影响RH精炼炉处理能力的主要问题是蒸汽问题。2.2蒸汽管道改造RH真空精炼炉投产于2008年2月2日,蒸汽问题主要表现在:1)投产初,3座转炉余热锅炉蒸汽汽包压力不稳定,产生的蒸汽品质相差大。对蒸汽系统进行了适应性改造,对汽包至RH的蒸汽管道孔径及疏汽阀门的开度进行了扩大改造,同时在蒸汽管道增加了疏水阀,以减少蒸汽带水量。2)近期,RH处理过程中经常出现蒸汽供应不上的问题,3座转炉只要不同开,RH用户点的蒸汽压力就降至正常工作压力(0.85±0.05MPa)以下,造成冶炼因蒸汽压力低而被迫中断。所以有必要对RH真空精炼炉用转炉蒸汽保障其连续使用问题进行分析与探讨,并最终解决因缺少蒸汽影响处理的问题,以保证RH生产顺行。3转炉产生的汽图1为炼钢厂整个蒸汽蓄热系统,供RH真空精炼炉用汽流程为转炉汽包蒸汽由蒸汽进口A和蒸汽进口B进入蓄热器,当蒸汽途经蓄热器蓄压、蓄热后,再经过分气缸途经一级减压调压阀后进RH蒸汽分配器。在去往分气缸的过程中有少部分蒸汽供厂区低压母管用汽,在蒸汽紧缺时可切断。在途经一级减压调压阀后有少部分蒸汽供转炉烟罩蒸汽封用,用量为6t/h。1座转炉冶炼,冶炼1个周期为37min,产汽量为11t,折合为每小时产汽17.8t(实际工作中约20t/h)。根据处理模式的不同,RH工作最大用气量为20t/h,平均用汽量为15.78t/h。如图2所示。单开1座转炉冶炼产汽量满足不了RH连续生产用汽的要求,但在2座转炉交替生产时,转炉产生的总汽量为35.6t/h(2×17.8);总用汽量为21.78t/h(15.78+6);总产汽量大于总用汽量,理论上可满足用汽要求。3.1汽包产汽流量随混压变化的特征转炉汽包产汽是关键,图3为蒸汽瞬时流量随时间变化图,1号、2号、3号汽包蒸汽瞬时流量与坐标轴围成的面积大小即为产汽量大小。可以通过如下积分计算得到d(W)=Q(t)dt(1)d(W)=Q(t)dt(1)对(1)积分W=∫t2t1Q(t)dt(2)W=∫t1t2Q(t)dt(2)式中:W——蒸汽总量,m3;t1,t2——时间点,h;Q(t)——瞬时蒸汽流量,m3/h。从图3看,1号汽包产汽流量属于正常,而2号、3号汽包产汽流量出现谷值,造成整个汽包产汽量减少。对应现场2号、3号汽包实际操作,从2号转炉的瞬时蒸汽曲线可以判断出,在收集3min后,蒸汽流量瞬时值会出现一个极小值,转炉在汽包压力偏高时作了放散处理。这是影响蓄热器未蓄足热的一个重要原因。3.2rh及其回收器蓄热器蓄热的关键是压力控制和水位控制。理论上蓄热器充热压力越高越好,但受到设备能力及实际操作水平的影响。同时蓄热器水位控制也很重要,水位偏低,效率下降,蓄热量不足;水位偏高,蒸汽带水严重,影响其有效利用。在转炉汽包及蓄热器实际操作过程中做的3组对比试验,见图4。从图4看,为了保证RH进口压力的平稳必须保证蓄热器管道压力足够。所以分别对蓄热器的3种状态进行了模拟冶炼,如表1。1号、3号冶炼的模式均可以保证RH连续生产用汽的需求,而2号模式将难以保证RH连续冶炼用汽的要求。在冶炼过程中,蓄热器无外界热量持续补给,且不补水是造成蓄热器压力迅速降低的主要原因。4解决方法4.1蒸汽收集和蒸发合理放散控制,尽可能做到汽包不放散,将转炉蒸汽作为RH用的动力汽源。尽可能多的把蒸汽收集到蓄热器内,若蓄热器蒸汽压力超过1.8MPa可以通过蓄热器放散来调节蒸汽压力过高,也可以将过剩的蒸汽通往蒸汽分配器,并在RH真空精炼炉蒸汽管道里作预热用汽,一方面可以预热蒸汽管道,另一方面可以蒸发管道内的水,为处理钢水时提高抽真空速度。4.2调控水泵、水泵根据冶炼情况,将蓄热器压力控制在1.6～1.8MPa。蓄热器要保证正常的设定水位,蓄热器水位控制一般占总蓄热器高度的65%～75%,炼钢厂取70%认为是合适的。补、排水操作是操作关键,只要液位下降至65%以下时就应该及时补水,保持液位始终在70%上下浮动,其水位波动范围控制在50mm之内,所以这样的操作要求补水实现自动补水。同时补水要在高压时补,即蒸汽压力在1.6～1.8MPa,不能在压力降下去才开始补水。因为蒸汽压力高,对应温度也高,蓄热器内的水消耗量大。4.3外送管路调节炼钢厂主要蒸汽用点分为3个:1)烟罩密封和除氧器管路大约6～10t/h;2)通过厂区外送管路在0～30t/h可调节;3)通往RH真空精炼炉动力用汽0～20t/h。在蒸汽量紧张时,可以通过调控烟罩密封和除氧器管路的蒸汽及通往厂区外送管路的蒸汽用量以保证RH正常用汽的需求。4.4蓄热器蓄热间接从图3可以看出,汽包内的蒸汽在部分时间内会出现叠加现象,当转炉冶炼节奏安排不当或造成汽包内产汽断续,蓄热器蓄热间歇性;若汽包产汽叠加严重,会造成汽包通往蓄热器管道来不及疏送汽包产生的蒸汽,造成汽包内压力快速上升,迫使汽包压力达到安全阀自动放散的压力,造成蒸汽在汽包上的放散,蓄热器无法收集该部分蒸汽,造成蒸汽绝对量的浪费。5蓄热器配水自动化通过以上措施,蒸汽使用的合理调度,找到转炉蒸汽不能满足RH真