科技成果——钢水真空循环脱气工艺干式(机械)真空系统应用技术

真空系统应用技术

适用范围

钢铁行业炼钢真空精炼技术领域的RH、VD及VOD工艺 行业现状

目前国内外的钢水真空循环脱气工艺（RH工艺）所用真空系统均为湿式真空系统，即多级蒸汽喷射真空泵系统。近年来，国外VD及VOD工艺有较少部分采用干式机械真空系统，国内尚无先例。湿式真空系统的能耗和水耗约为干式机械真空系统的10倍。目前该技术可实现节能量1万tce/a，减排约3万tCO2/a。

成果简介 1、技术原理

钢水真空循环脱气系统工艺（RH工艺）是一种重要的钢水炉外精炼方法，具有脱气、脱碳、温度补偿、均匀钢水温度及成分、去除钢中夹杂物等功能。由于钢水真空循环脱气系统工艺要求的真空度高、废气量大，因此采用两级罗茨泵串联之后再与干式螺杆泵串联，组成真空泵组。该泵组是一种将罗茨泵与干式泵相结合的机械真空泵系统，利用罗茨泵的超高抽气能力对RH工艺废气“增压”来满足高抽气量的要求，利用干式螺杆泵的高压缩比将工艺废气“压缩”至大气压之上后排至大气，并满足快速抽真空的要求。

2、关键技术

（1）满足大型RH装置抽气能力的干式机械真空泵组的组态技

术；

（2）干式机械真空泵组安全运行技术；

（3）适应RH高温、高CO、含O2烟气过滤及除尘系统技术； （4）干式机械真空泵组与RH精炼模式的匹配控制技术。 3、工艺流程

干式机械真空系统流程简图

1钢水包，2真空槽，3水冷弯，4气冷器，5过滤器，6真空泵组，6A罗茨泵，6B冷却器，6C罗茨泵，6D冷却器，6E螺杆泵，6F冷却器，7废气处理器

主要技术指标 序号 1 2 3 4 工艺参数 RH公称钢水处理量 RH最大钢水处理量 RH最小钢水处理量 年处理钢水量 单位 t t t 104t 数据 210 230 190 220 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 真空系统抽气能力@67PaA kg/h（20℃干空气） 极限真空 从大气到67Pa抽气时间 初始氢≤4ppm时脱氢能力 脱碳能力 ppm 脱氮能力 真空泵组数量 真空泵组总装设功率 真空泵组驱动方式 真空泵组运行频率 真空泵组循环冷却水流量 真空系统用氮气流量 套 kW / Hz t/h Nm3/h PaA min 800 18 4.34 0.9 10 40 18 2，610 变频 5-60 234 565 技术水平

该技术已成功申请了2项发明专利及13项实用新型专利。2011年，该技术获得中国钢铁协会和中国金属协会颁发的冶金科学技术一等奖，入选《世界金属导报》评出的“2011世界钢铁工业十大技术要闻”。2012年，该技术又入选了第十五届北京科博会、中国能源战略高层论坛暨第三届节能中国推介活动评选出的“2012节能中国十大应用新技术”。

目前，210tRH干式机械真空系统已在重钢成功应用，投运以来，系统运行稳定、运行成本低，能耗、水耗较传统的多级蒸汽喷射泵真空系统降低约90%，吨钢节能约9.34kgce。该技术的成功应用，原则

上可以实现“取消综合蒸汽管网”，转炉产生的饱和蒸汽回收后可全部用于发电。2012年6月，山东莱芜钢铁公司也开始在其110tVD装置中采用干式机械真空系统。

典型案例

典型用户：重庆钢铁（集团）有限责任公司 典型案例1

建设规模：与210tRH配套、在67PaA条件下抽气能力为800kg/h（20℃干空气）的干式机械真空系统。主要技改内容：新建干式机械真空系统，与传统的湿式真空系统相比，去掉了蒸汽供应系统（快烧锅炉或饱和蒸汽过热用燃气锅炉）、级间冷凝器、污水、污泥处理系统、庞大的循环冷却水系统。主要设备为气冷器2套、粉尘过滤器4套、真空泵组18套、氮气贮罐1台、氮气贮罐1台。节能技改投资额与传统的蒸汽喷射式真空系统相比增加1750万元，建设期8个月。每年可节能20539tce，年节能经济效益为1703万元，投资回收期1年。

典型案例2

建设规模：与150tRH配套，在67PaA条件下抽气能力为507kg/h（20℃干空气）的干式机械真空系统。主要技改内容：新建干式机械真空系统，主要设备包括气冷器1套；粉尘过滤器3套；真空泵组14套（13用1备）；氮气贮罐2台；变频器56台；DCS控制系统1套。节能技改投资额与传统的蒸汽喷射式真空系统相比增加1562万元，建设期1年。每年可节能14207tce，年节能经济效益1037万元，

投资回收期1.5年。

市场前景

RH真空精炼装置是钢水二次精炼系统中最为复杂的装置，其废气成分复杂，含有高浓度的O2和CO。截至2011年，我国RH二次精炼装置总装设台数约有80余台套，其中重点钢铁企业炉外精炼处理比例71%。预计未来5年，该技术在行业内的推广潜力可达到10%，预计投资总额6.6亿元，年节能能力8万tce/a，二氧化碳减排能力21万tCO2/a。