1、RH 装置厂家如何选择适合的 RH 型真空泵？RH 精炼全称为 RH 真空循环脱气精炼法，作为一种钢液真空精炼的方式，已在炼钢厂得到了广泛的应用，使得冶炼众多高品质的钢种成为可能。常规的 RH 系统均采用多级水蒸气喷射泵系统作为真空获取方式，但随着科技的进步，出现了蒸汽-液环真空泵系统和纯机械真空泵系统。近年来，IF 钢、高牌号管线钢和硅钢的二次精炼对真空系统提出了更高的要求，同时，降低成本、节能减排的需求使需要新建 RH 项目的炼钢厂对真空泵的选择慎之又慎，经常需要反复考察和论证，可最终往往还是在几种方案之间犹豫不决，难以分出优劣。同样的原因，拥有 RH 装置的炼钢厂也有节能改造的冲动，也需
2、要在几种方案之间做出选择，因此，不仅要从理论探索，更要从实践经验对几种真空获取方式进行探索和研究具非常有实际意义。 1、蒸汽喷射泵系统 蒸汽喷射泵是一种以蒸汽流体作为抽气介质的来获得真空的装置。其工作原理如图 1 所示：当蒸汽流通过拉瓦尔喷嘴时，压力能转化为动能，从而形成一个负压区，被抽气体吸进混合室，工作蒸汽由压力能转变来的动能传给了被抽气体。 通常情况下，需要多级蒸汽喷射泵的组合来达到所需的真空度。常见的方式为 23 级增压泵和 23 级喷射泵再加上 34 级冷能器的组合，为提高抽气速率，每个喷射级通常并联一台。需要说明的是，增压泵和喷射泵是对多级蒸汽喷射泵系统中前级泵和后级泵的习惯称谓。
3、RH 装置最常用的为由三级增压泵和两级喷射泵组成的五级泵系统，其组成见图 2，其中 B1、B2 和 B3 为三级增压泵（Booster）,S4a、S4b、S5a 和 S5b 分别为喷射泵（Ejector）及其附泵，C1、C2 和 C3 为三级冷凝器（Condenser） 。长期以来，作为 RH 炉外精炼装置的核心设备，水蒸汽喷射泵以其抽气量大、可靠性高和造极低廉等特点，得到了广泛的应用。 3 蒸汽喷射-液环真空泵系统 液环真空泵是靠泵腔容积的变化来实现吸气、压缩和排气的变容式真空泵，以电能作为动力。由于它所能获得的极限真空限制，在 RH 装置中，通常用它替代多级蒸汽喷射泵系统中的末级（S5a
4、和 S5b）来节约一部分蒸汽，同时可以减少一台冷凝器。其组成见图 2，其中 VP1、VP2 和 VP3 为三台液环真空泵。 蒸汽喷射-液环真空泵系统继承了纯蒸汽喷射泵系统抽气量大、可靠性高的优点，同时又降低了蒸汽的峰值耗量，对于蒸汽供应不足的炼钢厂具有重要的意义。 4 纯机械泵系统 近年来国内市场出现了电价和蒸汽价格的倒挂现象，一般的工业电价在每千瓦时一元左右，而蒸汽和核算价格在每吨 70160 元之间，有的炼钢厂蒸汽来自于电厂，有的则将自产蒸汽外供获得效益，有的虽虽采用自产蒸汽，却以市场价核算 RH 生产成本，出于节能减排的考虑，纯机械真空泵系统进入了众多炼钢厂的视野。 由于抽气能力的限制，
5、常见的纯机械真空泵系统采用多模块的方式满足 RH 生产对大抽气量的要求。每个模块由三级罗茨真空泵或两级罗茨真空泵和一级螺杆式真空泵组成，每套机组大约需要十几个到二十余个机组，这取决于所需要的抽气能力。 罗茨泵和螺杆泵与液环真空泵同属于泵腔容积的变化来实现吸气、压缩和排气的变容式真空泵，对被抽气体的温度敏感，需要在泵前配备高效的气体冷却器；由于存在大量的运动部件，系统结构复杂，系统维护量较蒸汽喷射泵高；同时，对被抽气体的洁净度要求较高，需要在泵前配备高效的除尘系统。 5 抽气能力的选择 抽气能力是指真空泵额定的工作真空度、抽气量、抽气时间等因素的总和。 从钢液气相压力的理论上讲，一般情况下，额定
6、工作真空度只要达到 1.33mbar 即可满足脱碳、脱氢的要求，但考虑到设计裕度和工艺的因素，大多数 RH 系统的额定工作真空度选定为 0.67mbar。 蒸汽喷射泵的额定抽气量是指在额定工作真空度时折算成 20干空气的量，单位为 kg/h。 额定抽气量的确定，主要考虑以下因素： 1）环流管吹入的循环气体量； 2）顶枪清洗用气体； 3）电视摄像保护气体； 4）钢液放气量； 5）系统漏气量； 6）其它不确定因素：如耐材放气量。 抽气时间是指真空泵从大气压抽到 0.67mbar 所需的时间。一般情况下，抽气时间小于 4 分钟即可满足一般钢种生产的需要，考虑到高牌号钢种对抽气速率的要求，大多钢厂将抽
7、气时间定在 3 分钟（预抽）和 3.5 分钟（不预抽） ，这从客观上提高了对额定抽气量的要求。 综合以上因素，以 300 吨 RH 为例，基于不同的钢种，大约需要额定抽气量为 11001400kg/h 的蒸汽喷射泵或蒸汽-液环真空泵系统配套；由于泵入口温度的限制（100150） ，如果达到与蒸汽泵接近的效果，则需要 2137 套纯机械泵机组（30000m3/h 模块） 。6 经济指标与实践 经济指标是指投资、综合能耗、可靠性（维护工作量）的因素的总和。 投资额应包含设备采购、土建与钢结构投资、工辅投资等，这方面机械泵系统最高，蒸汽泵系统最低。冶炼过程中，真空泵不同的工作模式，能耗由很大差别，所
8、以，要客观的分析两种系统的经济指标，就必须结合真空泵的工作制度，以年度分别计算蒸汽、浊环水和电力消耗；为了使接管更直观，可以折算成统一单位，如标煤或金额等。由于电力和蒸汽的价格因素，蒸汽泵系统综合能耗最高，机械泵系统最低。由于已经付诸大量的实践应用，蒸汽喷射泵或蒸汽-液环真空泵系统的可靠性已得到了广泛认知；纯机械泵（如干式泵）系统在 RH 上的应用才刚刚开始，其使用效果、可靠性和维护情况仍有待时间检验，理论上来说，复杂性使机械泵系统较蒸汽泵系统可靠性大大降低，但对生产的有多大程度的影响，目前尚无第一手资料。 同样的原因，对于不同钢种的冶炼工艺，大多钢厂对与蒸汽泵的使用已经掌握，而使用机械泵后，还需大量的实践去总结， 7 总结 综上所述，在满足 RH 真空处理装置对真空泵系统抽气能力要求的情况下，蒸汽喷射泵和蒸汽-液环真空泵系统作为传统的选择，完全可以满足 RH 生产的需要，后者则是相对节能的选择。纯机械泵系统虽有节能优势，但投资额巨大，其使用效果还需实践验证。
