鋼鉄脱ガスにおけるスチームエジェクターから機械式真空ポンプへの置き換えは、当初は躊躇されたものの、機械式真空ポンプは真空脱ガスの最先端技術となり、真空酸素脱炭設備ではますます採用されています。
機械式真空ポンプが生産に適しているかどうかについて、初期には懸念がありましたが、世界の鉄鋼業界では信頼性が証明されており、その多くが高い生産サイクルを誇っています。そのメリットは明らかで、初期の高い投資は大幅な低所有コストとダウンタイムの削減によって迅速に回収され、低カーボンフットプリントは環境問題や法律上の要件を満たす最新の製鉄所の要件に対応しています。
スチームエジェクターはRHプロセスに適しているか？
Ruhrstahl-Heraeus (RH)の場合、状況は少し異なります。通常、システムに必要な排気能力は非常に大きく、生産は24時間365日絶え間なく行われ、多くの場合ツイン脱ガス装置で稼動しています。RH処理された鋼材は通常酸素炉から供給され、炉からのガスを冷却しながら副産物として蒸気を生成します。スチームが利用可能であり、低プロセス圧力での性能要求が高まっているため、スチームエジェクターが適している可能性はあります。とはいえ、RHプロセス用のドライメカニカルポンプの市場は拡大しています。
機械式真空ポンプはスチームエジェクターの有効な代替案であり、2009年以降の生産で信頼性が証明されている。変更の主な原動力は、所有コストとカーボンフットプリントの削減です。
鉄鋼の脱ガスにおいて真空が果たす役割とは？
<i>VD（VOD）とRuhrstahl-Heraeus（RH-OB）精錬ステーションの概略図</i>
二次冶金における真空処理に共通するのは、分圧を下げることで溶鋼から窒素や水素などの不純物を除去するために低圧を使用することです。この反応は浴の表面で起こり、炭素を除去するために酸素の助けを借りることもあります。真空ポンプに要求される性能は、主にプロセスガス流量によって決まりますが、攪拌用アルゴン、カメラ保護ガス、酸素ブロー（適用される場合）などのサポートガス、精錬ステーションのリーク率によっても決まります。第二のパラメーターは、タップ・タップ時間を短く保ち、鋳造に適した範囲の溶鋼温度を維持し、生産フローを維持するための、プロセス圧力に対するポンプの停止時間です。真空タンク脱ガス装置、VD（VOD）とRH（RH-OB）の真空タスクは、ある意味で類似します（図1）。プロセス時間は通常20分、プロセス圧力は67Pa、ポンプ停止時間は容器またはタンクが空の状態で5～6分と予想されます。要求性能の主な違いは以下の通りです：
- プロセス圧力時：RH処理でスノーケルを通して高温の鋼材を循環させると、処理中に溶融金属の大きな表面積が真空にさらされます。このため、VDと比較して、プロセス圧力での排気速度要件が高くなります。
- ポンプダウンの場合： RH-脱ガス装置では、脱ガスされる容積は、脱ガスされる鋼鉄1トン当たりより小さくなります。VDでは、高温の鋼を入れた取鍋がタンクに入れられ、蓋で閉じられます。取鍋は、スラグの発泡などの反応に必要なフリーボード面積を必要とするため、取鍋自体が大型になります。取鍋の周りのタンク容積も排気しなければなりません。RHでは、高温の鋼材を円筒容器に吊り上げるため、排気すべき空容積が減少します。どちらの処理も、フィルターの容積を事前排気に使用するため、圧力の均一化によるポンプ停止時間の短縮につながります。