Sau khi bắt đầu chần chừ thay thế phun hơi trong khử khí thép bằng bơm chân không cơ học, bơm chân không đã trở thành công nghệ tiên tiến nhất trong khử khí chân không và ngày càng nhiều hơn trong các hệ thống khử cacbon hóa oxy chân không.
Mặc dù có thể đã có những lo ngại sớm về tính phù hợp của bơm chân không cơ học cho sản xuất, nhưng nó đã được chứng minh là đáng tin cậy trong ngành công nghiệp thép toàn cầu, với nhiều chu kỳ sản xuất cao. Ưu điểm rõ ràng: khoản đầu tư ban đầu cao hơn được hoàn vốn nhanh chóng nhờ chi phí sở hữu thấp hơn đáng kể và giảm thời gian ngừng hoạt động, và dấu chân carbon thấp hơn đáp ứng các yêu cầu của nhà máy thép hiện đại trong việc đáp ứng các mối quan ngại về môi trường và các yêu cầu pháp lý.
Máy phun hơi nước có phải là lựa chọn phù hợp cho quy trình RH không?
Đối với Ruhrstahl-Heraeus (RH), tình hình hơi khác. Công suất bơm cần thiết của hệ thống thường rất lớn và hoạt động sản xuất liên tục 24/7, thường phục vụ các máy khử khí kép. Thép được xử lý RH thường đến từ lò oxy, tạo ra hơi nước làm sản phẩm phụ trong khi làm mát khí từ lò. Với sự sẵn có của hơi nước và các yêu cầu hiệu suất tăng lên ở áp suất quy trình thấp, máy phun hơi nước có thể phù hợp. Tuy nhiên, thị trường bơm cơ khí khô cho quy trình RH đang phát triển.
Bơm chân không cơ học là một lựa chọn hợp lệ cho máy phun hơi nước và đã được chứng minh là đáng tin cậy trong sản xuất từ năm 2009. Các động lực chính để thay đổi là chi phí sở hữu thấp hơn và lượng khí thải carbon thấp hơn.
Nhiệm vụ chân không trong khử khí thép là gì?
Sơ đồ trạm tinh chế VD (VOD) và Ruhrstahl-Heraeus (RH-OB)
Phương pháp xử lý chân không trong luyện kim thứ cấp có điểm chung là áp suất thấp được sử dụng để loại bỏ các tạp chất như nitơ và hyđro khỏi thép nóng chảy, bằng cách giảm áp suất một phần. Phản ứng này diễn ra trên bề mặt bồn tắm, đôi khi với sự trợ giúp của oxy để loại bỏ cacbon. Yêu cầu về hiệu suất của bơm chân không được xác định chủ yếu bởi lưu lượng khí quy trình, nhưng cũng bởi các khí hỗ trợ như argon để khuấy, khí bảo vệ camera, thổi oxy, nếu được áp dụng, và tỷ lệ rò rỉ của nhà máy lọc dầu. Thông số thứ hai là thời gian ngừng hoạt động của bơm để xử lý áp suất, để giữ thời gian vòi nước ngắn, duy trì nhiệt độ thép lỏng trong phạm vi chính xác để đúc và duy trì dòng sản xuất. Nhiệm vụ chân không của máy khử khí bể chân không, VD (VOD) và RH (RH-OB) tương tự theo một số cách (Hình 1). Thời gian xử lý thường là 20 phút, áp suất xử lý là 0,5 Torr (0,67mbar) và thời gian ngừng hoạt động dự kiến của bơm sẽ là 5 đến 6 phút với bình hoặc bể rỗng. Sự khác biệt chính trong các yêu cầu hiệu suất là:
- Ở áp suất quy trình: Khi lưu thông thép nóng qua ống thở trong quá trình xử lý RH, một diện tích bề mặt lớn của kim loại nóng chảy sẽ tiếp xúc với chân không trong quá trình. Điều này dẫn đến yêu cầu tốc độ hút cao hơn ở áp suất quy trình so với VD.
- Để bơm: Thể tích cần hút chân không nhỏ hơn trên máy khử khí RH trên mỗi tấn thép khử khí. Trong một VD, một chén đựng thép nóng được đặt trong một bồn chứa, được đóng kín bằng nắp. Bản thân cốc quá lớn, vì nó yêu cầu một khu vực tự do cho các phản ứng như tạo bọt xỉ. Thể tích bồn chứa xung quanh cốc cũng phải được hút chân không. Ở RH, thép nóng được nâng vào bình hình trụ làm giảm thể tích rỗng cần hút chân không. Cả hai phương pháp điều trị đều sử dụng thể tích của bộ lọc để xả sơ bộ, dẫn đến thời gian bơm rút ngắn hơn bằng cách cân bằng áp suất.