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1、 常州东方特钢有限公司VD-50t真空精炼炉技术协议买方：常州东方特钢有限公司卖方：航天集团西安向阳精炼工程有限公司2012年6月30日目 录1、工艺说明 2、设备技术规格3、设备供货范围及分交点4、双方提供技术资料及其交付进度5、技术保证、考核指标及其前提条件6、设备设计及制造标准7、工程进度8、设备安装及调试 9、双方人员派遣计划及售后服务10、人员培训11.技术服务12、附件1随机备品备件清单13、附件2 主要设备分包商及制造厂家买方：常州东方特钢有限公司卖方：航天集团西安向阳精炼工程有限公司买卖双方经过友好协商，就买方金松电炉车间新上1套50tVD真空精炼炉全套设备的设计、制作、安装达
2、成如下协议：一、工程概况：1、项目概述：本项目为1套50tVD真空精炼炉全套设备，包括机械、电气、基础自动化及仪表等的设计、供货、安装、调试、培训及技术服务。本项目为交钥匙工程，即卖方对合同范围内设备承担总体技术责任，包括设备及电气自动化系统设计制造、安装、调试、功能考核与竣工验收、技术服务、培训、技术资料等各阶段的工作负全面责任。2、本项目工程范围：本项目为1套50tVD真空精炼炉全套配套设施。（1）、卖方负责：机械、钢结构、液压、电气、自动化及仪表等的设计、供货、安装、调试、培训及技术服务等交钥匙工程。（2）、买方负责：土建及交接点以外的冷却水系统、蒸汽系统、氩气、压缩空气等由卖方负责设计
3、，买方建设。二、总论1工艺说明1.1工程概述本技术规格书详述VD-50t真空精炼炉设备的相关技术内容。它包括1套双工位VD-50t真空精炼炉、1套的300kg/h真空系统、1套自动化控制系统，并负责设备的设计、制造、安装、运输、调试等工作。VD-50t真空精炼炉可达如下效果：低的投资成本；高的产品质量；较高的劳动生产率；操作简单，可靠性高；适宜多品种精炼，满足多方客户需求。1.2 VD-50t真空精炼炉功能和用途VD炉应具有真空脱气、吹氩搅拌、观察、电视摄像、测温取样、喂丝等多种功能。（1）全程吹氩搅拌、均匀钢水成份和温度、保证精炼效果和顺利开浇。（2）喂丝对钢水成份微调。 （3）有测温、取样
4、等检测功能。1.3 设备工艺布置（1）VD工艺布置VD-50t真空精炼炉总体结构采用:双罐单盖、罐体固定、罐盖移动方案，罐体采用半地坑式布置。VD炉工作时，双真空罐体通过U形移动弯头、真空管道、除尘器、主截止阀与真空泵相连接。 VD设有二个真空罐，真空罐盖车的停车工位在两个罐体的工位，真空罐盖车沿着行车方向移动。（2）操作室布置VD操作室布置在柱之内，以便于观察和操作。操作室正面设大型玻璃窗使视野开阔，观察方便。1.4 设备概况VD-50t真空精炼炉主要设备包括：真空罐、真空罐盖(含屏蔽盖)、真空罐盖车、真空泵系统、液压系统、冷却水系统、氩气系统、氮气系统、粗-精除尘器、真空管道、主真空阀、破
5、空装置及电控仪表等。在真空泵的造型和设计，罐盖的设计与密封性，全套计算机控制系统，降低能耗以及卖方为八十余台真空精炼炉全套设备的设计、制造、安装、调试等方面的经验，确保该设备按目前世界上最先进的水平进行设计、制造、调试和培训。真空泵选用全蒸汽喷射真空泵方案，其抽气能力为300kg/h，与LF真空精炼炉配套并能满足VD工艺的排气要求。真空罐与真空罐盖组成一个密闭的容器，由真空管道与蒸汽喷射泵相接，并进行抽真空，对罐内钢包里的钢水进行真空精炼。真空盖上设有人工窥视孔，人工窥视孔在设计屏蔽盖时能观测到钢水的运动情况。真空管道系统是指从真空罐上的抽气管法兰至真空泵之间的所有管道，含水冷管道、除尘器、主
6、截止阀、抽气管道等，真空度检测一次元件及破空阀门均安装在该系统中。精炼废气从VD真空罐抽至气体冷却除尘器，然后进入真空泵。在气体冷却除尘器到真空泵吸入口之间的主抽气管道上串联安装主截止阀。该阀用来隔离真空泵和真空设备，隔离后能够分别测试真空泵和真空设备的密封性。在真空处理结束阶段，主截止阀被关闭，然后通过破空装置向真空设备内充压，使真空室内的压力恢复到大气压。VD炉电气控制均采用手动/自动两种控制形式。电气和仪表控制系统共用一套西门子S7-300可编程序控制器、两台工业控制计算机、两台22寸LCD显示器、一套HMI为核心组成三电一体化系统。该控制系统具有以下特点：真空系统手动及半自动控制简单直
7、观所有的阀门状态和仪表数据都显示在HMI画面上操作控制即可以在操作台上完成也可以在HMI画面上完成真空度及其它有关过程仪表数据检测可靠氩气流量控制准确HMI画面重点突出、数据全面趋势图、历史纪录、报表功能工业以太网通讯功能工控机在线热备1.5设备技术特点系统具有的特点与功能如下：（1）、在保证钢包吊具能在罐内正常起吊钢包的情况下，尽量缩小真空罐直径，以便使设备摆放在预留区域，同时有利减小罐内容积，减少真空泵的抽气量，缩短抽气时间。 （2）、罐内底部安装一体化温度变送器，对罐内冒钢漏钢情况进行监控报警。（3）、罐盖升降为液压传动，液压提升，液压及自重下降。（4）、移动罐盖车行走采用变频调速，使罐
8、盖车起动行走及停止平稳运行，精确定位。（5）、罐盖采用旋压式碟形封头结构，使罐盖的自重减少，强度增加，同时使罐盖的受力分布合理。罐盖内附有耐火材料衬。（6）、罐盖上装有人工观察窗、手动破空阀、氩气调节操作盒。通过人工观察窗随时观察炉内处理状态。人工观察窗为喇叭形结构，其上设有手控阀门和氩气流量调节盒。氩气流量调节盒就地调节氩气流量，手控阀门可及时破空，以抑制溢渣。（7）、罐盖与罐体之间，采用O形硅橡胶密封圈进行密封，并设有水浸保护装置，以提高密封圈寿命。（8）、采用新型组合除尘装置，提高除尘效果，对被抽气体进行除尘冷却，一方面保证进入真空泵系统气体的洁净度，又可使被抽气体温度控制在要求的范围之
9、内，保护密封件，防止热失效，使真空泵的抽气效率大为提高。 （9）、冷凝器。采用从旋流雾化喷头技术。其主要优点是喷头寿命高、冷却效果好、维护简便并消除了传统淋水器淋水孔易于堵塞、阻力大的缺点。（10）、真空系统采用最新21世纪的设计理论进行设计计算,可以使真空泵的效率提高和能耗降低。（11）、喷射泵的核心部件喷嘴设计采用“复式不完全膨胀理论”进行设计计算。短喷嘴与长扩压器的复合作用形成混合气流达到末端壅塞的流动状态，使真空泵获得长期可靠的稳定真空效果，并可节能20-30%。（12）、设置倍增喷射器（13）、各级喷射器采用经工业实践考验后的优化设计参数，即采用最佳喉面比、压缩比、引射系数与几何参数
10、。（14）、加设Ec级泵。（15）、主泵、辅泵、启动泵、倍增泵均可以实现无阀操作与检漏。（16）、高冷却水温度的适应能力。（17）真空管道设置主截止阀，缩短予抽真空时间。（18）配备麦氏计定期校验真空测量仪表。（19）电控系统采用三电一体化设计，对真空泵的控制及炉子其它动作可全部由计算机操作站进行控制。配置PLC 及工控机操作站作为基础级可连接到工厂的二级网络上，接受网络系统进行控制操作，由LCD 进行系统监控，用打印机进行报表打印。1.6 VD炉的精炼工艺1.6.1脱氢解决炼钢生产中的脱氢问题，是促进钢液真空处理的基本原因，如果钢中氢含量过高，会导致形成白点。过去消除钢中白点的方法是在120
11、0-1400下对产品进行长时间的退火，借以降低钢中氢的浓度，这种方法效率低，除气不彻底。而钢液经过VD真空处理后，其除氢效果好。按质量作用定律，氢含量与氢分压有关，即 H=KH（PH）1/2式中 H钢中溶解的氢含量； PH熔体上方的气相氢含量； KH与钢液温度有关的常数。从上述公式计算，当真空度133Pa时，钢水中的含氢量H 2 ppm由于真空处理时，钢中氢含量和操作工艺，处理钢种，加入炉内各种原材料的状态，吹氩搅拌状态等有关，因此，通常将真空泵的工作真空度确定为67Pa，以充分保证脱氢的要求。1.6.2 脱氮钢中氮含量，同样也服从平方根定律。即N=KN（PN）1/2式中：N：溶解在钢中的氮；
12、 PN2：炉气中氮气的分压力； KN：平衡常数。由于钢中氮含量和钢中合金元素的含量有密切关系，因此，脱氮比脱氢困难。应尽量减少进入VD炉之前钢中的氮含量，并延长在VD炉中的处理时间。1.6.3脱氧在真空状态下，碳具有很强的脱氧能力，随着炉气中CO分压的降低，碳的脱氧能力提高，钢中氧含量下降。CO=KCOPCO从上式看出，炉气中CO分压越低，钢中氧含量越低。若真空处理前，钢液经过预脱氧，真空处理时，脱氧率可达50%，若真空处理前，钢液未经过预脱气，真空处理时，脱氧率可达80%。真空状态下脱氧反应还和炉衬材料有密切关系，因为C将和炉衬中的SiO2反应，产生CO，增加了炉气中CO分压，从而降低了脱氧
13、效果。因此，炉衬中SiO2含量应尽量低。1.6.4脱硫脱硫按下式进行S+（CaO）=(CaS)+OKs=(CaS)O/S(CaO)从上式可知，当钢中O越低，渣中（CaO）含量越高，对脱硫有利，由于经VD炉处理钢种，钢中O较低，因此，脱硫效率较高，一般可达8090%。1.6.5氩气搅拌通过向钢包底部透气塞吹氩口，向包内吹入氩气，搅拌钢液，其作用为包内物理反应和化学反应创造更为有利的动力学条件。吹氩量的大小对冶金反应及钢液的温度和成份均匀性都有很大影响，但吹氩量过大也会带来诸多不利，通常在VD炉内，按照不同的冶金要求，选取不同的吹氩量，也就是采用弱搅拌或强搅拌。为了确保在整个精炼过程中吹氩搅拌能有
14、效、顺利地进行，我们将采取如下措施：第一，采用快速更换接头的方式，操作快捷、灵巧；第二，采用先进的氩气流量调节系统，氩气流量从20Nl/min700Nl/min可自动控制；第三，采用透气率高的透气砖，减少由于透气砖堵塞而影响氩气搅拌的进行。1.6.6夹杂物变性处理对这些钢种，为了减少钢中Al2O3杂物含量，使滞留在钢水中的固态Al2O3夹杂物，变性为液态的铝酸钙并迅速上浮，以减少夹杂物和氧含量。本工艺采用喂丝技术，用喂丝机喂入钙丝，喂线后进行氩气弱搅拌。1.6.7钢水温度控制VD炉精炼钢水是一个降温过程，为了保证VD炉的工艺操作，并能满足连铸的要求，因此对VD炉精炼过程，钢水温度控制有很高要求
15、，在通常情况下，钢水在VD炉中平均温降为3.04.0/min，因此VD炉精炼工艺，应按照不同钢种确定精炼炉操作周期时间，并要求LF炉精炼后的钢水出站温度，以及确定进入VD炉的最低钢水温度。1.6.8 VD炉工艺描述在真空条件下，降低了C、O反应的热平衡常数（Kp），促进C、O间化学反应生成CO气体逸出；同时H2、N2气体分压降低，促使钢中H、N逸出。真空度愈高，愈有利于上述化学反应的进行。钢包底吹氩搅拌，能够均匀钢水温度、成份，促使钢中夹杂物上浮，钢渣充分接触，有良好的脱硫、去除夹杂物的作用。因此，在VD精炼炉中，极大地改善了化学反应间的热力学和动力学条件，使得钢中的O、H、N显著下降，夹杂物数量减少，硫含量降低，提高了钢的纯洁度，机械性能显著增加。1.6.9工艺流程上
