Vd機(jī)械泵的抽真空控制方法及抽真空控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煉鋼技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種VD機(jī)械泵的抽真空控制方法及抽真空控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]VD (Vacuum Degassing,真空脫氣)精煉法又稱鋼包真空精煉法，VD機(jī)械泵是將盛有鋼水的鋼包一同放在可密封的真空罐內(nèi)進(jìn)行抽真空操作，同時(shí)配合鋼包底吹氣體攪拌，利用所形成的真空環(huán)境和強(qiáng)烈的底吹氣體攪拌達(dá)到脫除鋼水中的氣體(氫氣、氮?dú)?含量的方法。
[0003]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是航空航天、國防、交通、石油和汽車等行業(yè)對鋼材性能要求日益苛刻，為了能夠適應(yīng)高強(qiáng)度、長壽命、耐腐蝕以及在惡劣環(huán)境下工作的需要，對鋼種的高純度、高均勻度以及細(xì)晶粒度等方面的要求越來越高。而現(xiàn)有技術(shù)中，一般用于提高鋼材潔凈度的主要方法之一為降低鋼材中的氣體(如氫氣、氮?dú)?含量。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中在降低鋼材中的氣體含量的方法中，受VD精煉工藝裝備的限制，主要通過一線操作人員操作，如人工控制對真空泵啟動順序、氬氣流量控制、真空保持時(shí)間以及最低真空度等參數(shù)完成對鋼包盛有鋼水的抽真空操作。目前，在人工控制對氬氣流量控制過程中，一般在對鋼包進(jìn)行抽真空初期進(jìn)行預(yù)抽工作、并保證氬氣流量較低，然后直接提高氬氣流量，并進(jìn)行深度的抽真空工作，從而去除鋼水中的氣體。
[0005]但是，在人工控制鋼包抽真空過程中，直接通入高流量的鋼包底吹氬氣，容易造成鋼包內(nèi)鋼水溢渣，不僅會造成設(shè)備損壞等安全事故，而且不利于鋼包內(nèi)鋼水破空后精煉渣對鋼水與大氣的隔絕保護(hù)和精煉渣吸附鋼水中的夾雜物，從而降低鋼材的潔凈度，影響鋼材的質(zhì)量。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明實(shí)施例中提供了一種VD機(jī)械泵的抽真空控制方法及抽真空控制系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中通過人工控制鋼包抽真空過程中，直接通入高流量的鋼包底吹氬氣，容易造成鋼包內(nèi)鋼水溢渣，不僅會造成設(shè)備損壞等安全事故，而且不利于鋼包內(nèi)鋼水破空后精煉渣對鋼水與大氣的隔絕保護(hù)和精煉渣吸附鋼水中的夾雜物，從而降低鋼材的潔凈度，影響鋼材的質(zhì)量的問題。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例公開了如下技術(shù)方案:
[0008]本發(fā)明提供一種VD機(jī)械泵的抽真空控制方法，包括:
[0009]檢測鋼包進(jìn)入真空罐后用于蓋合真空罐的罐蓋的位置；
[0010]判斷所述罐蓋的位置是否到達(dá)真空罐的預(yù)設(shè)位置；
[0011]當(dāng)所述罐蓋的位置到達(dá)真空罐的預(yù)設(shè)位置時(shí)，對所述真空罐內(nèi)進(jìn)行預(yù)抽真空處理；
[0012]在所述預(yù)抽真空處理后，對所述真空罐內(nèi)進(jìn)行罐內(nèi)保壓處理；
[0013]在所述罐內(nèi)保壓處理后，對所述真空罐內(nèi)進(jìn)行深度抽真空處理；
[0014]在所述深度抽真空處理后，對所述真空罐內(nèi)進(jìn)行預(yù)破真空處理；
[0015]在所述預(yù)破真空處理后，對所述鋼包內(nèi)的鋼水進(jìn)行破真空處理。
[0016]可選的，上述對所述真空罐內(nèi)進(jìn)行預(yù)抽真空處理，包括:
[0017]當(dāng)所述罐蓋的位置到達(dá)真空罐的預(yù)設(shè)位置時(shí)，控制一級真空泵組工作；
[0018]控制所述鋼包底吹氬氣的氬氣流量為第一預(yù)設(shè)流量。
[0019]可選的，上述對所述真空罐進(jìn)行罐內(nèi)保壓處理，包括:
[0020]在所述預(yù)抽真空處理的鋼包底吹氬氣的氬氣流量為第一預(yù)設(shè)流量時(shí)，開始計(jì)時(shí)，得到計(jì)時(shí)時(shí)長；
[0021]判斷所述計(jì)時(shí)時(shí)長是否等于第一預(yù)設(shè)時(shí)長；
[0022]當(dāng)所述計(jì)時(shí)時(shí)長等于第一預(yù)設(shè)時(shí)長時(shí)，控制所述鋼包底吹氬氣的氬氣流量為第二預(yù)設(shè)流量，所述第二預(yù)設(shè)流量大于所述第一預(yù)設(shè)流量。
[0023]可選的，上述第一預(yù)設(shè)時(shí)長為7分鐘，所述第一預(yù)設(shè)流量為5-10NL/min，且所述第二預(yù)設(shè)流量為18-22NL/min。
[0024]可選的，上述對所述真空罐內(nèi)進(jìn)行深度抽真空處理，包括:
[0025]在所述罐內(nèi)保壓處理的鋼包底吹氬氣的氬氣流量為第二預(yù)設(shè)流量時(shí)，開始計(jì)時(shí)，得到計(jì)時(shí)時(shí)長；
[0026]判斷所述計(jì)時(shí)時(shí)長是否等于第二預(yù)設(shè)時(shí)長；
[0027]當(dāng)所述計(jì)時(shí)時(shí)長等于第二預(yù)設(shè)時(shí)長時(shí)，控制所述鋼包底吹氬氣的氬氣流量為第三預(yù)設(shè)流量。
[0028]可選的，上述第二預(yù)設(shè)時(shí)長為3分鐘，所述第二預(yù)設(shè)流量為18-22NL/min，所述第三預(yù)設(shè)流量為70-120NL/min。
[0029]可選的，VD機(jī)械泵的抽真空控制方法還包括:
[0030]當(dāng)所述罐蓋的位置到達(dá)真空罐的預(yù)設(shè)位置時(shí)，檢測所述真空罐內(nèi)的真空度；
[0031]判斷所述真空罐內(nèi)的真空度是否達(dá)到第一預(yù)設(shè)真空度；
[0032]當(dāng)所述真空罐內(nèi)的真空度達(dá)到第一預(yù)設(shè)真空度時(shí)，控制二級真空泵組工作；
[0033]判斷所述真空罐內(nèi)的真空度是否達(dá)到第二預(yù)設(shè)真空度，所述第二預(yù)設(shè)真空度高于所述第一預(yù)設(shè)真空度；
[0034]當(dāng)所述真空罐內(nèi)的真空度達(dá)到第二預(yù)設(shè)真空度時(shí)，控制三級真空泵組工作。
[0035]可選的，上述第一預(yù)設(shè)真空度為7000pa，所述第二預(yù)設(shè)真空度為4000pa。
[0036]可選的，上述對所述真空罐內(nèi)進(jìn)行預(yù)破真空處理，包括:
[0037]在所述深度抽真空處理的鋼包底吹氬氣的氬氣流量為第三預(yù)設(shè)流量時(shí)，開始計(jì)時(shí)，得到計(jì)時(shí)時(shí)長；
[0038]判斷所述計(jì)時(shí)時(shí)長是否等于第三預(yù)設(shè)時(shí)長；
[0039]當(dāng)所述計(jì)時(shí)時(shí)長等于第三預(yù)設(shè)時(shí)長時(shí)，控制所述鋼包底吹氬氣的氬氣流量為第四預(yù)設(shè)流量。
[0040]可選的，上述第三預(yù)設(shè)時(shí)長為9-16分鐘，所述第三預(yù)設(shè)流量為70-120NL/min，且所述第四預(yù)設(shè)流量為8-12NL/min ;其中，
[0041]當(dāng)所述第三預(yù)設(shè)時(shí)長為9分鐘或12分鐘時(shí)，所述第三預(yù)設(shè)流量為70-100NL/min ；
[0042]當(dāng)所述第三預(yù)設(shè)時(shí)長為16分鐘時(shí)，所述第三預(yù)設(shè)流量為80-120NL/min。
[0043]可選的，上述對所述鋼包內(nèi)的鋼水進(jìn)行破真空處理，包括:
[0044]在所述預(yù)破真空處理的鋼包底吹氬氣的氬氣流量為第四預(yù)設(shè)流量時(shí)，開始計(jì)時(shí)，得到計(jì)時(shí)時(shí)長；
[0045]判斷所述計(jì)時(shí)時(shí)長是否等于第四預(yù)設(shè)時(shí)長；
[0046]當(dāng)所述計(jì)時(shí)時(shí)長等于第四預(yù)設(shè)時(shí)長時(shí)，控制三級真空泵組、二級真空泵組和一級真空泵組依次停止工作；
[0047]控制破真空系統(tǒng)向所述真空罐內(nèi)通入氮?dú)饣蚩諝?，并檢測所述真空罐內(nèi)的氣壓；
[0048]當(dāng)所述真空罐內(nèi)的氣壓等于外界大氣壓時(shí)，控制所述真空罐的罐蓋打開。
[0049]可選的，上述第四預(yù)設(shè)時(shí)長為I分鐘，所述第四預(yù)設(shè)流量為8-12NL/min。
[0050]可選的，上述VD機(jī)械泵的抽真空控制方法還包括:
[0051]檢測所述鋼包進(jìn)入所述真空罐后罐蓋蓋合所述真空罐前以及所述鋼包破真空后、所述鋼包內(nèi)鋼水的溫度以及氫含量；
[0052]檢測所述鋼包到達(dá)所述真空罐內(nèi)預(yù)設(shè)位置后的鋼包底吹氬氣的氬氣流量和氬氣壓力；
[0053]記錄所述鋼包到達(dá)所述真空罐內(nèi)預(yù)設(shè)位置后的時(shí)間以及所述時(shí)間對應(yīng)的氬氣流量和氬氣壓力。
[0054]本發(fā)明還提供一種VD機(jī)械泵的抽真空控制系統(tǒng)，包括:真空罐、儲存轉(zhuǎn)運(yùn)鋼水的鋼包、一級真空泵組、二級真空泵組、三級真空泵組和PLC控制器，其中，
[0055]所述真空罐包括罐體和罐蓋，所述罐體用于盛裝所述鋼包，所述罐蓋用于密閉蓋合在所述罐體上；
[0056]所述真空罐內(nèi)設(shè)置有預(yù)設(shè)位置檢測裝置，所述預(yù)設(shè)位置檢測裝置用于檢測所述鋼包是否到達(dá)預(yù)設(shè)位置，且所述預(yù)設(shè)位置檢測裝置連接所述PLC控制器；
[0057]所述PLC控制器包括信號接收電路、信號發(fā)送電路、計(jì)時(shí)器、存儲器和CPU模塊，所述CPU模塊分別連接所述信號接收電路、所述信號發(fā)送電路、所述計(jì)時(shí)器和所述存儲器，且所述PLC控制器通過所述信號發(fā)送電路分別連接至所述一級真空泵組、二級真空泵組和三級真空泵組；
[0058]所述鋼包的底部設(shè)置有兩個(gè)底吹氬氣的進(jìn)氣口，且所述底吹氬氣的進(jìn)氣口用于連接氬氣。
[0059]可選的，上述VD機(jī)械泵的抽真空控制系統(tǒng)還包括溫度測量裝置、氬氣控制裝置、真空度檢測裝置、定氫儀和定氧儀，其中，
[0060]所述溫度測量裝置、所述氬氣控制裝置以及所述真空度測量裝置分別連接所述PLC控制器；
[0061]所述定氫儀和所述定氧儀分別用于測量所述鋼包內(nèi)鋼水中的氫含量和溶解氧含量;
[0062]所述溫度測量裝置用于測量所述鋼包內(nèi)鋼水的溫度，所述氬氣控制裝置用于測量所述鋼包底吹氬氣的氬氣流量和氬氣壓力，所述真空度檢測裝置用于測量所述真空罐內(nèi)的真空度。
[0063]可選的，上述VD機(jī)械泵的抽真空控制系統(tǒng)還包括:顯示屏，所述顯示屏分別連接所述定氫儀、所述定氧儀和所述PLC控制器；其中，
[0064]所述顯示屏用于顯示所述鋼包內(nèi)鋼水的氫含量、溶解氧含量以及氬氣流量、氬氣壓力和鋼水溫度。
[0065]由以上技術(shù)方案可見，本發(fā)明實(shí)施例提供的VD機(jī)械泵的抽真空控制方法，在鋼包進(jìn)入真空罐內(nèi)的預(yù)設(shè)位置、并關(guān)閉真空罐的罐蓋后，隨著罐內(nèi)的真空度，依次控制一級真空泵組、二級真空泵組和三級真空泵組工作，并進(jìn)行抽真空操作，同時(shí)在預(yù)抽真空時(shí)間、罐內(nèi)保壓時(shí)間、深度抽真空時(shí)間以及預(yù)破真空時(shí)間內(nèi)分別控制鋼包底吹氬氣的氬氣流量，在真空條件下去除鋼水內(nèi)的氣體，從而防止直接通入高流量的鋼包底吹氬氣使鋼包內(nèi)鋼水溢渣；不僅能夠避免大量溢渣造成設(shè)備損壞等安全事故，而且能夠在鋼包內(nèi)鋼水破空后鋼包內(nèi)的精煉渣對鋼水與大氣之間起隔絕保護(hù)作用、以及吸附鋼水中的夾雜物，從而有效提高鋼水的潔凈度以及制作