[发明专利]一种基于柔性机械真空泵组的脱气系统的脱气方法

权利要求书

1.一种基于柔性机械真空泵组的脱气系统的脱气方法，其特征在于：脱气系统包括主控计算机、PLC控制器、钢包、设置于钢包上部的真空室以及设置于钢包下部的钢水室，所述钢包在真空室外连抽真空系统，所述钢包在钢水室外连吹氩控制管路，所述抽真空系统、吹氩控制管路分别与PLC控制器并由PLC控制器控制，所述PLC控制器与主控计算机相连接；

所述抽真空系统包括依次串连的真空泵、布袋过滤器和泵组，所述真空泵通过连接管路与真空室连通，该连接管路上设置有真空主阀；所述吹氩控制管路包括通过连接管路依次连接的第七计量泵、流量阀、第二减压阀、球阀、第一减压阀、过滤器、第一计量泵，所述第七计量泵通过连接管路与钢水室相连通；所述第二减压阀的两端桥接有第一支路，该第一支路中设置有第四计量泵；

所述吹氩控制管路包括并联设置的第二支路和第三支路，该第二支路和第三支路的始端接在过滤器与第一减压阀之间的连通管路上，该第二支路和第三支路的未端接在流量阀与第七计量泵的连通管路上；所述第二支路上串联有第三计量泵和第五计量泵，所述第三支路上设置有第六计量泵；

所述第一减压阀与过滤器之间、第七计量泵与流量阀之间分别设置有电动调节阀；

所述第二减压阀与球阀之间、第七计量泵与流量阀分别外接有压力表；

所述泵组为5级泵组或4级泵组；所述5级泵组包括依次并联连接的若干个前级泵、若干个第四级泵、若干个第三级泵、若干个第二级泵和若干个第一级泵；所述5级泵组包括依次并联连接的若干个前级泵、若干个第三级泵、若干个第二级泵和若干个第一级泵；

所述脱气系统还包括观察炉内钢液面情况的TV摄像装置；

所述钢包底部设置有温度变化器，该温度变送器为一体化温度变送器；

该脱气系统的脱气方法的步骤是：

S1、由混合气体的气体状态方程和盖勒定律计算得到基于机械泵真空发生系统的钢水脱气自动抽气的自动抽吸曲线；

气体状态方程为pV＝(p1+p2+……)V＝(n1+n2+……)RT，压强p是各组成部分的分压强p1、p2、……之和，n1、n2、……是各组成部分的物质的量；

盖勒定律为

其中：

V吹扫气体的体积

W钢水的重量

M被吹扫气体的分子量，即溶于钢水中的气体/脱气气体

K溶于钢水中的气体基于温度条件下，与吹扫气体气泡平衡因子

P真空室的真空度

f溶于钢水中气体的活性因子

η吹扫效率因子

％diss.final脱气后溶于钢水中气体的最终重量％含量

％diss.init脱气前溶于钢水中气体的起始重量％含量；

钢水脱气过程中系统中各种气体的发生量叠加，辅以钢种脱气数学模型，各种工艺气体随着真空压力变化的析出率和脱气时间的对应关系，换算成系统抽吸能力-压力曲线；

S2、当真空罐就位，氩气连接管路接通，吹氩控制管路自动开启，手动打开吹扫阀门，通入氩气；

S3、PLC控制器根据主控计算机给定的钢种成分、装钢量、钢水温度、生产工艺卡片要求，计算选定自动抽吸曲线，操作工将自动抽吸曲线调入，按抽气开始按钮，抽气自动开始；

S3、启动真空泵组，真空泵组按前级泵-第四级泵-第三级泵-第二级泵-第一级泵逐级自动启动；真空主阀根据PLC控制器的指令自动开启，真空罐上部空间的压力降低，进入真空脱气状态；

S4、随着真空罐内的压力逐步降低的过程中，PLC控制器按照数模的计算给定真空泵组内每一个泵机变频器的转速，使泵机按程序要求运转，使真空泵组按最大抽气能力进行抽气；同时，PLC控制器根据钢水发气量的计算曲线，给吹氩控制管路发出氩气流量按曲线控制指令，增加氩气量，使钢水略微沸腾，超出保护渣表面；

S5、在保证脱气效果的前提下，钢水发气量越大，氩气供给量则可以越小，直至氩气量为0；如果泵机转速控制到其可调范围的极限、氩气减小至0流量时，仍不能保证不溢渣，PLC控制器将自动调节真空主阀，使溢渣现象不会发生；

S6、随着钢水在真空处理的时间延长，PLC控制器将给吹氩控制管路发出氩气流量按曲线控制指令，逐步增加氩气流量；同时PLC控制器将给真空泵组发出转速控制指令，使其加速至合适值，并使真空罐内的压力稳定地控制在设定值；

S7、系统按工艺在高真空下保持设定时间后，PLC控制器自动按时间顺序,先后、或同时给出指令，主阀自动关闭，布袋过滤器上的氮气脉冲阀开启、布袋进行氮气反吹并冷却，清灰阀顺序连锁、启、闭，粉尘气力输送，系统自动退泵，真空泵组所有罗茨泵停机，前级泵仍旧运行；破空阀开启，系统破空；罐盖开启，罐盖车运行，所有机械设备的动作、启闭、控制、调节，以及进入待机预抽状态，等待下一炉钢水的生产或停炉。