普發(fā)真空:鋼業(yè)脫氣應(yīng)用報(bào)告
幾乎沒(méi)有什么材料能像鋼鐵那樣影響世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展。它不僅在工業(yè)中，而且在我們的日常生活中都發(fā)揮著重要作用。鋼用于機(jī)器、工廠(chǎng)、橋梁、建筑、船舶、汽車(chē)和家用電器的制造。新興市場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)使它成為21 世紀(jì)z*重要的金屬材料。
在真空下煉鋼
鋼被定義為含碳不到2%的鐵碳合金，它可以另外包含其他合金元素。從而鋼有一系列的不同種類(lèi)：構(gòu)造鋼、回火鋼、不銹鋼、耐熱鋼和耐寒鋼等，這些只是一部分例子。
盡管用途和性能不一樣，所有鋼種都包含鐵和不同數(shù)量的其他元素。這些元素的比例通常決定鋼的物理性能，尤其是那些不需要的元素的比例
■ 硫
■ 氮
■ 氫
優(yōu)質(zhì)鋼的基本要求是從鋼中清除這些元素，以便提高材料性能，
例如：
■ 抗沖擊性
■ 抗老化性
■ 沖擊強(qiáng)度
■ 延伸率
■ 焊接性和延展性
用于精煉鋼水的工藝被稱(chēng)為“二次冶金”。
我們可以通過(guò)各種真空工藝來(lái)清除這些元素 。普發(fā)真空(Pfeiffer Vacuum) 專(zhuān)注于真空脫氣 （VD-Vacuum Degassing）和真空氧氣脫碳（VOD-Vacuum Oxygen Decarburisation）工藝。
在這兩種工藝中，鋼水包放在真空室里面，通過(guò)相應(yīng)的真空系統(tǒng)將其排出。在適當(dāng)?shù)墓┝舷到y(tǒng)的輔助下，可以添加其他合金元素，以便獲得需要的鋼成分。
真空工藝中，物質(zhì)會(huì)從鋼水中脫氣或蒸發(fā)（取決于它們的蒸氣壓力）。這導(dǎo)致真空系統(tǒng)的氣體荷載增加。在蒸發(fā)過(guò)程中，可能會(huì)存在以下物質(zhì)/煙氣，從而對(duì)使用的泵的堅(jiān)固性提出了更高要求：
■ 金屬和金屬氧化物粉塵/煙氣
■ 一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）（VOD法）
■ 氫氣(H2)、氮?dú)?N2)
VD法使用的壓力低于1 hPa (0.75 Torr)，通過(guò)氬氣攪拌除去這些不需要的元素。VOD法使用氧氣噴槍將氧氣噴到鋼水上，起始?jí)毫?00 至200 hPa。
高合金不銹鋼的生產(chǎn)中，原材料成本大約占生產(chǎn)成本的80%。為了控制原材料成本，必須使用高碳鐵合金和不銹鋼廢料，然而，為了抑制腐蝕，不銹鋼還必須具有非常低的碳含量?？梢允褂肰OD法來(lái)去除鋼水中的碳。
在VOD法中，有兩種相互矛盾的化學(xué)反應(yīng)：碳氧化和鉻氧化。第二種反應(yīng)是不需要。幸運(yùn)的是，這兩種反應(yīng)的產(chǎn)物差別明顯：一氧化碳（CO）是一種氣體，而氧化鉻（Cr2O3）是一種固體化合物。這種差別使得可以通過(guò)降低一氧化碳的部分壓力來(lái)促進(jìn)碳氧化。在VOD法中，這個(gè)過(guò)程通過(guò)真空完成。從而鋼水中的碳含量可以降低到需要的低水平。
蒸汽噴射泵系統(tǒng)的高效節(jié)能替代方案近年來(lái)，低能耗和環(huán)保的產(chǎn)品變得越來(lái)越重要。真空系統(tǒng)方面也呈現(xiàn)出這個(gè)趨勢(shì)。
以前，鋼水脫氣主要采用蒸汽噴射泵。雖然噴射泵的采購(gòu)成本低，但是因?yàn)楫a(chǎn)生的粉塵會(huì)污染冷卻水，蒸汽生產(chǎn)和冷卻水的運(yùn)營(yíng)成本非常高。
為此，如今機(jī)械真空泵的使用日益增多。它們的成本效率高，在低壓下具有較高的抽吸能力。它們配備有粉塵過(guò)濾器，可以在各種條件下提供可靠穩(wěn)定的性能。
相比蒸汽噴射泵，機(jī)械真空泵可以節(jié)省大量的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本。
普發(fā)真空(Pfeiffer Vacuum)解決方案
普發(fā)真空開(kāi)發(fā)了兩種基于機(jī)械真空泵的鋼水脫氣系統(tǒng)的概念。這些系統(tǒng)可以根據(jù)客戶(hù)的具體要求單獨(dú)定制。三級(jí)或三級(jí)以上的泵組都能根據(jù)具體應(yīng)用要求進(jìn)行整合。
這些泵級(jí)包括氣體循環(huán)冷卻羅茨泵（OktaLine G）、羅茨泵（OktaLine）和螺桿泵（HeptaDry）。
這兩套解決方案的核心是OktaLine G型氣冷羅茨泵，可以減少螺桿泵的數(shù)量，而且由于它們巨大的抽吸速度，可以快速地從大氣壓力向下排空壓力，即使是在高壓差情況下。在稱(chēng)為“SKID”的解決方案中，在普通框架上裝配了Okta 25000、帶集成氣體冷卻器的Okta 4000 G和Hepta 600。S skid方案包括了用于公共設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)連接的管道和連接通路。需要的抽氣速度通過(guò)相同模塊（“Skid”，圖2）的平行連接獲得，這些模塊專(zhuān)門(mén)為具體應(yīng)用而設(shè)計(jì)。
在稱(chēng)為“STAGE”的解決方案中，確定了z*優(yōu)的平行泵的數(shù)量。然后單一泵級(jí)通過(guò)歧管相互連接（圖3）。如果有必要的話(huà)，系統(tǒng)可以選擇從三級(jí)切換到四級(jí)運(yùn)行。
通過(guò)優(yōu)化現(xiàn)有系統(tǒng)，Pfeiffer Vacuum成功減少了所需的泵數(shù)量，從而能耗和系統(tǒng)成本相對(duì)較低。之前為45噸鋼的VD/VOD處理成功開(kāi)發(fā)的泵站只需要十一臺(tái)泵。這套系統(tǒng)共有三級(jí)泵組分別為五臺(tái)OktaLine，三臺(tái)OktaLine G和三臺(tái)HeptaDary泵。
該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：
■ 與蒸汽噴射，泵系統(tǒng)相比能耗更低
■ 泵數(shù)量低
■ 設(shè)計(jì)緊湊
■ 成本節(jié)省明顯
為進(jìn)一步節(jié)約成本，客戶(hù)可以用較小較便宜的泵代替較大的羅茨泵（小批量生產(chǎn)），因?yàn)樗鼈兊纳a(chǎn)成本低。
真空系統(tǒng)各部件一覽
螺桿泵
螺桿泵通過(guò)反轉(zhuǎn)、嚙合螺桿轉(zhuǎn)子輸送氣體。通過(guò)沿出口方向降低螺距，達(dá)到內(nèi)部壓縮。 這樣就降低了功率消耗，使運(yùn)行噪音低、冷卻水消耗低。這使得這些泵成本效率非常高。
螺桿泵非常適合于中低真空壓力（10^3 ~10^-3hPa）下的應(yīng)用，抽氣速度為100 至 600 m3/h。由于運(yùn)行速度低， 軸承和密封受力較低。因此，它們非?？煽慷疫m合于跟羅茨泵相結(jié)合。
普發(fā)真空（Pfeiffer Vacuum）螺桿泵的優(yōu)點(diǎn)：
■ 出色的z*終壓力
■ 低能耗
■ 低噪音
■ 即使降低螺距和水冷系統(tǒng)，也不會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱現(xiàn)象
■ 直接氣體流動(dòng)減少了粉塵沉積
■ 絕對(duì)干燥、無(wú)油
■ 堅(jiān)固可靠
羅茨泵
在羅茨泵中，兩個(gè)轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，并且相反方向上沒(méi)有摩擦。轉(zhuǎn)子為8字形配置，相互之間分離，與外殼之間也被一條狹縫隔開(kāi)。它們沒(méi)有內(nèi)部壓縮也沒(méi)有排泄閥。溢流閥防止由于限制入口和出口側(cè)之間的壓差導(dǎo)致的過(guò)熱。因此,羅茨泵不能對(duì)大氣噴射，它們需要前級(jí)泵（例如，螺桿泵）。
由于存在不同的抽氣速度和版本，羅茨泵可以根據(jù)客戶(hù)具體要求完美定制。中低真空范圍下的抽速能力處于250到25,000m3/h之間。氣體的垂直流動(dòng)使得該泵對(duì)粉塵和液體不敏感。
除了傳統(tǒng)的羅茨泵以外，還有氣體循環(huán)冷卻泵（OktaLine G）。這種泵不采用溢流閥，而是采用氣體循環(huán)冷卻。氣體從出口法蘭流出，在換熱器進(jìn)行冷卻，然后部分再循環(huán)進(jìn)入進(jìn)氣室。從而泵可以在大氣壓力下工作，而沒(méi)有熱過(guò)載的危險(xiǎn)。
這使得羅茨泵非常適合于高壓差和z*大壓縮比的應(yīng)用，它們可以在沒(méi)有前級(jí)泵情況下工作。
Pfeiffer Vacuum羅茨泵的優(yōu)點(diǎn)：
■ 壓縮比高，抽氣時(shí)間短
■ 防止熱過(guò)載
■ 部件符合可用標(biāo)準(zhǔn) 94/9 EC (ATEX)
■ 堅(jiān)固，很少需要維護(hù)
■ 由于采用空氣冷卻和磁耦合，運(yùn)營(yíng)成本低
■ 可靠而穩(wěn)定
鋼鐵工業(yè)的專(zhuān)業(yè)合作伙伴普發(fā)真空（Pfeiffer Vacuum）為鋼鐵工業(yè)提供的定制解決方案已經(jīng)得到知名鋼鐵制造商長(zhǎng)期合作的證明。除了全套真空系統(tǒng)之外，Pfeiffer Vacuum還提供現(xiàn)有系統(tǒng)的擴(kuò)展和現(xiàn)代化改造（例如，替換蒸汽噴射真空系統(tǒng)）。
Pfeiffer Vacuum（普發(fā)真空）-作為q*領(lǐng)先的真空技術(shù)解決方案的供應(yīng)商之一。我們不僅擁有全系列的混合軸承及全磁懸浮渦輪分子泵, 同時(shí)還擁有各種旋片泵，干泵，羅茨泵，氦氣質(zhì)譜檢漏儀，真空規(guī)，四級(jí)質(zhì)譜儀等產(chǎn)品以及真空管件和綜合真空系統(tǒng)。 從普發(fā)1958年發(fā)明渦輪分子泵至今, 我們?cè)趒*分析、研發(fā)、鍍膜、太陽(yáng)能、半導(dǎo)體和其他工業(yè)領(lǐng)域，始終代表著創(chuàng)新的解決方案、高品質(zhì)、穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品和一流的服務(wù)。公司自1890年創(chuàng)立至今百余年，現(xiàn)有將近2300名員工，20多家分公司遍布q*，并且在德國(guó)、法國(guó)、羅馬尼亞、韓國(guó)設(shè)有生產(chǎn)制造基地。詳細(xì)了解：http://celebrationhalls.com/ppzs/2013/1209/45506.html
在真空下煉鋼
鋼被定義為含碳不到2%的鐵碳合金，它可以另外包含其他合金元素。從而鋼有一系列的不同種類(lèi)：構(gòu)造鋼、回火鋼、不銹鋼、耐熱鋼和耐寒鋼等，這些只是一部分例子。
盡管用途和性能不一樣，所有鋼種都包含鐵和不同數(shù)量的其他元素。這些元素的比例通常決定鋼的物理性能，尤其是那些不需要的元素的比例
■ 硫
■ 氮
■ 氫
優(yōu)質(zhì)鋼的基本要求是從鋼中清除這些元素，以便提高材料性能，
例如：
■ 抗沖擊性
■ 抗老化性
■ 沖擊強(qiáng)度
■ 延伸率
■ 焊接性和延展性
用于精煉鋼水的工藝被稱(chēng)為“二次冶金”。
我們可以通過(guò)各種真空工藝來(lái)清除這些元素 。普發(fā)真空(Pfeiffer Vacuum) 專(zhuān)注于真空脫氣 （VD-Vacuum Degassing）和真空氧氣脫碳（VOD-Vacuum Oxygen Decarburisation）工藝。
在這兩種工藝中，鋼水包放在真空室里面，通過(guò)相應(yīng)的真空系統(tǒng)將其排出。在適當(dāng)?shù)墓┝舷到y(tǒng)的輔助下，可以添加其他合金元素，以便獲得需要的鋼成分。
真空工藝中，物質(zhì)會(huì)從鋼水中脫氣或蒸發(fā)（取決于它們的蒸氣壓力）。這導(dǎo)致真空系統(tǒng)的氣體荷載增加。在蒸發(fā)過(guò)程中，可能會(huì)存在以下物質(zhì)/煙氣，從而對(duì)使用的泵的堅(jiān)固性提出了更高要求：
■ 金屬和金屬氧化物粉塵/煙氣
■ 一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）（VOD法）
■ 氫氣(H2)、氮?dú)?N2)
VD法使用的壓力低于1 hPa (0.75 Torr)，通過(guò)氬氣攪拌除去這些不需要的元素。VOD法使用氧氣噴槍將氧氣噴到鋼水上，起始?jí)毫?00 至200 hPa。
高合金不銹鋼的生產(chǎn)中，原材料成本大約占生產(chǎn)成本的80%。為了控制原材料成本，必須使用高碳鐵合金和不銹鋼廢料，然而，為了抑制腐蝕，不銹鋼還必須具有非常低的碳含量?？梢允褂肰OD法來(lái)去除鋼水中的碳。
在VOD法中，有兩種相互矛盾的化學(xué)反應(yīng)：碳氧化和鉻氧化。第二種反應(yīng)是不需要。幸運(yùn)的是，這兩種反應(yīng)的產(chǎn)物差別明顯：一氧化碳（CO）是一種氣體，而氧化鉻（Cr2O3）是一種固體化合物。這種差別使得可以通過(guò)降低一氧化碳的部分壓力來(lái)促進(jìn)碳氧化。在VOD法中，這個(gè)過(guò)程通過(guò)真空完成。從而鋼水中的碳含量可以降低到需要的低水平。
蒸汽噴射泵系統(tǒng)的高效節(jié)能替代方案近年來(lái)，低能耗和環(huán)保的產(chǎn)品變得越來(lái)越重要。真空系統(tǒng)方面也呈現(xiàn)出這個(gè)趨勢(shì)。
以前，鋼水脫氣主要采用蒸汽噴射泵。雖然噴射泵的采購(gòu)成本低，但是因?yàn)楫a(chǎn)生的粉塵會(huì)污染冷卻水，蒸汽生產(chǎn)和冷卻水的運(yùn)營(yíng)成本非常高。
為此，如今機(jī)械真空泵的使用日益增多。它們的成本效率高，在低壓下具有較高的抽吸能力。它們配備有粉塵過(guò)濾器，可以在各種條件下提供可靠穩(wěn)定的性能。
相比蒸汽噴射泵，機(jī)械真空泵可以節(jié)省大量的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本。
普發(fā)真空(Pfeiffer Vacuum)解決方案
普發(fā)真空開(kāi)發(fā)了兩種基于機(jī)械真空泵的鋼水脫氣系統(tǒng)的概念。這些系統(tǒng)可以根據(jù)客戶(hù)的具體要求單獨(dú)定制。三級(jí)或三級(jí)以上的泵組都能根據(jù)具體應(yīng)用要求進(jìn)行整合。
這些泵級(jí)包括氣體循環(huán)冷卻羅茨泵（OktaLine G）、羅茨泵（OktaLine）和螺桿泵（HeptaDry）。
這兩套解決方案的核心是OktaLine G型氣冷羅茨泵，可以減少螺桿泵的數(shù)量，而且由于它們巨大的抽吸速度，可以快速地從大氣壓力向下排空壓力，即使是在高壓差情況下。在稱(chēng)為“SKID”的解決方案中，在普通框架上裝配了Okta 25000、帶集成氣體冷卻器的Okta 4000 G和Hepta 600。S skid方案包括了用于公共設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)連接的管道和連接通路。需要的抽氣速度通過(guò)相同模塊（“Skid”，圖2）的平行連接獲得，這些模塊專(zhuān)門(mén)為具體應(yīng)用而設(shè)計(jì)。
在稱(chēng)為“STAGE”的解決方案中，確定了z*優(yōu)的平行泵的數(shù)量。然后單一泵級(jí)通過(guò)歧管相互連接（圖3）。如果有必要的話(huà)，系統(tǒng)可以選擇從三級(jí)切換到四級(jí)運(yùn)行。
通過(guò)優(yōu)化現(xiàn)有系統(tǒng)，Pfeiffer Vacuum成功減少了所需的泵數(shù)量，從而能耗和系統(tǒng)成本相對(duì)較低。之前為45噸鋼的VD/VOD處理成功開(kāi)發(fā)的泵站只需要十一臺(tái)泵。這套系統(tǒng)共有三級(jí)泵組分別為五臺(tái)OktaLine，三臺(tái)OktaLine G和三臺(tái)HeptaDary泵。
■ 與蒸汽噴射，泵系統(tǒng)相比能耗更低
■ 泵數(shù)量低
■ 設(shè)計(jì)緊湊
■ 成本節(jié)省明顯
為進(jìn)一步節(jié)約成本，客戶(hù)可以用較小較便宜的泵代替較大的羅茨泵（小批量生產(chǎn)），因?yàn)樗鼈兊纳a(chǎn)成本低。
真空系統(tǒng)各部件一覽
螺桿泵
螺桿泵通過(guò)反轉(zhuǎn)、嚙合螺桿轉(zhuǎn)子輸送氣體。通過(guò)沿出口方向降低螺距，達(dá)到內(nèi)部壓縮。 這樣就降低了功率消耗，使運(yùn)行噪音低、冷卻水消耗低。這使得這些泵成本效率非常高。
螺桿泵非常適合于中低真空壓力（10^3 ~10^-3hPa）下的應(yīng)用，抽氣速度為100 至 600 m3/h。由于運(yùn)行速度低， 軸承和密封受力較低。因此，它們非?？煽慷疫m合于跟羅茨泵相結(jié)合。
普發(fā)真空（Pfeiffer Vacuum）螺桿泵的優(yōu)點(diǎn)：
■ 出色的z*終壓力
■ 低能耗
■ 低噪音
■ 即使降低螺距和水冷系統(tǒng)，也不會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱現(xiàn)象
■ 直接氣體流動(dòng)減少了粉塵沉積
■ 絕對(duì)干燥、無(wú)油
■ 堅(jiān)固可靠
羅茨泵
在羅茨泵中，兩個(gè)轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，并且相反方向上沒(méi)有摩擦。轉(zhuǎn)子為8字形配置，相互之間分離，與外殼之間也被一條狹縫隔開(kāi)。它們沒(méi)有內(nèi)部壓縮也沒(méi)有排泄閥。溢流閥防止由于限制入口和出口側(cè)之間的壓差導(dǎo)致的過(guò)熱。因此,羅茨泵不能對(duì)大氣噴射，它們需要前級(jí)泵（例如，螺桿泵）。
由于存在不同的抽氣速度和版本，羅茨泵可以根據(jù)客戶(hù)具體要求完美定制。中低真空范圍下的抽速能力處于250到25,000m3/h之間。氣體的垂直流動(dòng)使得該泵對(duì)粉塵和液體不敏感。
除了傳統(tǒng)的羅茨泵以外，還有氣體循環(huán)冷卻泵（OktaLine G）。這種泵不采用溢流閥，而是采用氣體循環(huán)冷卻。氣體從出口法蘭流出，在換熱器進(jìn)行冷卻，然后部分再循環(huán)進(jìn)入進(jìn)氣室。從而泵可以在大氣壓力下工作，而沒(méi)有熱過(guò)載的危險(xiǎn)。
這使得羅茨泵非常適合于高壓差和z*大壓縮比的應(yīng)用，它們可以在沒(méi)有前級(jí)泵情況下工作。
Pfeiffer Vacuum羅茨泵的優(yōu)點(diǎn)：
■ 壓縮比高，抽氣時(shí)間短
■ 防止熱過(guò)載
■ 部件符合可用標(biāo)準(zhǔn) 94/9 EC (ATEX)
■ 堅(jiān)固，很少需要維護(hù)
■ 由于采用空氣冷卻和磁耦合，運(yùn)營(yíng)成本低
■ 可靠而穩(wěn)定
鋼鐵工業(yè)的專(zhuān)業(yè)合作伙伴普發(fā)真空（Pfeiffer Vacuum）為鋼鐵工業(yè)提供的定制解決方案已經(jīng)得到知名鋼鐵制造商長(zhǎng)期合作的證明。除了全套真空系統(tǒng)之外，Pfeiffer Vacuum還提供現(xiàn)有系統(tǒng)的擴(kuò)展和現(xiàn)代化改造（例如，替換蒸汽噴射真空系統(tǒng)）。
Pfeiffer Vacuum（普發(fā)真空）-作為q*領(lǐng)先的真空技術(shù)解決方案的供應(yīng)商之一。我們不僅擁有全系列的混合軸承及全磁懸浮渦輪分子泵, 同時(shí)還擁有各種旋片泵，干泵，羅茨泵，氦氣質(zhì)譜檢漏儀，真空規(guī)，四級(jí)質(zhì)譜儀等產(chǎn)品以及真空管件和綜合真空系統(tǒng)。 從普發(fā)1958年發(fā)明渦輪分子泵至今, 我們?cè)趒*分析、研發(fā)、鍍膜、太陽(yáng)能、半導(dǎo)體和其他工業(yè)領(lǐng)域，始終代表著創(chuàng)新的解決方案、高品質(zhì)、穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品和一流的服務(wù)。公司自1890年創(chuàng)立至今百余年，現(xiàn)有將近2300名員工，20多家分公司遍布q*，并且在德國(guó)、法國(guó)、羅馬尼亞、韓國(guó)設(shè)有生產(chǎn)制造基地。詳細(xì)了解：http://celebrationhalls.com/ppzs/2013/1209/45506.html
