劉鐵 任開(kāi)有
（鞍鋼股份煉鋼總廠鞍山114021）
【摘 要】 通過(guò)對(duì)真空泵系統(tǒng)分析和改進(jìn)，研究出真空泵系統(tǒng)分段測(cè)試技術(shù)，制作了模擬測(cè)試真空室裝置, 實(shí)現(xiàn)了真空故障的快速準(zhǔn)確查找,使查找時(shí)間縮短到原來(lái)的四分之一，為真空爐安全運(yùn)行打下基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】真空爐；真空泵；真空度
1 前言
鞍鋼高附加值鋼的冶煉均出自真空爐，而真空度是否達(dá)標(biāo)是真空爐能否正常生產(chǎn)的關(guān)鍵因素，真空爐設(shè)備覆蓋區(qū)域自下而上高度落差29m, 設(shè)備分布在9層平臺(tái)，占地面積360m2,并且真空系統(tǒng)處于封閉狀態(tài)，很多部件無(wú)法直觀判斷好壞，影響真空度的故障點(diǎn)也很多，當(dāng)真空系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),無(wú)法快速判斷具體哪個(gè)部分有故障，平均每年真空度故障查找用時(shí)3~5天。2015年原二煉鋼廠1號(hào)RH爐停產(chǎn)7天才找到真空度故障原因，給生產(chǎn)帶來(lái)巨大損失。
2 問(wèn)題的提出
在真空度故障查找中有兩個(gè)因素是鞍鋼乃至全國(guó)真空爐行業(yè)都存在的瓶頸難題。
（1） 真空泵系統(tǒng)由噴射泵系統(tǒng)及冷凝器系統(tǒng)組成，它們之間是外在完全聯(lián)通狀態(tài)，設(shè)備區(qū)域面積龐大，覆蓋點(diǎn)較多，當(dāng)真空系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，無(wú)法快速判斷具體哪個(gè)部分有故障，給真空度故障查找?guī)?lái)很大困難。
（2） 由于真空爐是密閉的，其中下料系統(tǒng)也是處于封閉狀態(tài)，下料系統(tǒng)由多個(gè)料倉(cāng)組成，經(jīng)常會(huì)發(fā)生管道磨損泄漏或密封泄漏等問(wèn)題。日常最大的難題就是下料系統(tǒng)的泄漏檢測(cè)只能在鋼水生產(chǎn)狀態(tài)下進(jìn)行，使真空故障查找的條件受限，導(dǎo)致無(wú)鋼水狀態(tài)下無(wú)法進(jìn)行下料故障查找。更嚴(yán)重的是真空度不達(dá)標(biāo)，還需要進(jìn)行鋼水處理時(shí)才能實(shí)現(xiàn)測(cè)試，極易造成鋼水成分不合格的質(zhì)量事故。因此需要對(duì)真空系統(tǒng)采取一系列改進(jìn)措施，實(shí)現(xiàn)真空度故障快速準(zhǔn)確的查找。
3 原因分析及解決方案
針對(duì)真空系統(tǒng)的兩個(gè)瓶頸問(wèn)題分別分析并加以解決。
（1）原真空系統(tǒng)由噴射泵系統(tǒng)及冷凝器系統(tǒng)組成（見(jiàn)圖1）,整個(gè)系統(tǒng)各部件之間是處于完全聯(lián)通狀態(tài)（通過(guò)泵體S3A及泵體S4A泵體進(jìn)行聯(lián)通），當(dāng)真空系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，因系統(tǒng)部件較多及布置空間較大，短時(shí)間內(nèi)很難準(zhǔn)確判斷具體哪個(gè)區(qū)域存在問(wèn)題；而進(jìn)一步判斷具體哪個(gè)點(diǎn)有故障就難上加難，給真空度故障查找?guī)?lái)很大困難。以往的做法就是對(duì)每個(gè)區(qū)域、每個(gè)部位逐一拆卸打開(kāi)檢查，時(shí)間最短也得3天以上，可見(jiàn)故障查找工作難度之大。
之所以故障查找難度大，原因就是系統(tǒng)部件較多，每個(gè)部件都處于系統(tǒng)聯(lián)通狀態(tài)。因此，提出對(duì)原泵系統(tǒng)進(jìn)行分段的方案，這樣可以逐一排查每個(gè)分支部分，這種方式可以縮小查找范圍，很大程度提高效率。因c1,c2,c3三個(gè)冷凝器部分僅僅通過(guò)S3A和S4A泵體管道連接，故在S3A和S4A泵體管道上增加兩個(gè)手動(dòng)閥門(mén)，生產(chǎn)期間兩個(gè)閥門(mén)都處于開(kāi)啟狀態(tài)，當(dāng)需要真空系統(tǒng)測(cè)試時(shí)將兩個(gè)增加的閥門(mén)關(guān)閉即可，如圖2所示。
通過(guò)這樣改進(jìn)，把真空系統(tǒng)分為3個(gè)分支部分，在真空故障查找時(shí)可針對(duì)其中的3個(gè)分支分別進(jìn)行排查，即G冷凝器至真空主閥區(qū)域、C2冷凝器至新增閥門(mén)1區(qū)域、G冷凝器至新增閥門(mén)2區(qū)域。通過(guò)對(duì)單獨(dú)分支部分做泄漏率校驗(yàn),可以快速判斷哪個(gè)分支部分出現(xiàn)問(wèn)題，然后進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)故障點(diǎn)的快速判斷與處理。很大程度縮短了故障處理時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。
（2）真空度是否達(dá)標(biāo)是真空爐能否正常生產(chǎn)的關(guān)鍵，其中RH下料系統(tǒng)與真空系統(tǒng)通過(guò)真空室上的合金擋板箱實(shí)現(xiàn)連接。同時(shí)下料系統(tǒng)由多個(gè)料倉(cāng)、下料管道等組成。下料系統(tǒng)在非生產(chǎn)狀態(tài)下無(wú)法實(shí)現(xiàn)與真空泵系統(tǒng)完全密封連接，因此，下料系統(tǒng)的泄漏檢測(cè)只能在生產(chǎn)鋼水狀態(tài)下進(jìn)行，這樣導(dǎo)致無(wú)鋼水時(shí)無(wú)法進(jìn)行下料故障查找。原設(shè)計(jì)真空室底部槽下方為兩個(gè)插入管，插入管內(nèi)部為中空狀態(tài)，只有當(dāng)真空室下方存在鋼水罐并且處于頂起狀態(tài)時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)真空室內(nèi)部與外界大氣完全隔絕密封,這樣真空系統(tǒng)與下料系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)與外界的完全隔絕，才能檢測(cè)下料系統(tǒng)泄漏與否，所以主要取決于真空室底部是否處于封閉狀態(tài)，其預(yù)生產(chǎn)期間示意圖見(jiàn)圖3。
因此制作一個(gè)測(cè)試真空度裝置，并且對(duì)應(yīng)位置帶有下料管與合金擋板箱（用于與下料系統(tǒng)連接），同時(shí)真空室下方處于完全封閉狀態(tài)（焊接盲板），見(jiàn)圖4。
4 應(yīng)用效果
（1）改進(jìn)后，真空系統(tǒng)可以分段測(cè)試，真空度故障查找時(shí)間大大縮短。以往真空度故障查找用時(shí)最長(zhǎng)為7天，平均每年真空度查找用時(shí)為3~5天，改進(jìn)以后查找時(shí)間縮短了四分之三，目前已運(yùn)用1年半之久,真空泵系統(tǒng)故障查找時(shí)間最長(zhǎng)只有6h,可見(jiàn)效果非常明顯。閥門(mén)實(shí)際安裝位置如圖5所示。
（2）測(cè)試真空度裝置。上線使用以后，未出現(xiàn)過(guò)定修后等待生產(chǎn)期間測(cè)試下料漏點(diǎn)的案例，并且多次利用測(cè)試真空度提前檢測(cè)出下料系統(tǒng)故障,避免了把缺陷帶入生產(chǎn)期間設(shè)備而發(fā)生事故,為生產(chǎn)順行帶來(lái)保證，真空度測(cè)試裝置實(shí)物如圖6所示。
5 結(jié)語(yǔ)
上述改進(jìn)投人使用以后，真空度故障查找時(shí)間大大縮短，徹底擺脫了原真空泵下料系統(tǒng)故障難查找及等待鋼水才能檢測(cè)是否泄漏的被動(dòng)局面，并且在國(guó)內(nèi)真空爐行業(yè)故障檢測(cè)技術(shù)方面也是走在最前沿，并幫助大連東北特鋼及皴魚(yú)圈分公司成功解決了 RH爐真空度不達(dá)標(biāo)的技術(shù)難題。
真空系統(tǒng)查找真空度故障時(shí)間縮短后，為企業(yè)帶來(lái)很大效益。以往平均每年因查真空度故障導(dǎo)致無(wú)法生產(chǎn)的時(shí)間為3 x 24 x 60=4320min（過(guò)去真空度故障查找最長(zhǎng)用時(shí)7天，平均每年真空度故障查找用時(shí)3~5天,這里按最低3天計(jì)算）,改進(jìn)方案實(shí)施以后，真空度故障查找時(shí)間縮短到原查找時(shí)間的四分之一，即節(jié)省4320 x 3 4- 4=3240 min。
根據(jù)現(xiàn)計(jì)劃每天連續(xù)生產(chǎn)，IF鋼和硅鋼平均效益220元/t,每罐鋼水重量177t,生產(chǎn)每罐鋼平均用時(shí)35 min,產(chǎn)能效益為：M=3240 4- 35 x 177 x 220= 360.47 萬(wàn)元。
新增備件費(fèi)用：真空度測(cè)試裝置1.6萬(wàn)元新增兩個(gè)閥門(mén)合計(jì)1.4萬(wàn)元。
年總創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益:M=360.47-1.6-1.4=357.47萬(wàn)元。