劉鐵 任開有
（鞍鋼股份煉鋼總廠鞍山114021）
【摘 要】 通過對真空泵系統分析和改進，研究出真空泵系統分段測試技術，制作了模擬測試真空室裝置, 實現了真空故障的快速準確查找,使查找時間縮短到原來的四分之一，為真空爐安全運行打下基礎。
【關鍵詞】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，而真空度是否達標是真空爐能否正常生產的關鍵因素，真空爐設備覆蓋區域自下而上高度落差29m, 設備分布在9層平臺，占地面積360m2,并且真空系統處于封閉狀態，很多部件無法直觀判斷好壞，影響真空度的故障點也很多，當真空系統出現故障時,無法快速判斷具體哪個部分有故障，平均每年真空度故障查找用時3~5天。2015年原二煉鋼廠1號RH爐停產7天才找到真空度故障原因，給生產帶來巨大損失。
2 問題的提出
在真空度故障查找中有兩個因素是鞍鋼乃至全國真空爐行業都存在的瓶頸難題。
（1） 真空泵系統由噴射泵系統及冷凝器系統組成，它們之間是外在完全聯通狀態，設備區域面積龐大，覆蓋點較多，當真空系統出現故障時，無法快速判斷具體哪個部分有故障，給真空度故障查找帶來很大困難。
（2） 由于真空爐是密閉的，其中下料系統也是處于封閉狀態，下料系統由多個料倉組成，經常會發生管道磨損泄漏或密封泄漏等問題。日常最大的難題就是下料系統的泄漏檢測只能在鋼水生產狀態下進行，使真空故障查找的條件受限，導致無鋼水狀態下無法進行下料故障查找。更嚴重的是真空度不達標，還需要進行鋼水處理時才能實現測試，極易造成鋼水成分不合格的質量事故。因此需要對真空系統采取一系列改進措施，實現真空度故障快速準確的查找。
3 原因分析及解決方案
針對真空系統的兩個瓶頸問題分別分析并加以解決。
（1）原真空系統由噴射泵系統及冷凝器系統組成（見圖1）,整個系統各部件之間是處于完全聯通狀態（通過泵體S3A及泵體S4A泵體進行聯通），當真空系統出現故障時，因系統部件較多及布置空間較大，短時間內很難準確判斷具體哪個區域存在問題；而進一步判斷具體哪個點有故障就難上加難，給真空度故障查找帶來很大困難。以往的做法就是對每個區域、每個部位逐一拆卸打開檢查，時間最短也得3天以上，可見故障查找工作難度之大。
之所以故障查找難度大，原因就是系統部件較多，每個部件都處于系統聯通狀態。因此，提出對原泵系統進行分段的方案，這樣可以逐一排查每個分支部分，這種方式可以縮小查找范圍，很大程度提高效率。因c1,c2,c3三個冷凝器部分僅僅通過S3A和S4A泵體管道連接，故在S3A和S4A泵體管道上增加兩個手動閥門，生產期間兩個閥門都處于開啟狀態，當需要真空系統測試時將兩個增加的閥門關閉即可，如圖2所示。
通過這樣改進，把真空系統分為3個分支部分，在真空故障查找時可針對其中的3個分支分別進行排查，即G冷凝器至真空主閥區域、C2冷凝器至新增閥門1區域、G冷凝器至新增閥門2區域。通過對單獨分支部分做泄漏率校驗,可以快速判斷哪個分支部分出現問題，然后進一步實現故障點的快速判斷與處理。很大程度縮短了故障處理時間，提高了生產效率。
（2）真空度是否達標是真空爐能否正常生產的關鍵，其中RH下料系統與真空系統通過真空室上的合金擋板箱實現連接。同時下料系統由多個料倉、下料管道等組成。下料系統在非生產狀態下無法實現與真空泵系統完全密封連接，因此，下料系統的泄漏檢測只能在生產鋼水狀態下進行，這樣導致無鋼水時無法進行下料故障查找。原設計真空室底部槽下方為兩個插入管，插入管內部為中空狀態，只有當真空室下方存在鋼水罐并且處于頂起狀態時，才能實現真空室內部與外界大氣完全隔絕密封,這樣真空系統與下料系統實現整個系統與外界的完全隔絕，才能檢測下料系統泄漏與否，所以主要取決于真空室底部是否處于封閉狀態，其預生產期間示意圖見圖3。
因此制作一個測試真空度裝置，并且對應位置帶有下料管與合金擋板箱（用于與下料系統連接），同時真空室下方處于完全封閉狀態（焊接盲板），見圖4。
4 應用效果
（1）改進后，真空系統可以分段測試，真空度故障查找時間大大縮短。以往真空度故障查找用時最長為7天，平均每年真空度查找用時為3~5天，改進以后查找時間縮短了四分之三，目前已運用1年半之久,真空泵系統故障查找時間最長只有6h,可見效果非常明顯。閥門實際安裝位置如圖5所示。
（2）測試真空度裝置。上線使用以后，未出現過定修后等待生產期間測試下料漏點的案例，并且多次利用測試真空度提前檢測出下料系統故障,避免了把缺陷帶入生產期間設備而發生事故,為生產順行帶來保證，真空度測試裝置實物如圖6所示。
5 結語
上述改進投人使用以后，真空度故障查找時間大大縮短，徹底擺脫了原真空泵下料系統故障難查找及等待鋼水才能檢測是否泄漏的被動局面，并且在國內真空爐行業故障檢測技術方面也是走在最前沿，并幫助大連東北特鋼及皴魚圈分公司成功解決了 RH爐真空度不達標的技術難題。
真空系統查找真空度故障時間縮短后，為企業帶來很大效益。以往平均每年因查真空度故障導致無法生產的時間為3 x 24 x 60=4320min（過去真空度故障查找最長用時7天，平均每年真空度故障查找用時3~5天,這里按最低3天計算）,改進方案實施以后，真空度故障查找時間縮短到原查找時間的四分之一，即節省4320 x 3 4- 4=3240 min。
根據現計劃每天連續生產，IF鋼和硅鋼平均效益220元/t,每罐鋼水重量177t,生產每罐鋼平均用時35 min,產能效益為：M=3240 4- 35 x 177 x 220= 360.47 萬元。
新增備件費用：真空度測試裝置1.6萬元新增兩個閥門合計1.4萬元。
年總創造經濟效益:M=360.47-1.6-1.4=357.47萬元。