[发明专利]容积泵真空精炼系统及其工艺方法

权利要求书

1.一种容积泵真空精炼系统，其特征在于，所述容积泵真空精炼系统包括依次顺序连接的真空脱气工艺腔室、气体冷却除尘器、真空主阀、高真空废气冷却器、耐高温袋式除尘器、真空模式切换阀、真空泵组、真空排气冷却器组、废气成分分析及流量检测装置、文丘里干湿组合除尘器，以及废气燃烧装置；其中，所述真空泵组包括至少4级压缩工艺。

2.如权利要求1所述的容积泵真空精炼系统，其特征在于，所述各级压缩工艺之压缩比为6～9，且末级排气压力为0.13～0.15MPa。

3.如权利要求2所述的容积泵真空精炼系统，其特征在于，所述真空泵组进一步包括呈并联设置的第一级罗茨机械真空泵、呈并联设置的第二级罗茨机械真空泵、呈并联设置的第三级罗茨机械真空泵，以及呈并联设置的第四级螺杆机械真空泵。

4.如权利要求3所述的容积泵真空精炼系统，其特征在于，所述真空排气冷却器组进一步包括间隔设置在所述第一级罗茨机械真空泵与所述第二级罗茨机械真空泵之间的第一级真空排气冷却器、间隔设置在所述第二级罗茨机械真空泵与所述第三级罗茨机械真空泵之间的第二级真空排气冷却器，以及间隔设置在所述第三级罗茨机械真空泵与所述第四级螺杆机械真空泵之间的第三级真空排气冷却器。

5.如权利要求1所述的容积泵真空精炼系统，其特征在于，所述真空脱气工艺腔室用于真空脱气，所述真空脱气为真空循环脱气（RH）、真空脱气（VD）、真空底吹氧脱气（VOD）。

6.如权利要求1所述的容积泵真空精炼系统，其特征在于，所述耐高温袋式除尘器进一步将经过所述高真空废气冷却器冷却的冶炼废气中的粗颗粒粉尘过滤分离，使得所述废气中的粉尘颗粒直径小于5μm，且所述粉尘的含量小于等于5mg/m³。

7.如权利要求1所述的容积泵真空精炼系统，其特征在于，所述真空模式切换阀用于选择性控制所述容积泵真空精炼系统分别处于高真空脱气模式，或者低真空脱气模式下进行真空精炼。

8.如权利要求1所述的容积泵真空精炼系统，其特征在于，所述废气成分分析及流量检测装置用以对所述真空精炼的废气成分及废气流量进行在线检测分析，以实现真空状态下对钢水进行合金自动投料、钢水定氢自动检测及真空泵流量自动跟踪冶炼废气量。

9.如权利要求1所述的容积泵真空精炼系统，其特征在于，所述文丘里干湿组合除尘器用以将经过所述废气成分分析及废气流量检测装置的废气之细颗粒粉尘（PM2.5级）凝聚成大颗粒粉尘，并与不凝聚废气分离。

10.如权利要求1所述的容积泵真空精炼之工艺方法，其特征在于，所述工艺方法包括：

执行步骤S1：真空脱气冶炼废气，并以T₁℃的温度进入所述气体冷却除尘器；

执行步骤S2：在所述气体冷却除尘器中进一步将温度为T₁℃的废气冷却至T₂℃，并将所述废气中粗颗粒粉尘经过重力、旋风分离；

执行步骤S3：调节所述真空主阀，将所述真空泵组与所述RH、VD、VOD之真空脱气工艺腔室切断，以满足所述RH、VD、VOD之真空冶炼的工艺要求；

执行步骤S4：将温度为T₂℃的冶炼废气经过所述高真空废气冷却器进一步冷却至所述耐高温袋式除尘器之允许温度；

执行步骤S5：将经过所述高真空废气冷却器冷却的冶炼废气中的粗颗粒粉尘进一步经过所述耐高温袋式除尘器过滤分离；

执行步骤S6：调节所述真空模式切换阀，控制所述容积泵真空精炼系统分别处于高真空脱气模式，或者低真空脱气模式下进行真空精炼；

当所述容积泵真空精炼处于高真空脱气模式运行时，则所述容积泵真空精炼之工艺方法进一步包括：

执行步骤S71a：启动所述第一级罗茨机械真空泵，将所述低压力废气压缩升压（绝压P₁），并压送至所述第一级真空排气冷却器；

执行步骤S72a：经过所述第一级真空排气冷却器将所述第一级罗茨机械真空泵排气中的压缩热进行冷却至所述第二级罗茨机械真空泵的允许温度；

执行步骤S73a：经过所述第二级罗茨机械真空泵将所述第一级真空排气冷却器排出的废气压缩升压（绝压P₂），并压送至所述第二级真空排气冷却器；

执行步骤S74a：经过所述第二级真空排气冷却器将所述第二级罗茨机械真空泵排气中的压缩热进行冷却至所述第三级罗茨机械真空泵的允许温度；

执行步骤S75a：经过所述第三级罗茨机械真空泵将所述第二级真空排气冷却器排出的废气压缩升压（绝压P₃），并压送至所述第三级真空排气冷却器；

执行步骤S76a：经过所述第三级真空排气冷却器将所述第三级罗茨机械真空泵排气中的压缩热进行冷却至所述第四级螺杆机械真空泵的允许温度；

执行步骤S77a：经过所述第四级螺杆机械真空泵将所述第三级真空排气冷却器排出的废气压缩升压（绝压P₄），并压送至所述废气成分分析及废气流量检测装置；

执行步骤S78a：将经过所述废气成分分析及废气流量检测装置的废气之细颗粒粉尘（PM2.5级）通过所述文丘里干湿组合除尘器凝聚成大颗粒粉尘，并与不凝聚废气分离；

执行步骤S79a：将经过所述文丘里干湿组合除尘器的废气之可燃气体在所述废气燃烧装置内进行燃烧；

当所述容积泵真空精炼处于低真空脱气模式时，则所述容积泵真空精炼之工艺方法进一步包括：

执行步骤S71b：启动所述第三级罗茨机械真空泵，将所述低压力废气压缩升压（绝压P₃），并压送至所述第三级真空排气冷却器；

执行步骤S72b：经过所述第三级真空排气冷却器将所述第三级罗茨机械真空泵排气中的压缩热进行冷却至所述第四级螺杆机械真空泵的允许温度；

执行步骤S73b：经过所述第四级螺杆机械真空泵将所述第三级真空排气冷却器排出的废气压缩升压（绝压P₄），并压送至所述废气成分分析及废气流量检测装置；

执行步骤S74b：将经过所述废气成分分析及废气流量检测装置的废气之细颗粒粉尘（PM2.5级）通过所述文丘里干湿组合除尘器凝聚成大颗粒粉尘，并与不凝聚废气分离；

执行步骤S75b：将经过所述文丘里干湿组合除尘器的废气之可燃气体在所述废气燃烧装置内进行燃烧。