VD炉操作手册要点.doc

中冶京诚（营口）装备技术有限公司铸锻工程冶炼车间
VD部分设备操作维护手册
（初稿）

目　　录
一、 说明
二、 设备概述
三、 设备基本参数
四、 设备的操作地点、操作要求和维护要求
五、 设备的图纸目录

一、说明
VD是冶炼车间的真空脱气装置，是冶炼车间工艺产品质量提高的保证，了解其设备的主要技术性能，正确的掌握其正确的工艺操作是完成冶炼车间冶炼出高质量钢水的关键步骤。
VD系统包括VD本体、VD真空泵系统、VD辅原料和铁合金上投料系统（和LF共用）等。
二、 设备概述
VD真空脱气主体设备主要由布置在地面上的真空罐和在平台上移动的真空罐盖组成，真空罐盖通过提升装置吊挂在运输车上。在真空罐盖上设有2m3真空加料罐、窥视孔、电视摄像孔；在罐盖的内部吊挂有钢包挡热盖。
1.真空罐
罐体为一钢板制作的圆柱形筒体。罐体内设有带导向的120t钢包支座，罐体上口设有和罐盖配合的无孔大法兰盘，此法兰上装有O型真空橡胶密封圈，以保证真空罐可靠的真空密封性能。罐壁上设有Æ900抽真空管道孔和Æ100真空测量管接口及氩气进气管、爬梯。罐底设一用铝板密封的漏钢孔。为防止罐体受热变形和漏钢时烧坏设备，罐壁砌粘土砖保护。
2．真空罐盖
真空罐盖为碟形封头形式，具有良好的稳定性。其上设有加料孔、窥视孔、电视摄像孔。罐盖下沿为和真空罐罐体配合的真空密封用大法兰，为减少罐盖因受热而变形的可能，罐盖的内壁捣筑125mm厚的耐热混凝土。
3．真空罐盖车
VD真空罐盖运输车用来承载真空罐盖及盖上设备，它可在平台上沿两轨道移动。在车子移动至接近停止点(工作工位或停放工位)时，车的运行通过变频操作准确停位，从而保证停位准确，实现可靠的真空密封，并有效地避免在车子停止时，真空罐盖及其上设备较大的幌动及振动，以延长耐火材料及提升链条的寿命。车子的变速及停止，在正常操作时，是按自动过程进行的。
4．真空罐盖提升装置
罐盖提升装置是用三个悬挂液压缸提升真空罐盖。为了保证液压缸的同步，在液压缸系统中采取了相应的措施。上下位置由行程开关发出信号表明罐盖位置。
5．挡热盖
钢包挡热盖形同电炉炉盖，其盖圈和球缺外表用钢板制作，内衬200mm厚高铝质耐热混凝土。它吊挂在真空罐盖内，其下弦低于真空罐盖法兰底约30~50mm。当真空罐盖和真空罐体盖合后，挡热盖完全搁在钢水罐口上，从而大大减少钢液对真空罐盖的热辐射，并将脱气反应时可能出现的喷溅操作在钢水罐内，达到保温及保护真空罐的目的。挡热盖上相应于加料溜管及电视窗的部份，开有二个Æ600的孔，以便排出废气，加入合金，并经电视窗及窥视孔观察钢液面沸腾情况。
6．密封圈防护装置
其功用是保护真空罐大法兰的真空橡胶密封圈，当真空罐盖移动经过时，不因真空罐盖内的挡热盖高温辐射或落渣而损坏密封圈。防护装置为机械连杆式，没有电气操作，当真空罐盖下降时，靠真空罐盖上的压杆压迫防护装置的连杆使防护装置打开。当真空处理完，破坏真空后真空罐盖上升时，防护装置靠连杆另一端的配重使其关闭，从而保护真空密封圈。该装置通过几个工程的实际使用，运行十分可靠，且结构简单，维修工作少。
7．真空加料斗
真空加料罐用于将铁合金料由大气状态下加入真空罐内的钢包内，而不破坏整个系统的真空状态。真空加料罐为双钟阀形式，容积2m3。上部仓在大气压下接受进料。下部仓为一和下料溜管相连的气缸驱动的钟形阀。在料罐上连接一根1英寸钢管分别和两只直角式GDC-JQ25电磁真空阀相连，其中一只用于和大气连通，叫做破坏真空阀，另一只用于和真空罐连通，叫做真空度平衡阀。当要向真空料罐加入铁合金料时，操作人员开启破坏真空阀，使真空料罐内压力和大气压平衡，以便打开其上钟阀，合金料即加入真空料罐。当需要将合金料从真空料罐加到钢水中时，按动按钮，使料罐上阀和破坏真空阀自动关闭，再把真空度平衡阀开启，使真空料罐抽真空，然后，下料钟形阀自动开启，合金料就加入到钢水中。最后，下钟阀和真空度平衡阀关闭，加料操作完毕。
真空料罐系用8~10mm钢板制作的容器，其焊缝经过气密性检查，进出料口可拆密封处采用硅橡胶密封元件。
8．观察窗
观察窗安装在真空罐盖铁合金下料溜管上，操作人员可以通过观察窗监视钢液沸腾情况，以便调整真空度和氩气流量，防止钢液溢出钢水罐。
观察窗装有一块15mm厚石英玻璃，为保持玻璃清洁，操作人员可操作四通阀使玻璃下的气动刷往复运动清扫玻璃，不观察时，气动刷应停留在玻璃下起保护作用。
9．电视摄像窗
通过电视摄像窗，摄像仪镜头可将真空罐内钢包中钢水的搅拌沸腾等情况，显示于操作室内的彩色电视屏幕上。
气封针孔摄象机安装在罐盖上的水冷密封室内，摄像头由氮气保护屏蔽；监视器装在操作室内，可在操作室内调节亮度（为整体供货单元，包含所有机械、电气、仪表设备）。
10．事故漏钢
生产中，钢包漏钢事故是很难完全避免的。为了处理钢包漏钢事故，在真空罐底设一用铝板密封的漏钢孔。一旦出现漏钢事故钢水就烧穿铝板流入车间地坪的漏钢坑中。

三、设备技术参数
1．真空罐
真空罐数量
2个
真空罐直径（内径）
5600mm
密封法兰外径
5940mm
真空罐高度
6800mm
真空罐壁钢板厚度
20mm
真空罐底钢板厚度
25mm
钢包上沿距罐口距离
平齐
真空密封圈断面直径
Φ45/Φ15mm
真空密封材料
外层为玻璃纤维，内层为氯丁橡胶的密封环
耐火材料重量
～40t
2．真空罐盖
真空罐盖数量
1个
密封法兰外径
5700mm
真空罐盖高度
1675mm
板厚
20mm
型式
冲压的蝶形封头
耐火材料重量
8.5t
冷却水用量
22.3m3/h
3．真空罐盖车
真空罐盖车数量
1辆
轨道型号
QU100
轨道中心距
7000mm
车运行距离
7500mm
车运行速度
5～10m/min
停车精度
±10mm
驱动轮个数
2个
电机功率
2×4kw
真空罐盖负荷
115t
冲击负荷
11t
真空罐盖提升行程
1000mm
车总高
5475mm
4．真空罐盖提升装置
驱动型式 液压缸
3个 Æ200/Æ110×1100
液压介质 水乙二醇

液压缸工作压力
16MPa
工作行程
800mm
升降速度
~2m/min
行程开关
2个
5．挡热盖
挡热盖直径
3234mm
挡热盖高度
1100mm
挡热盖钢结构重量
～2.1t
挡热盖冷却水用量
90m3/h
冷却水压力
0.45Mpa(max),0.3Mpa(min)
6．密封圈防护装置
防护装置套数：
3套/每个真空罐
7．真空加料斗
上料斗容积
～2m3
下料斗容积
～2m3
料块粒度
Max70mm
真空闸阀型式
料钟式
驱动
气缸（2个）
闸阀行程
590mm
设备重
3.79t
8．观察窗
观察孔直径：
Æ70mm
气缸直径：
Æ30mm
气缸行程：
75mm
工作压力：
≥0.4MPa
操作阀
1/8²转阀
9．电视摄像窗
电源
220V、50Hz
系统
17彩色
尺寸
D=63 mm、L=240 mm
针孔直径
2.8 mm
四、设备操作地点、操作要求和维护要求：
1. 真空罐盖车
VD设置1辆真空罐盖车，轨道布置在+6.8m操作平台上，详见附图1，冶炼车间120t LF、VD平面布置图。真空罐盖车运行采用2个4kW电机驱动，变频调速。当一个电机损坏时，另一个电机可驱动真空罐盖车低速运行。
真空罐盖车设置2个操作点，即LF/VD主控室PLC操作和现场操作盘。两个操作点之间有联锁和信号联系，但当其中一个操作点对真空罐盖车进行操作时，另一点不能再对真空罐盖车同时进行操作。
真空罐盖车设有声光报警，真空罐盖车运行时声光报警开始工作，真空罐盖车停止运行则声光报警装置也停止工作。
真空罐盖车设有3个工作位，即1＃真空罐位、停车位和2＃真空罐位。轨道中部为停车位，左侧为1＃真空罐位，右侧为2＃真空罐位。为有效操作真空罐盖车的运行，在真空罐盖车运行区间共设置9个限位，安放在+6.8平台支架上，行程开关位置详见附图2：真空罐盖车电缆拖链及行程开关安装图。
真空罐盖车设有自动和手动两种操作方式。自动操作方式要求无论真空罐盖车初始位置在什么地方，选定预设目标工位，同时满足联锁条件后，真空罐盖车都会自动慢速启动，快速行驶，运行至该工位，减速并自动停止。手动操作时可进行点动操作。在调试或事故状态下，真空罐盖车可在无联锁的情况下工频运行。
真空罐盖车运行和真空罐盖升降之间联锁关系：只有当真空罐盖处于上限位时，真空罐盖车才能开动；反之，只有当真空罐盖车位于1＃真空罐位或2＃真空罐位时，真空罐盖才能下降；
真空罐盖车运行和喂丝机之间联锁关系：只有当运行的目标罐位喂丝机停止工作，喂丝机导丝管摆动至停歇位置时，真空罐盖车方可向目标罐位运行；反正，只有当真空罐盖车位于停车工位，或相反的工作罐位时，喂丝机导丝管才能摆动至工作位置。
真空罐盖车电气参数如下：
马达及减速器：2×4kW（DSZSA97Y2112M-4）；
减速比：231.67；
输出转速：6.1r/min 60Hz；
行走速度：12m/min；
警灯：220V，50Hz；
警笛：220V，50Hz；
行程开关：11个，ML441-11Y。（其中2个安装在真空罐提升液压缸同步轴上，用于真空罐盖升降操作。）
2. 真空罐盖升降装置
真空罐盖的升降动作由PLC通过液压开关和电磁阀操作。
真空罐盖设有2个操作点：即LF/VD主控室PLC操作和现场操作盘。两个操作点之间有联锁和信号联系，但当其中一个操作点对真空罐盖进行操作时，另一点不能再对真空罐盖同时进行操作。
真空罐盖设有有2个停止位：上限位和下限位，行程600mm。真空罐盖提升液压缸上带2个行程开关。
真空罐盖有自动和手动两种操作方式。自动方式为：当需要开始对钢水进行VD真空处理时，鼠标点击下降按钮，真空罐盖靠自重自动下降至下限位；完成精炼任务后，鼠标点击上升按钮，真空罐盖自动快速上升到上限位。手动操作方式要求能够手动操作真空罐盖的上升和下降，真空罐盖在其行程范围内可停放在任意位置。
要求真空罐盖位置在LF/VD主控室显示器上同步显示。
真空罐盖升降和真空罐盖车运行之间联锁关系：只有当真空罐盖车运行至1＃或2＃真空罐位时，真空罐盖才能下降。
真空罐盖升降和真空抽气管道之间联锁关系：只有当真空罐盖下降至下限位时，才能打开主截止阀，对钢水进行抽真空处理；反之，只有当主截止阀关闭，并对真空罐破空后，才能提升真空罐盖。
3. 真空料斗
真空料斗用于接受来自LF/VD投料系统输送来的散装料和铁合金，并将其在真空状态下，加入至真空罐内的钢包中。
真空料斗设有1个启闭料斗顶盖的气缸；1个启闭底部加料阀的气缸。这2个气缸分别通过1个双线圈二位五通进行操作，气缸上各带2个行程开关。真空料斗上设有1个真空阀，带气动执行机构及2个限位开关；1个放气阀，带气动执行机构及2个限位开关。这2个阀也是分别通过1个双线圈二位五通进行操作。1个用于吹扫真空料斗密封法兰的气幕，通过1个单线圈二位二通进行操作。详见附图3：真空料斗气动系统图；附图4：电气设备安装图。
加料步骤如下：料斗顶盖打开，使料斗顶盖处于开启限位，同时底部加料阀处于关闭限位。LF/VD投料系统闸阀打开，真空料斗受料。受料结束，关闭投料闸阀。开启气幕，对密封法兰进行吹扫，延时3秒后关闭气幕。关闭料斗顶盖。关闭放气阀。打开真空阀，联通真空罐，对真空料斗进行抽真空。打开底部加料阀，向真空罐内加料。加料结束后，关闭底部加料阀。关闭真空阀。开启另外一个放气阀，对真空料斗进行破真空。加料过程结束。
真空料斗设有2个操作点：即LF/VD主控室PLC操作和现场操作盘。两个操作点之间有联锁和信号联系，但当其中一个操作点对真空料斗进行操作时，另一点不能再对真空料斗同时进行操作。
要求真空料斗顶盖、底部加料阀、真空阀、放气阀位置在LF/VD主控室显示器上同步显示。
真空料斗顶盖和LF/VD投料系统末端闸阀之间联锁关系：只有当料斗顶盖开启时，投料闸阀才能开启。反之，只有当末端闸阀关闭后，料斗顶盖才能关闭。
真空料斗顶盖和底部加料阀、真空阀之间联锁关系：只有当底部加料阀、真空阀关闭时，真空料斗顶盖才能打开。反之，只有当真空料斗顶盖关闭时，真空阀、底部加料阀才能打开。
真空阀和料斗顶盖、底部加料阀、放气阀之间联锁关系：只有当料斗顶盖、底部加料阀、放气阀处于关闭状态时，真空阀才能开启。
放气阀和料斗顶盖、底部加料阀、真空阀之间联锁关系：只有当料斗顶盖、底部加料阀、真空阀处于关闭状态时，放气阀才能开启。
底部加料阀和真空阀、料斗顶盖之间联锁关系：只有当料斗顶盖关闭、真空阀开启时，底部加料阀才能打开。
真空料斗电气参数如下：
二位五通：4个，双线圈，DC24V；
二位二通：1个，单线圈，DC24V；
限位开关：4个，ML441-11Y；
气控阀：2个，阀上各带2个限位开关。
4. 真空罐密封件冷却水
真空罐密封件由橡胶材料制成，设置在真空罐上部的真空密封槽内。槽内通浊环水。浊环水启闭通过1个气动阀门进行操作，阀门上带限位开关。2个真空罐共设有2个气动阀门。详见附图5：VD罐体浊环水系统图。
1＃、2＃气动阀门处于常开状态。当需要检修时，手动操作关闭气动阀门。当检修完成后，手动操作开启气动阀门，接通浊环水。
气动阀门和真空系统主切断阀之间的联锁关系：只有当气动阀门开启，限位开关处于开限位时，真空主切断阀才能启动。
气控阀门电气参数如下：
气动阀门：2个，每个阀上各带2个限位开关，各带1个二位五通等气控执行机构。
5. VD事故冷却水
VD事故水用于事故状态下，向VD真空罐盖供给设备冷却水，防止真空罐盖被烧坏。通过启闭VD真空罐盖进水分配器前的2个气动阀门进行操作。其中1个气动阀门安装在进水管线上（进水气动阀门），另1个安装在事故水管线上（事故水气动阀门）。
当冷却水流量低，发生报警，经人工判断，需要启动事故水时，手动操作事故水气动阀门，打开事故水气动阀门。和此同时，自动关闭进水气动阀门。
当不需要事故水进行冷却时，手动操作事故水气动阀门，关闭事故水气动阀门，同时开启进水气动阀门。进水气动阀门在正常工作情况下，处于常开状态。
事故水气动阀门和进水气动阀门之间联锁关系：只有当事故水气动阀门开启，限位开关处于开限位时，进水气动阀门才能关闭。同理，只有当事故水气动阀门关闭，限位开关处于关限位时，进水气动阀门才能开启。
气控阀门电气参数如下：
气动阀门：2个，每个阀上各带2个限位开关，各带1个二位五通等气控执行机构。
6. 钢包底吹氩操作
VD设2个钢包底吹搅拌阀站，系统图见附图7：VD氩气和氮气系统图；附图8：1＃VD罐气体搅拌站；附图9：2＃VD罐气体搅拌站。
每个阀站设2路供气，分别供给氮气和氩气，手动切换阀设置在阀站入口主管上。底吹阀站设置2个操作点，即LF/VD主控室PLC操作和现场操作盘。两个操作点之间有联锁和信号联系，但当其中一个操作点对底吹阀站进行操作时，另一点不能再对底吹阀站同时进行操作。
正常冶炼时，运转操作要求如下：
1）钢包被吊坐到钢包车上自动接头和钢包吹氩软管接通或操作工将吹氩软管连接到钢包上；
2）操作工打开气动切断阀（LF/VD主控室或现场操作盘）；
3）设定流量后运行（定值操作）。
4）钢水精炼结束操作工关闭气动切断阀，停止底吹，钢包吊离钢包车。
5）要求LF/VD主控室HMI能监视氩气流量操作的过程量，并能监视压力状态。
钢包底吹氩气的操作方式要求为定值自动和手动两种方式。
要求每包氩气积累和总量积累记录。
当透气砖堵塞，吹不开时，在上述步骤2）、3）之间增加以下步骤：
2’）打开高压吹开用气动切断阀，延时4秒后，气动切断阀自动关闭。
7. 热井泵的操作
VD冷凝水回水通过操作三台立式离心式泵（两用一备）得以实现。热水箱设有4个液位，分别是热水箱的高液位、低液位、高高液位和低低液位。
当液位计显示高液位时，报警、打开两台主泵并关闭热井泵回水管（至热水箱）上的气动切断阀。当液位计显示高高液位时，报警并同时打开备用泵。
当液位计显示低液位时，报警并打开热井泵回水管（至热水箱）上的气动切断阀。当液位计显示低低液位时，报警并自动关闭2台主泵及备用泵。

热井泵工作泵的起停由人工操作，详见给排水专业资料。
8. 喂丝机工艺操作
VD真空脱气装置1＃真空罐位和2＃真空罐位各设有1台双线喂丝机，简要参数如下：（详细资料待制造厂返回）
电压：380V；
功率：～30kW/台；
操作方式：就地操作盘和主控室PLC操作。
每台喂丝机本体操作由设备厂家完成，留有和主PLC的通讯接口。喂丝料标识代码（=哪流）和添加数量（=米数）从2级系统接受或操作员在HMI手动输入。
丝线代码和流数之间的映射由L1系统完成。所添加的数量自动报给2级过程操作系统。
9. 真空泵系统的操作和维护
真空泵系统的操作和维护详见设备厂家（杭州西湖）提供的说明书。
五、设备的图纸目录
中冶京诚（营口）装备技术有限公司铸锻工程冶炼车间
VD部分设备图纸清单

序号
设备名称
图号
1
VD设备总装配图
DG5885
2
真空罐
DG5874
3
真空罐盖
DG5875
4
真空料罐
DG5878
5
真空罐盖车装配
DG5877
6
水冷钢包盖
DG5883
7
真空罐盖车配管
DG5876

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