| 1、前言
真空脫氣處理工藝，作為爐外精煉的一種，在冶金工業得到廣泛使用。其原理是利用對真空室進行抽真空，在真空狀態下對鋼水進行脫氣，降低鋼水中的[H]、[N]，同時利用鋼渣界面反應進行脫硫處理。在大型現代化冶金生產中，VD鋼包處理已成為現代二次冶金的基本手段。目前，杭鋼昌興電爐煉鋼有限公司使用VD處理的典型鋼種主要有：硬線鋼（72A，82B），合結鋼（40Cr，20CrMnTi，20CrMnMo，35CrMo），彈簧鋼（60Si2Mn），軸承鋼（GCr15），冷墩鋼（ML42CrMo）等。 2、系統概況
杭鋼昌興電爐煉鋼有限公司的100tVD爐是由奧鋼聯（VAI）總體設計制造的，配套鍋爐由德國標準鍋爐公司（Standardkessec-duisburg）提供。該系統在國內同類產品中具地位。
脫氣系統作為VD爐的主體設備，主要包括脫氣系統電氣、機械設備及儀表檢測系統等。該系統由2個罐徑為Φ5800mm,罐高5450mm的真空罐，真空蓋系統，真空漏斗，測溫取樣系統，雙工位雙絲喂絲系統、吹氬系統及其升降、移動小車等8個部分組成。 3、系統硬件 3.1 計算機系統
3.1.1 計算機系統組成
真空脫氣爐采用基礎自動化級和過程控制級兩級計算機控制。
一級計算機系統采用電氣、儀表、計算機控制三位一體的基礎自動化級，由PLC（西門子S7-400系列）和上位機組成。PLC主要模塊為6ES7 416-2XK02-0AB0、通訊模塊為6GK7 443-1EX11-0XE0 、模擬量輸入模塊6ES7 331-7KF02-0AB0、模擬量輸出模塊6ES7 332-5HD01-0AB0，數字量輸入6ES7 321-1BL00-0AA0，數字量輸出模塊6ES7 322-1BL00-0AA0。此外，還包括電機控制中心（MCC）、鍋爐控制系統、喂絲機、包蓋控制系統及現場一次檢測元件等。
二級計算機系統采用過程控制站，并與電爐計算機以太網連接。過程控制站采用多處理器主機，操作系統為Windows NT，網絡協議 為TCP/IP SINEC H1，基本軟件：工業ORACLE ，數據庫，C/C++。
3.1.2 計算機系統的主要功能 ① 基礎自動化級（一級）：
?爐蓋運行控制 ； ?底吹攪拌控制 ； ?冷卻水；
?喂絲控制 ； ?鐵合金上料控制； ?蒸氣噴射控制；
?蓄熱器水泵控制 ； ?水處理控制； ?設備異常報警及聯鎖 ；
?脫氣過程畫面顯示 ； ?人機對話界面 ； ?鋼水噴濺監視 ；
?活動彎管工位切換 ； ?除塵控制； ?報警及事件打印 。 ② 過程控制級(二級) :
?能量平衡數學模型計算 ；
?鋼水溫度、成份和處理時間數學模型計算 ；
?操作過程的控制、操作指南和事故記錄 ；
?生產過程的數據檢測及歷史數據的存儲 ；
?鐵合金加料計算和處理 ；
?與電爐、連鑄、化驗室控制系統的通訊聯系 ；
?生產報表打印 。 3.2 現場檢測儀表
為了保證測量精度，VD爐基本采用進口件
?測溫定氧儀表采用賀利氏（Heraeus）Multi- Lab Celox；
?定氫儀表采用賀利氏（Heraeus）Multi- Lab Hydris；
?差壓變送器采用E+H的deltabar S系列；
?電磁流量計采用E+H的PROline promag 50系列和prowirl 77 Vortex 系列 4、 控制原理及基本工序
通過一級機（MMI）畫面設定相關控制參數。相關數據通過SINEC H1總線送往VD爐PLC、鍋爐PLC及喂絲機PLC控制相關電氣運行，同時采集現場一次儀表檢測信號，作為自動控制依據。
VD爐主控人員接到上道工序送來的處理任務及有關數據后，開始進行數據處理和精煉準備。真空爐有2個脫氣罐位和1個真空蓋車停靠位。真空蓋車停靠在2個真空罐中間。鋼水包就位后，人工連接好氬氣管，真空蓋車運行就位并下降真空蓋。根據需要處理鋼水的抽氣速度和處理步驟打開蒸氣噴射器，進行抽真空處理，在真空狀態下，通過鋼包底吹氬進行鋼水攪拌。真空蓋上設有真空漏斗，對于需要合金微調的鋼種，在脫氣過程真空狀態下，通過真空漏斗加入必要合金。然后在真空狀態下進行測溫取樣。真空處理后，破真空，真空蓋升起返回停靠位，或移到另一個真空位。在鋼包敞開狀態下，繼續吹氬軟攪拌并喂絲。處理完畢，進行最終測溫取樣。此時，可在另一罐位進行下一包鋼水真空處理。鋼水處理過程，可通過定氫定氧儀表進行快速氣體測定。
抽真空處理可選擇自動模式、手動模式和標準模式來進行VD處理：
選擇自動模式時，各級泵需按表1所列真空度自動啟動：
表1 自動模式下，各級泵啟動條件
當真空度達到100mbar時，選取標準模式“STANDARD”，此時系統自動停止E5a，E4a真空泵，開啟E5真空泵，E4泵保持不變，E3、E2、E1泵按表2所列真空度自動啟動： 表2 標準模式下，各級泵啟動條件
選擇手動模式時，真空泵系統一般按標準模式“STANDARD”操作，逐步開啟逆止閥和濁環水閥，同時按表3所列真空度啟動各級泵： 表3 手動模式下，各級泵啟動條件
破空時手動打開破空閥。 4 VD生產過程中的注意事項
① 每爐VD結束后，要檢查大罐蓋下表面中心部位絕熱層情況，若脫落嚴重，要及時向有關部門匯報，不進VD。
② 抽真空時，Ar氣的流量不得超過400NL/min,壓力不超過0.5MPa（表壓）。特別是當鋼水滿時，以免鋼水粘住小爐蓋和鋼包上沿，致使罐蓋提升不起或拉掉鋼包內的磚頭。
③ 在20kPa~4kPa時，要密切注意溢渣情況，發現溢渣要及時破空，同時可適當調大Ar氣流量壓渣。
④ 在高真空保持階段（67Pa）,可適當調大Ar氣流量，擴大鋼液裸露面以加速脫氣。同時密切注意罐底溫度變化是否異常。
⑤ 若發現熱井水箱水位經常出現報警，在抽真空狀態下，水位>99%五秒內不能下降到99%以下時，要立即破真空，等各級蒸汽閥關閉后，馬上停濁環水，防止水位太高壓破熱水箱。
⑥ 每爐VD結束，罐蓋車開出后，要及時檢查鋼包耳軸與罐內鋼包支撐座之間是否有鋼水粘住，若有馬上指揮行車試吊鋼包，必要時要對冷鋼進行處理，處理好后才可吊包。 5 VD處理后所達到的效果
通過VD爐鋼包處理，最終鋼水中[H]可達到2PPm以下，[N]可達到80PPm以下。經過VD處理后，噸鋼收益在100元以上。 6 結束語
實踐證明，真空脫氣爐的投入運行對調整現有電爐煉鋼廠的產品結構，擴大生產品種，進一步提高產品結構，擴大生產品種，進一步提高產品質量及改善經營效果是十分有利的。
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