我公司6T真空感應爐羅茨泵國產(chǎn)化改造

2013-11-28 張軍攀長鋼公司特冶中心

　　針對我公司04 年從美國CONSARC 公司引進的6T 真空感應爐的真空系統(tǒng)目前存在的問題，提出用國產(chǎn)羅茨泵替代進口SN14000V 羅茨泵的改造方案，并根據(jù)進口羅茨泵參數(shù)結合變頻調速進行羅茨泵和變頻器的選型及參數(shù)確定，最后安裝調試達到設備的要求。改造后運行良好，同時大大減少設備的維修量和降低設備采購費用。

　　我公司6 噸真空感應爐是2004 年從美國Consarc公司引進的中頻電源冶煉設備，投產(chǎn)之初，設備主要工作性能處于較好的狀態(tài)。但由于原材料未除銹導致粉塵太多，系統(tǒng)抽真空時造成羅茨泵轉子和泵腔磨損嚴重，轉子在高速旋轉下羅茨泵的發(fā)熱量增大導致羅茨泵溫度很高，經(jīng)過幾年的運行，設備抽空性能相比剛交付使用時已有一定程度的下降。尤其1#及2#SN14000V 大羅茨泵長期處于超負荷運行，并已維修過多次，嚴重影響到真空系統(tǒng)的極限真空度和加長了抽空時間，低真空系統(tǒng)抽熔煉室很難抽至20Pa 以下，抽其他的腔室時也很難抽至隔離閥開啟的真空度要求值65Pa 以下，必要時均采用人工強行開啟，給生產(chǎn)及產(chǎn)品質量帶來了極大影響。其中2#SN14000V 羅茨泵已無法處理，需要更換。

　　因為原進口羅茨泵價格高，采購時間長，經(jīng)過成本比較和技術分析，最終決定用國產(chǎn)羅茨泵替代2#進口羅茨泵以滿足生產(chǎn)的急需。由于原裝的羅茨泵和國產(chǎn)的羅茨泵在各種技術指標、工作要求上不同，如何實現(xiàn)進口設備的國產(chǎn)化，滿足國產(chǎn)設備的相關配置，以確保其正常運行，這也是必須要考慮的問題。下面簡要闡述整個改造方案的實施過程。

1、羅茨泵及變頻器的選擇

　　1.1、羅茨泵的選型和參數(shù)確定

　　1.1.1、羅茨泵負載及功率特性。

　　羅茨泵負載類型屬于二次方律負載。轉矩特點：負載的轉矩與轉速的二次方成正比。

　　功率特點：負載的功率與轉速的三次方成正比。

　　1.1.2、原羅茨泵在系統(tǒng)中工作原理簡介

　　原進口羅茨真空泵的主要性能參數(shù)如下：

　　型號：SN 1 4000V

　　抽氣速率：3 800 l/s(14 000m3/h)

　　極限壓力：1×10-1Pa

　　配用功率：37 kW

　　轉速：2 000 r/min

　　原系統(tǒng)1#、2#SN14 000V 羅茨泵的啟停由PLC程序控制，采用變頻器驅動，啟動條件為先由前級4臺KT 300 滑閥泵抽空，4 臺KT 300 泵分別有2 臺與1#、2#SN14 000V 羅茨泵串聯(lián)，在所抽腔室真空度低于80 000Pa 后羅茨泵啟動，在6 000Pa 以上時羅茨泵轉速緩慢提升，最高至600 r/min。中途如短時間內SN14 000V 羅茨泵轉速提不到600 r/min 以上，PLC 程序自動停SN 14 000 羅茨泵，以實現(xiàn)羅茨泵自動保護，延時后再自動啟動，最多允許啟動4 次。如SN 14 000 羅茨泵啟動4 次所抽腔室均不能抽至6000Pa 以下，意味著系統(tǒng)有故障需處理。系統(tǒng)正常的情況下所抽腔室抽至6 000 Pa 以下后，1#、2#SN14 000V 羅茨泵提速至最高轉速2 000r/min，直至抽至要求真空度。

　　1.1.3、改造后國產(chǎn)羅茨泵在系統(tǒng)中參數(shù)確定

　　羅茨泵與前級泵抽速正常配比在1:10 左右，考慮到我廠6t 真空感應爐這種工況，由于粉塵及粉塵吸附水份的影響，配比應在1:4～1:6 之間，否則易造成羅茨泵發(fā)熱嚴重，嚴重時甚至抱死，影響羅茨泵的正常使用。為達到此配比，擬采用國產(chǎn)ZJ 5 000羅茨泵(5 000 l/s)替代2# 進口SN14000V 羅茨泵(3 800 l/s)，在KT300 滑閥泵和ZJ 5 000 羅茨泵間串聯(lián)ZJ 1200 羅茨泵(1200L/s)，這樣使得ZJ1200 羅茨泵與前級2 臺KT300 滑閥泵(140L/s)間和ZJ 5 000羅茨泵與前級ZJ1200 羅茨泵間抽速比均保持配比在1:4 左右。數(shù)據(jù)比較如下：1200/280=4.29 5000/1200=4.17改造后國產(chǎn)羅茨真空泵的主要性能參數(shù)如下：

　　型號：ZJ-5000

　　抽氣速率：5000 l/s

　　極限壓力：1×10-1Pa

　　配用功率：55 kW

　　轉速：1800 r/min

3、改造前后對比

　　3.1、降低了設備采購成本

　　在成本方面，進口SN14000V 羅茨泵采購費用為84 萬元，國產(chǎn)ZJ5000 羅茨泵的采購費用為18 萬元。改造后，可為車間節(jié)省成本66 萬元。

　　3.2、提高了設備性能

　　自安裝國產(chǎn)泵以來，經(jīng)運行觀察，新羅茨泵沒有再出現(xiàn)泵體溫度升高的情況。在運行效果方面，改造前，熔煉室低真空最高能抽至40Pa 左右，改造后，系統(tǒng)抽空能力大大加強，設備運行時間減少，熔煉室15 分鐘內能抽至20Pa 以內，其他的腔室10 分鐘內抽至65Pa 以內，在滿足各隔離閥開啟要求，符合真空系統(tǒng)條件的前提下，抽空時間較改造前減少約3 倍左右，有效的節(jié)約了能源，提高了產(chǎn)品質量，縮短了生產(chǎn)時間。