引言：机械真空泵是一种通过机械排气、压缩原理等进行工作的真空设备，通过旋转叶片以及泵壳之间所具有的间隙，将泵内的气体排放到大气之中。而在RH精炼的过程当中，机械真空泵的使用能够将RH精炼炉内的废气、杂质进行抽出，确保其工作环境处于一种真空的状态。现如今，机械真空泵在工业领域中已经得到广泛的应用，工作人员在使用机械真空泵的过程中，需要注意其使用的问题及注意事项，在降低RH精炼工作环境压力的同时，降低氧化物在炉膛当中形成，加强RH精炼的质量及效果。

一、机械真空泵组成及原理

机械真空泵是RH精炼炉运行过程中的主要设备之一，其抽气量、抽气速度、真空度等工艺技术参数在运行的过程中，会对机械真空泵在RH精炼的运行情况、精炼效果等起到决定性的作用。RH真空精炼炉中所采用的机械真空泵主要分为四个级别，前三级为罗茨泵，第四级为螺杆泵，且在其中，一、二级罗茨泵各24台，三、四级机械真空泵各12台。螺杆泵是利用一对螺杆在泵壳内进行高速同步反向旋转，从而进行吸气和排气的抽气装置。

机械真空泵腔内一般没有金属与金属接触的现象，部件磨损的程度比较小，且具有真空度高、抽气速度快、使用寿命长等特点，所以工作人员在使用螺杆泵的时候需要注意这一些特点[1]。罗茨泵是一种具有旋转式容积的真空泵，其工作原理与罗茨鼓风机的原理较为类似，即采用两个8字形转子通过传动比为1的齿轮作为驱动，同时向8字形转子运行的反方向进行同步旋转，泵壳内的转子之间、转子与泵之间均存在间隙，且两者存在互不接触的情况，确保机械真空泵运行的质量。

二、机械真空泵在RH精炼中运行的影响

（一）内走漏的影响

真空泵在运行的过程中，主要的工作介质为饱和蒸汽，如果蒸汽温度过低会变成湿蒸汽，导致机械真空泵无法正常工作；如果过热度超过20—30℃，系统真空温度会逐步升高，机械真空泵会发出异常的峰值噪声，从而降低真空泵系统的工作能力，对机械真空泵的使用造成一定的损坏。在进行钢液处置的过程当中，真空泵内部的真空度会随着钢液的放气量减少而不断升高。在钢液处置前期，由于真空泵内部真空度较低，放气量较大，需要前级泵的抽气才能加大其抽气量，所以一般会选择使用多个泵并联的方式运行。当真空度逐步上升时，放气量也会随之减少，为了降低蒸汽耗量并节省其他能源，工作人员需要封闭前级并联泵。

（二）真空泵系统设备的影响

在机械真空泵正常运行的过程当中，工作人员需要严格保障其运行的条件，包括粉尘浓度、颗粒大小、排气温度、环境温度等条件。重钢RH机械真空泵在运行过程中，由于真空泵在运行的时候温度过高，容易造成转子变形的情况，转子与泵壳的摩擦导致真空泵损坏，这对于钢铁企业的运行与发展带来相应的影响。

由于各种气体介质的流量变化，特别是存在系统泄漏和气体流量运行不稳定的情况，在过去工作人员需要运用顶枪密封件采用多点气孔冷却，烧毁其中的密封盘根，而采用环缝旋转冷却改善了这种现象，在一定程度上减少系统设备以及密封盘根损坏的情况。而第3级和第4级泵止回阀最初使用的是回弹弹簧，在高温环境下工作一段时间后，弹簧往往会出现断裂、损坏的情况，造成机械真空泵系统内出现气体循环的情况，影响抽真空效果[2]。

三、机械真空泵在RH精炼中运行的措施

（一）二次污染的预防

机械真空泵在运行的过程中，要求泵室内具有无水、无油的特点，且机械真空泵能够处理含有冷凝气体和微小的颗粒，并且在处理的过程中不会将气体及颗粒残留在泵中。工作人员根据RH真空精炼炉的标称容量、真空室容积、提升氩气消耗量以及精炼过程中冶炼反应产生的气体量等因素，计算出吸气泵和真空泵的数量及压缩比。

一般机械真空泵在使用的过程中，其压力控制在1—1.15MPa，过热度控制在0—15℃，且真空泵系统中安装有一个冷凝器，冷凝器的作用是快速冷凝拉瓦尔喷嘴释放的饱和蒸汽，防止机械真空泵在运行过程中出现设备温度过高的情况，避免降低机械真空泵的工作能力，并减少下一级真空泵的工作量。在此基础上，工作人员需要根据机械真空泵的保护气体量和系统泄漏率、压缩比决定机械真空泵的抽气能力，从而形成机械泵设备的组成。真空泵的抽气能力是指在特定的真空度下，统一单位时间内进入真空室的空气体积与真空室内的进气、放气量的总和，将气体总和折算成置于20℃的干空气量中。

（二）机械真空泵远程故障诊断系统设计

机械真空泵远程故障诊断系统的主要功能是对机械真空泵真空系统进行远程监控、运行维护和预测性故障分析，远程客户端和服务器对工业网关采集的数据进行处理，实现远程监控、故障预警和设备报警，系统采用智能工业数据采集网关进行数据采集。工作人员需要根据工业大数据分析流程和需要实现的具体功能，通过行业智能网关收集的数据放置在相应的工业数据库中，工业数据库除了具有通用数据库的特点和用途外，作为面向对象的数据库，主要存储监控和运维系统中所有对象的属性和参数。当主真空阀打开时，之前已经抽真空的机械真空泵将真空泵抽真空，钢水在真空的作用下进入真空泵并举起氩气，钢包也在真空罐的作用下缓慢上升。工作人员若是将阀门改为气动截止阀，通过联锁系统控制阀门的开启和关闭，不仅减少了真空泵系统及设备运行故障的情况，而且密封效果与过去的方式相比更好[3]。通过工作人员对受损泵组进行分析，了解其中受损或者故障的根本原因，并针对这一原因对设备和工艺进行针对性调整，杜绝了此类事故的发生。

（三）RH工艺操作过程

RH真空精炼炉是集脱气、脱氧、合金及合金成分调整、钢水精炼于一体的精炼设备，钢水由380/80t的行车吊装到RH炉钢包车上，通过钢包提升系统提升到真空泵吸嘴至RH炉处理位置。当真空泵内循环的钢水气体分压较小时，钢水中的气体成分扩散到真空罐的腔内，并通过真空泵排出。经过约15分钟的高真空脱气和合金化，RH真空精炼结束之后不再进行吹氧和脱碳操作，钢包及钢包小车下降至地面，行走至喂丝位置进行喂丝加工。

当系统压力降至2700Pa时，第二级泵机组启动并以25Hz频率工作，同时连接第二级泵出口与第三级泵入口主管的旁通阀自动关闭。当系统压力下降时，第二级泵组逐渐增加，当系统压力降至830Pa时，第一级泵组启动，工作频率为12Hz。同时，两个旁通阀连接第一级泵出口处的主管和第二级泵入口处的主管，当系统压力下降时，第一级泵组逐渐加速，系统压力逐渐下降。机械真空泵的关闭顺序与开启顺序相反，但需要预抽时，第四级泵不关闭，工作频率为30Hz，主泵真空阀关闭，但旁通阀在真空泵区域全部开放。

结束语：综上所述，在RH精炼过程中使用机械真空泵，不仅能够促进钢铁生产技术的进步，也能对我国环境的保护起到一定的作用，且工作人员对于机械真空泵的运行参数、真空系统进行优化与设计工作，能够有效减少RH精炼工作的压力，并以此为基础提高其精炼的效果，为我国钢铁行业的发展提供很大的帮助。

参考文献：

[1]严月祥,郭映波,杜善国等.机械真空泵在RH真空精炼中的应用[J].河北冶金,2022,(12):50-53+90.

[2]赵腾,张虎,刘向等.RH精炼炉用机械真空泵系统漏率测试及其智能化检测[J].真空,2020,57(04):28-31.

[3]李嘉卉,佟冰,韩俊峰等.基于工业大数据的RH机械真空泵远程故障诊断系统[J].重型机械,2021,(01):47-51.