专利名称：一种还原罐同级分段式真空装置及方法
技术领域：
本发明属于金属冶炼设备，尤其涉及一种还原罐同级分段式真空装置及方法。
背景技术：
传统的还原罐采用的真空方式是真空管道上安装手动角式真空截止阀和水银麦氏真空表，其真空监控完全靠人工巡检、手动开启和关闭真空阀，人工观察到发生真空泄露时手动关闭阀门，封闭发生泄露的还原罐和管道；这种方式的缺点是时常会出现因人员疏忽遗漏对检测点的检测，并且存在人员巡检时差，有时一只还原罐炉泄露真空会殃及同一工段内的所有还原罐，产品损失巨大。由于只有一条抽取真空的管道，还原初期真空抽取速度慢，时间长，导致还原罐内初期还原的金属镁或者金属钙烧损，镁结晶在罐内燃烧所产生的高温还会烧损设备。这种还原炉的真空抽取和控制方式因低效率、不环保、高危险正在被逐步淘汰。
发明内容
本发明的目的是提出一种还原罐同级分段式真空装置及方法的技术方案，提高真空系统转换的速度，实时、快速的对还原真空环境进行检测、控制，减少真空泄露，提高产品产出率和人员工作效率。为了实现上述目的，本发明的技术方案是一种还原罐同级分段式真空装置，为冶炼金属镁或者金属钙的还原罐提供真空环境，包括预抽真空管道、主抽真空管道、预抽真空阀门、主抽真空阀门、真空变送器和控制系统；在一个安装有多台所述还原罐的生产场所，设置有所述预抽真空管道和所述主抽真空管道；预抽真空管道包括一条预抽真空主管道和多条分别连接每只还原罐的预抽真空分支管道；主抽真空管道包括一条主抽真空主管道和多条分别连接每只还原罐的主抽真空分支管道；每个还原罐都设有一条真空管道，所述还原罐的真空管道经一个结晶水套引出连接一条预抽真空分支管道和一条主抽真空分支管道；在每条预抽真空分支管道中安装有预抽真空阀门，在每条主抽真空分支管道中安装有主抽真空阀门；在预抽真空主管道和主抽真空主管道中各安装一只所述真空变送器；所述控制系统连接每支真空变送器和每个预抽真空阀门及主抽真空阀门。所述预抽真空主管道的公称通径是DN250，所述主抽真空主管道的公称通径是DN250;—条预抽真空主管道或一条主抽真空主管道所连接的还原罐不多于十只。所述预抽真空分支管道的公称通径是DN100，所述主抽真空分支管道公称通径是DN100。在每条所述预抽真空分支管道中串联安装有两个所述预抽真空阀门，在每条所述主抽真空分支管道中串联安装有两个所述主抽真空阀门；所述预抽真空阀门和主抽真空阀门采用真空球阀。所述控制系统采用集散控制系统或可编程控制系统。一种还原罐同级分段式真空方法，所述方法是基于上述一种还原罐同级分段式真空装置实现还原罐真空的方法；所述实现还原罐真空的方法为关闭全部所述预抽真空阀门和所述主抽真空阀门，将预抽真空主管道和主抽真空主管道与真空源接通，使预抽真空主管道和主抽真空主管道达到生产要求的工作真空压力；在正常环境大气压下向一只还原罐填装原料，填装原料后使还原罐的密封盖封闭、水系统恢复正常，还原罐达到工作准备状态；平缓开启预抽真空阀门开始预抽真空，当预抽真空主管道内的真空压力稳定达到低于预定的预抽真空压力值时，关闭预抽真空阀门并同时开启主抽真空阀门，所述还原罐进入正常生产过程；当有下一只还原罐达到所述工作准备状态时，用上述相同的方法对所述下一只还原罐抽取真空，使下一只还原罐进入正常产出过程；依次使全部还原罐循环工作；控制系统接收所述真空变送器的信号并控制预抽真空阀门和主抽真空阀门的开启和关闭；在所述预抽真空过程中，当任何一台还原罐因泄露引起真空压力下降、无法达到预定的预抽真空压力值时，控制系统则关闭连接泄漏还原罐的预抽真空阀门和主抽真空阀门，将泄漏还原罐与预抽真空主管道和主抽真空主管道隔离。所述还原罐的工作真空压力是绝对压力小于等于10Pa，所述预抽真空主管道的工作真空压力是绝对压力小于等于5Pa，所述主抽真空主管道的工作真空压 力是绝对压力小于等于5Pa，所述预定的预抽真空压力值是绝对压力20Pa。本发明的有益效果是采用预抽真空和主抽真空两条管路对还原罐进行真空抽取，加快了还原罐的真空抽取速度，有效减少了金属镁和金属钙在还原初期的烧损；采用自动控制系统监测和控制还原罐的真空状态，提高了工作率和反应速度，及时发现和处理还原罐发生的泄漏，避免了因一只还原罐泄漏引发的大范围烧损的事故；由于还原真空压力直接影响所需还原反应温度，保持稳定的真空压力可以适度的降低还原反应温度，可以实现节能降耗，有利于环境保护。下面结合附图和实施例对本发明作一详细描述。
图I是本发明系统结构图。
具体实施例方式实施例一，
如图1，一种还原罐同级分段式真空装置，为冶炼金属镁或者金属钙的还原罐提供真空环境，包括预抽真空管道、主抽真空管道、预抽真空阀门、主抽真空阀门、真空变送器和控制系统；在一个安装有多台所述还原罐I的生产场所，设置有所述预抽真空管道和所述主抽真空管道；预抽真空管道包括一条预抽真空主管道2和多条分别连接每只还原罐的预抽真空分支管道3 ;主抽真空管道包括一条主抽真空主管道4和多条分别连接每只还原罐的主抽真空分支管道5 ;每个还原罐都设有一条真空管道6，所述还原罐的真空管道经一个结晶水套7引出连接一条预抽真空分支管道3和一条主抽真空分支管道5 ;在每条预抽真空分支管道中安装有预抽真空阀门8，在每条主抽真空分支管道中安装有主抽真空阀门9 ;在预抽真空主管道和主抽真空主管道中各安装一只所述真空变送器10 ;所述控制系统(图中未画出)连接每支真空变送器和每个预抽真空阀门及主抽真空阀门。所述预抽真空主管道的公称通径是DN250，所述主抽真空主管道的公称通径是DN250。所述预抽真空分支管道的公称通径是DN100，所述主抽真空分支管道公称通径是DN100。在每条所述预抽真空分支管道中串联安装有两个所述预抽真空阀门，在每条所述主抽真空分支管道中串联安装有两个所述主抽真空阀门；所述预抽真空阀门和主抽真空阀门采用GUD-100型真空球阀。所述控制系统采用西门子S7-300可编程控制系统。所述真空变送器采用KVC450型，测量精度O. 01托(I托& 133Pa)。在本实施例中的预抽真空主管道和主抽真空主管道连接八只还原罐。实施例二，
如图1，一种还原罐同级分段式真空方法，所述方法是基于实施例一所述的一种还原罐同级分段式真空装置实现还原罐真空的方法；所述实现还原罐真空的方法为关闭全部所述预抽真空阀门8和所述主抽真空阀门9，将预抽真空主管道2和主抽真空主管道4与真空源接通，使预抽真空主管道和主抽真空主管道达到生产要求的工作真空压力；在正常环境大气压下向一只还原罐I填装原料，填装原料后使还原罐的密封盖封闭、水系统恢复正常，还原罐达到工作准备状态；平缓开启预抽真空阀门开始预抽真空，当预抽真空主管道内的真空压力稳定达到低于预定的预抽真空压力值时，关闭预抽真空阀门并同时开启主抽真空阀门，所述还原罐进入正常生产过程；当有下一只还原罐达到工作准备状态时，用上述相同的方法对所述下一只还原罐抽取真空，使下一只还原罐进入正常产出过程；依次使全部还原罐循环工作；控制系统(图中未画出)接收所述真空变送器10的信号并控制预抽真空阀门和主抽真空阀门的开启和关闭；在所述预抽真空过程中，当任何一台还原罐因泄露引起真空压力下降、无法达到预定的预抽真空压力值时，控制系统则关闭连接泄漏还原罐的预抽真空阀门和主抽真空阀门，将泄漏还原罐与预抽真空主管道和主抽真空主管道隔离所述还原罐的工作真空压力是绝对压力小于等于10Pa，所述预抽真空主管道的工作真空压力是绝对压力小于等于5Pa，所述主抽真空主管道的工作真空压力是绝对压力小于等于5Pa，所述预定的预抽真空压力值是绝对压力20Pa。所述平缓开启预抽真空阀门是指预抽真空阀门以匀速开启，预抽真空阀门从关闭状态过度到完全开启状态的时间不少于2秒；平缓开启预抽真空阀门可以降低还原罐内和管道内的气体扰动，避免所述预抽真空管道内的压力急剧上升，防止还原罐和管道产生振动。在实际生产过程中，还原罐的泄露现象都发生在对还原罐抽取真空的初期阶段，使还原罐无法达到所述预定的预抽真空压力值，因此，在预抽真空主管道中安装真空变送器即可检测到真空罐的泄露，关闭连接泄露还原罐的阀门即可实现故障隔离。以上实施例中所述还原罐，结晶水套和水系统是现有技术和设备。在以上实施例中，由于预抽真空和主抽真空进行分段工作，预抽真空主管道和主抽真空主管道处于相对独立的工作状态，采用的工作流程是第一只还原罐预抽真空、第一只还原罐主抽真空、第二只还原罐预抽真空、第二只还原罐主抽真空,如此循环；预抽真空管道每次只对一只还原罐抽取真空，可快速将还原罐内的真空压力抽取到接近还原罐的工作真空压力值，提高了初期的抽取速度，显著地提高了生产效能；由于采用初期预抽真空，还原罐中的空气被迅速的抽出，还原罐快速达到工作真空压力，还原初期时间短、烧损低，结晶反应较长时间在闻真空下进行，结晶品质闻。主抽真空管道用于还原罐保持正常工作真空压力，主抽真空管道独立于预抽真空管道，减少了还原罐的真空压力的波动，由于还原罐的真空压力直接影响所需还原反应温度，真空压力的高稳定性可以适度的降低还原反应温度，从而达到节能降耗的作用，有利环境保护。在每条预抽真空分支管道中串联安装两个预抽真空阀门、在每条所抽真空分支管道中串联安装有两个主抽真空阀门可以增强管道的气密性。两个串联的预 抽真空阀门在开启或关闭时同时动作，两个串联的主抽真空阀门在开启或关闭时同时动作。根据实际生产经验，一条预抽真空主管道或一条主抽真空主管道所连接的还原罐不应多于十只，若生产流程中的还原罐多于十只，可将还原罐分成多组，每组不多于十只，每组有专供本组使用的一条预抽真空主管道和一条主抽真空主管道。通过DCS (集散控制系统)或PLC (可编程控制系统)对真空状态实时检测并控制真空阀门的开启和关闭，较人工检测无巡检时间差，可以快速的检测故障设备、及时作出响应，减少烧罐等危险现象出现，提高工作效率、保障生产安全和人员健康、降低对环境污染。
权利要求
1.一种还原罐同级分段式真空装置，为冶炼金属镁或者金属钙的还原罐提供真空环境，包括预抽真空管道、主抽真空管道、预抽真空阀门、主抽真空阀门、真空变送器和控制系统；其特征在于，在一个安装有多台所述还原罐的生产场所，设置有所述预抽真空管道和所述主抽真空管道；预抽真空管道包括一条预抽真空主管道和多条分别连接每只还原罐的预抽真空分支管道；主抽真空管道包括一条主抽真空主管道和多条分别连接每只还原罐的主抽真空分支管道；每个还原罐都设有一条真空管道，所述还原罐的真空管道经一个结晶水套引出连接一条预抽真空分支管道和一条主抽真空分支管道；在每条预抽真空分支管道中安装有预抽真空阀门，在每条主抽真空分支管道中安装有主抽真空阀门；在预抽真空主管道和主抽真空主管道中各安装一只所述真空变送器；所述控制系统连接每支真空变送器和每个预抽真空阀门及主抽真空阀门。
2.根据权利要求I所述的一种还原罐同级分段式真空装置，其特征在于，所述预抽真空主管道的公称通径是DN250，所述主抽真空主管道的公称通径是DN250 ;—条预抽真空主管道或一条主抽真空主管道所连接的还原罐不多于十只。
3.根据权利要求I所述的一种还原罐同级分段式真空装置，其特征在于，所述预抽真空分支管道的公称通径是DN100，所述主抽真空分支管道公称通径是DN100。
4.根据权利要求I所述的一种还原罐同级分段式真空装置，其特征在于，在每条所述预抽真空分支管道中串联安装有两个所述预抽真空阀门，在每条所述主抽真空分支管道中串联安装有两个所述主抽真空阀门；所述预抽真空阀门和主抽真空阀门采用真空球阀。
5.根据权利要求I所述的一种还原罐同级分段式真空装置，其特征在于，所述控制系统采用集散控制系统或可编程控制系统。
6.一种还原罐同级分段式真空方法，所述方法是基于权利要求I所述的一种还原罐同级分段式真空装置实现还原罐真空的方法；其特征在于，所述实现还原罐真空的方法为关闭全部所述预抽真空阀门和所述主抽真空阀门，将预抽真空主管道和主抽真空主管道与真空源接通，使预抽真空主管道和主抽真空主管道达到生产要求的工作真空压力；在正常环境大气压下向一只还原罐填装原料，填装原料后使还原罐的密封盖封闭、水系统恢复正常，还原罐达到工作准备状态；平缓开启预抽真空阀门开始预抽真空，当预抽真空主管道内的真空压力稳定达到低于预定的预抽真空压力值时，关闭预抽真空阀门并同时开启主抽真空阀门，所述还原罐进入正常生产过程；当有下一只还原罐达到所述工作准备状态时，用上述相同的方法对所述下一只还原罐抽取真空，使下一只还原罐进入正常产出过程；依次使全部还原罐循环工作；控制系统接收所述真空变送器的信号并控制预抽真空阀门和主抽真空阀门的开启和关闭；在所述预抽真空过程中，当任何一台还原罐因泄露引起真空压力下降、无法达到预定的预抽真空压力值时，控制系统则关闭连接泄漏还原罐的预抽真空阀门和主抽真空阀门，将泄漏还原罐与预抽真空主管道和主抽真空主管道隔离。
7.根据权利要求6所述的一种还原罐同级分段式真空方法，其特征在于，所述还原罐的工作真空压力是绝对压力小于等于lOPa，所述预抽真空主管道的工作真空压力是绝对压力小于等于5Pa，所述主抽真空主管道的工作真空压力是绝对压力小于等于5Pa，所述预定的预抽真空压力值是绝对压力20Pa。
全文摘要
本发明涉及一种还原罐同级分段式真空装置及方法，为冶炼金属镁或者金属钙的还原罐提供真空环境，包括预抽真空管道、主抽真空管道、预抽真空阀门、主抽真空阀门、真空变送器和控制系统；先由预抽真空管道对一还原罐预抽真空，当还原罐内真空压力接近还原罐的工作真空压力值时，由主抽真空管道对还原罐抽取真空，还原罐进入正常生产阶段；预抽真空管道对下一还原罐预抽真空，依次循环至每一台还原罐；本发明的有益效果是加快了还原罐的真空抽取速度，有效减少了金属镁和金属钙在还原初期的烧损；避免了因一只还原罐泄漏引发的大范围烧损的事故；可以适度的降低还原反应温度，实现节能降耗。
文档编号C22B26/22GK102839290SQ20121035801
公开日2012年12月26日 申请日期2012年9月25日 优先权日2012年9月25日
发明者候冰洋, 孙钢, 徐向辉 申请人:北京慧研义和科技有限公司