本发明属于炼钢炉外精炼技术领域，特别涉及一种钢水真空精炼用可切换机械泵抽气装置，适用于炼钢钢水真空精炼工艺，包括rh、vd、vcd、vod、vc真空处理等。
背景技术：
目前炼钢炉外精炼技术应用非常广泛，尤其是钢水的真空精炼对提高产品洁净度越来越得到钢厂的重视。钢水真空精炼工艺主要有rh、vd、vcd、vod、vc等不同形式，其共同的特征是都需要一套抽真空系统，使用该系统将密封的钢水环境处于低于大气压(负压)状态。在不同的负压环境下，不同形式的真空处理工艺实现不同的冶金目标，例如vd(vacuumdegassing)真空脱气一般为67pa、vcd(vacuumcarbondeoxidation)真空碳脱氧10kpa、vod(vacuumoxidationdecarbon)真空氧脱碳20kpa、vc(vacuumcasting)真空浇铸133pa等。
由于机械真空泵可以将电机转速降低或停机来很好地适应真空处理间断的工作制度，可以降低生产成本，具有节能减排的特点，因此在真空处理设施上得到了一定的应用。但是目前传统采用的一次罗茨泵+二次罗茨泵+三级螺杆泵存在如下一些问题：1，由于真空处理过程中被抽出废气温度和含尘量都很高，存在罗茨泵和螺杆泵发热和粉尘磨损泵体后效率降低；2，即使如专利cn204401047u所述：采用一次罗茨泵+二次罗茨泵+三级水环泵系统，也存在预抽时间长，电耗高。因为螺杆泵比水环泵效率高，更节能；3，在钢水真空精炼时，往往需要经过几种不同的处理阶段，例如rh处理高级别钢种时需要进行真空脱气、真空脱碳阶段。不同的阶段下负压和烟气温度与粉尘的工况有较大区别。采用上述的一级罗茨泵+二级罗茨泵+三级螺杆泵或一级罗茨泵+二级罗茨泵+三级水环泵都不能全部适应这些工况。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种钢水真空精炼用可切换机械泵抽气装置，通过一级罗茨泵、二级罗茨泵、三级螺杆泵与水环泵切换组合，根据不同工况自动切换为不同组合模式，用以适应工艺需要，达到提高机械泵效率、延长使用寿命、降低运行成本的目的。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
该装置主要包括水冷抽气管1、气体冷却器2、抽气管3、真空快速切换盒4、高温粉尘过滤器5、泵前阀6、罗茨泵组7、泵后阀8、切换阀9、螺杆泵组10、水环泵组11、排空管道12。
该装置从左到右的连接顺序为：被抽气管路与水冷抽气管1法兰连接，水冷抽气管1与气体冷却器2采用法兰连接，气体冷却器2的出口与抽气管3相接；抽气管3右侧与真空快速切换盒4连接，真空快速切换盒4可实现两个方向的通断快速切换，一端通向高温粉尘分离器5。另一端与高温粉尘分离器5的出口合并通向一级罗茨泵组的泵前阀门6。一级罗茨泵组与二级罗茨泵组串联，同级别罗茨泵并联。二级罗茨泵组后可以分为两路，每路设置一个切换阀9，其中一路与螺杆泵组10相接。另一路与水环泵组11相接，两路泵后阀出口汇总与排空管道12连接。
通过真空快速切换盒4、切换阀9本装置可实现以下4种组合方式：
组合方式1：水冷抽气管—气体冷却器—真空快速切换盒—高温粉尘过滤器—一级罗茨泵组—二级罗茨泵组—切换阀—三级螺杆泵组—排气管道，为传统组合方式，在水环泵故障时备选；
组合方式2：水冷抽气管—气体冷却器—真空快速切换盒—高温粉尘过滤器—一级罗茨泵组—二级罗茨泵组—切换阀—三级水环泵组—排气管道，适用于vod真空氧脱碳工况；
组合方式3：水冷抽气管—气体冷却器—真空快速切换盒—一级罗茨泵组—二级罗茨泵组—切换阀—三级螺杆泵组—排气管道，适用于预抽真空和vd真空脱气工况；
组合方式4：水冷抽气管—气体冷却器—真空快速切换盒—一级罗茨泵组—二级罗茨泵组—切换阀—三级水环泵组—排气管道，适用于vcd真空碳脱氧工况。
本发明的主要优点为：
1、针对被抽气体高温高尘工况，设置了水冷抽气管道、气体冷却器和高温粉尘分离器。可以解决罗茨泵和螺杆泵发热和粉尘磨损泵体后效率降低的问题；
2、在钢水真空精炼时经过不同的处理阶段，可切换到不同组合方式，适应不同工况，达到降低运行成本，延长设备使用寿命，提高抽气效率的目的。例如在vd真空脱气阶段，工艺上存在真空度高、气体粉尘浓度低、抽气时间长等特点，选择组合方式3既能满足高真空度要求，有可以发挥螺杆泵低能耗的特点；对于vod真空氧脱碳阶段，工艺上存在碳氧及金属的剧烈氧化反应，工作真空度低、粉尘大、温度高，此时应选择组合方式2，避免使用对废气温度和粉尘敏感的螺杆泵组，从而保证设备的使用寿命和抽气系统的稳定性。
3、由于螺杆泵组设备加工精度较高，设备的故障率也较高，本组合方式中可实现螺杆泵组与水环泵组的互为备用，保证了抽气系统的可靠性，可有效防止抽气设备故障引起的生产间断。
附图说明
图1是组合机械泵抽气装置示意图。其中，水冷抽气管1、气体冷却器2、抽气管3、真空快速切换盒4、高温粉尘过滤器5、泵前阀6、罗茨泵组7、泵后阀8、切换阀9、螺杆泵组10、水环泵组11、排空管道12。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明做进一步的说明。
如图1所示，该装置组成包括：水冷抽气管1、气体冷却器2、抽气管3、真空快速切换盒4、高温粉尘过滤器5、泵前阀6、罗茨泵组7、泵后阀8、切换阀9、螺杆泵组10、水环泵组11、排空管道12；
被抽气管路与水冷抽气管1法兰连接，水冷抽气管1与气体冷却器2采用法兰连接，气体冷却器2的出口与抽气管3相接；抽气管3右侧与真空快速切换盒4连接，真空快速切换盒4可实现两个方向的通断快速切换，一端通向高温粉尘分离器5。另一端与高温粉尘分离器5的出口合并通向一级罗茨泵组的泵前阀门6。一级罗茨泵组与二级罗茨泵组串联，同级别罗茨泵并联。二级罗茨泵组后可以分为两路，每路设置一个切换阀9，其中一路与螺杆泵组10相接。另一路与水环泵组11相接，两路泵后阀出口汇总与排空管道12连接。
通过真空快速切换盒4、切换阀9本装置可实现以下4种组合方式：
组合方式1：水冷抽气管—气体冷却器—真空快速切换盒—高温粉尘过滤器—一级罗茨泵组—二级罗茨泵组—切换阀—三级螺杆泵组—排气管道，为传统组合方式，在水环泵故障时备选；
组合方式2：水冷抽气管—气体冷却器—真空快速切换盒—高温粉尘过滤器—一级罗茨泵组—二级罗茨泵组—切换阀—三级水环泵组—排气管道，适用于vod真空氧脱碳工况；
组合方式3：水冷抽气管—气体冷却器—真空快速切换盒—一级罗茨泵组—二级罗茨泵组—切换阀—三级螺杆泵组—排气管道，适用于预抽真空和vd真空脱气工况；
组合方式4：水冷抽气管—气体冷却器—真空快速切换盒—一级罗茨泵组—二级罗茨泵组—切换阀—三级水环泵组—排气管道，适用于vcd真空碳脱氧工况。