真空泵的真空度和出气量怎么计算

你好。

除了容器容量的大小和泵的排量的大小直接影响抽空速度以外，各种型号的真空泵的极限真空标准各异,使用者应根据实际需要选用而无法通过调节提高极限真空度（要求不高的可根据真空计的显示提前结束抽空）。

抽空过程随着真空的接近、排气压力的下降会使气体所含的可凝性气体（如水蒸汽）无法排出泵腔而液化、溶于真空泵油中，油的真空性质劣化会降低泵的抽速和真空度。

为了解决上述问题，抽空过程适当打开泵的气镇装置放入一定量的空气以提高混合气体的压力（混合气体的压力为空气的分压力和水蒸气的分压力之和，在蒸汽的分压力尚未达到泵温下的饱和蒸汽压时，混合气体压力超过排气阀的压力而打开排气阀），使蒸汽来不及在泵腔中液化而被排除泵外。

气镇阀另一用途可用以恢复真空泵的极限压力，抽一般含可凝性气体较少的，一般气镇阀是关闭的，但当时间久了，油质却逐渐被空气内含有的少量可凝性气体所污化，对没有气镇机构的泵来说，只有更换新油，或把泵油加热，让液化的蒸汽蒸发才能恢复泵原有的极限压力，而对于气镇泵来说，只要打开1至2个小时即可恢复真空泵之极限压力。

气镇阀的操作十分方便的。当需要使用气镇阀时，可以打开气镇阀的手轮，手轮的开度是可以调节的，打开的多些，掺气量就大些；所以手轮的打开多少视用户所需的真空度而定。一般来说，手轮完全打开的话，其真空度13Pa（10-1托）。如用户不需要掺气，则可以关闭气镇阀。仅供参考

真空泵真空度太低的原因及维修检查：

(1)真空泵温太高，1.被抽气体温度过高。应让气体冷却后再进入真空泵内，2.吸入硬物使真空泵体磨损。应拆开真空泵除去硬物，对划伤部件进行修复或更换，3.真空泵冷却水流最不够。应加大冷却水流量，4.装配不当，使转子轴心位移，造成单面磨损。应拆开检查并重新装配。

(2)真空泵油有问题，1.油位过低。应加足油量到油标中心线，2.油被沾污，油质变坏。应更换新油，3.油的牌号不符。应换规定牌号的真空泵油，4.油路不通，真空泵腔内没有保持适当的油量。应检查油路及油阀的进油量，保持油路畅通。

(3)真空泵本身漏气：1.密封圈漏气。应检查所有密封部位的密封情况，更换破损的密封圈，2.气镇阀垫圈损坏：或未拧紧。应更换垫圈并拧紧气镇阀；3.排气阀片损坏，密封不好。应更换气阀片；4.真空泵中隔板压入时过盈量太大，造成真空泵腔变形而漏气。应修整真空泵腔或更换，5.由于真空泵的端面油密封不良造成漏气。应拆开端盖，检查是否有杂物或不平整，并进行清洗或修理。

(4)转子弹簧变形或折断及旋片动作不灵。应整修或更换弹簧变形，使转子积旋片配合良好，

(5)进气口的过滤网被堵塞。应取下过滤网清洗干净，再装上去，

(6)因加工不良或磨损造成配合间隙过大。应检查真空泵腔、转子、旋片、端盖板之间的配合间隙，投规定的精度要求进行修复或更换。

(7)真空泵运转中摩擦发热.温升太高，使真空泵油变稀，密封性变差。应通冷却水或用电风扇降温，同时，检查有关部件配合间隙并按规定精度要求进行修理或更换。

真空脱气机的原理是利用真空抽吸作用排除料液中所含不凝性气体的装置。

真空脱气机是一系乳品、果汁等物料作业线上脱气必不可少的设备。真空脱气机的作用是去除料液中的空气，抑制褐变、色素、维生素、香成分和其他物质的氧化，防止品质降低。

去除附着于料液中悬散微粒气体，抑制微粒上浮，保持良好外观，防止罐装和高温杀菌时起泡影响杀菌。减少对容器内壁的腐蚀，起到防腐蚀的作用。

扩展资料：

真空脱气机使用时，只要开启配套的真空泵，抽掉器内空气，同时物料从进料口自吸进入器内，当物料升至一定位置时，控制阀自动控制物料。

此时可以从视孔中观察并控制进料速度，当器内真空度达到工艺要求时，可从物料出口抽出物料，只要保持真空度及进出料的平衡，便可继续生产。

发电设备结构中给水系统为了防止腐蚀，因而排除给水混合的非冷凝性天然气，二氧化碳，氮气，空气等 而且能和给水加热的开放型热交换机的一起给维持一定的水泵吸入水头。

参考资料来源：百度百科—真空脱气机

RH为当时德国采用RH精炼技术的两个厂家的第一个字母；RH系统设备是一种用于生产优质钢的钢水二次精炼工艺装备。整个钢水冶金反应是在砌有耐火衬的真空槽内进行的。真空槽的下部是两个带耐火衬的浸渍管，上部装有热弯管。被抽气体由热弯管经气体冷却器至真空泵系统排到厂房外.

RH精炼全称为RH真空循环脱气精炼法。于1959年由德国人发明，其中RH为当时德国采用RH精炼技术的两个厂家的第一个字母。真空技术在炼钢上开始应用起始于1952年，当时人们在生产含硅量在2%左右的硅钢时在浇注过程中经常出现冒渣现象，经过各种试验，终于发现钢水中的氢和氮是产生冒渣无法浇注或轧制后产生废品的主要原因，随之各种真空精炼技术开始出现，如真空铸锭法、钢包滴流脱气法、钢包脱气法等，从而开创了工业规模的钢水真空处理方法，特别是蒸汽喷射泵的出现，更是加速了真空炼钢技术的发展。 随着真空炼钢技术的开发与发展，最终RH和VD因为处理时间短、成本低、可以大量处理钢水等优点而成为真空炼钢技术的主流，70年代开始随着全连铸车间的出现，RH因为采用钢水在真空槽环流的技术从而达到处理时间短、效率高、能够与转炉连铸匹配的优点而被转炉工序大量采用。 RH从开始出现到现在40多年来，有多项关键性技术的出现，从而加速了RH精炼技术的发展。表1为40多年来RH技术的发展情况。 表1 RH技术发展情况内容 技术发展情况 效果

耐火材料 1965年采用镁铬砖砌筑内衬 提高寿命

RH-OB 1972年室兰厂出现直空槽吹氧技术 可以脱碳

轻处理技术 1977年大分厂开发了轻处理技术 大幅度降低成本

化学升温 1978年出现化学升温,RH可以调节温度 满足连铸要求

增大驱动 气体流量 1978年实现浸泽管两段吹氩技术 增加环流速度

自动化技术 1980年大分厂实现全自动化操作 节省人力、减少错误

RH-KTB 1986年川崎厂用顶枪吹氧 解决真空槽结冷钢问题

真空槽 九十年代德国MEVAC把真空槽改成整体式及焊接的浸泽管 提高耐材寿命

RH-MFB 1992年广钿厂开发RH多功能喷嘴 顶枪技术更加完善

2RH系统概述 RH系统设备是一种用于生产优质钢的钢水二次精炼工艺装备。整个钢水冶金反应是在砌有耐火衬的真空槽内进行的。真空槽的下部是两个带耐火衬的浸渍管，上部装有热弯管。被抽气体由热弯管经气体冷却器至真空泵系统排到厂房外。 钢水处理前，先将浸渍管浸入待处理的钢包钢水中。当真空槽抽真空时，钢水表面的大气压力迫使钢水从浸渍管流入真空槽内(真空槽内大约0.67mbar时可使钢水上升1.48m高度)。与真空槽连通的两个浸渍管，一个为上升管，一个为下降管。由于上升管不断向钢液吹入氩气，相对没有吹氩的下降管产生了一个较高的静压差，使钢水从上升管进入并通过真空槽下部流向下降管，如此不断循环反复。在真空状态下，流经真空槽钢水中的氩气、氢气、一氧化碳等气体在钢液循环过程中被抽走。同时，进入真空槽内的钢水还进行一系列的冶金反应，比如碳氧反应等如此循环脱气精炼使钢液得到净化。 经RH处理的钢水优点明显:合金基本不与炉渣反应，合金直接加入钢水之中，收得率高钢水能快速均匀混合合金成分可控制在狭窄的范围之内气体含量低，夹杂物少，钢水纯净度高还可以用顶枪进行化学升温的温度调整，为连铸机提供流动性好、纯净度高、符合浇铸温度的钢水，以利于连铸生产的多炉连浇。 3真空泵工作原理 在工业炼钢生产中，现经常采用的抽真空设备主要有罗茨泵、水环泵和蒸汽喷射泵，其中以水环泵和蒸汽喷射泵最为常见。 1）水环泵工作原理 水环泵中带有叶片的转了被偏心的与泵的壳体相配合，在泵体中装有适量的水作为工作液。当叶轮顺时针方向旋转时，水被叶轮抛向四周，由于离心力的作用，水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的下部分内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的上部内表面刚好与叶片顶端接触(实际上叶片在水环内有一定的插入深度)。此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成和叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的下部0°为起点，那么叶轮在旋转前180°时小腔的容积由小变大，且与端面上的吸气口相通，此时气体被吸入，当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝当叶轮继续旋转时，小腔由大变小，使气体被压缩当小腔与排气口相通时，气体便被排出泵外。 2）蒸汽喷射泵工作原理 喷射泵是由工作喷嘴和扩压器及混合室相联而组成。工作喷嘴和扩压器这两个部件组成了一条断面变化的特殊气流管道。气流通过喷嘴可将压力能转变为动能。工作蒸汽压强和泵的出口压强之间的压力差，使工作蒸汽在管道中流动。 在这个特殊的管道中，蒸汽经过喷嘴的出口到扩压器入口之间的这个区域(混合室)，由于蒸汽流处于高速而出现一个负压区。此处的负压要比工作蒸汽压强和反压强低得多。此时，被抽气体吸进混合室，工作蒸汽和被抽气体相互混合并进行能量交换，把工作蒸汽由压力能转变来的动能传给被抽气体。 通常单级喷射器的压缩比不超过12，由于真空处理的压力为0.67mbar以下，需要的压缩比在1520左右，单机泵无法满足要求，实际上包括VD,VOD,RH设备上所用的喷射泵都有多极泵串联逐级压缩而组成的真空泵系统。在真空系统中一般兜有冷凝器，冷凝器的作用是将混合物中的可凝性蒸汽部分凝结排除，以减少下级喷射器的负荷。 3）特点及应用 水环泵中气体压缩是等温的，故可抽除易燃、易爆的气体，此外还可抽除含尘、含水的气体，但其极限真空度较低，一般应用在蒸汽资源较少的厂家作为末级泵使用，如唐钢。 蒸汽喷射泵具有抽气能力大、抽气速度快、对被抽气体介质适用能力强、结构简单无传动部件、操作简单等特点在冶金系统大量采用。如莱钢特殊钢厂二炼车间的VD采用4级蒸汽喷射泵，炼钢厂的RH采用5级蒸汽喷射泵。 4RH处理模式及工艺流程 1）处理模式 RH处理根据钢种要求不同，可分为轻处理模式、中间处理模式、深脱碳处理模式和特殊处理模式。 轻处理模式针对钢种以低碳铝镇静钢为主，钢种主要特点是含碳量较低(0.02%～0.06%)、低硅(≤0.03%)，代表钢种有SPHC,SS400等。处理特点是真空度要求较低，一般控制在6～7kPa左右处理时间短，一般处理时间小于15min，环流气体流量控制较低。对转炉要求控制C,N，转炉过来的钢水可以是带氧钢或者脱氧钢，对脱氧钢要求碳基本符合要求。 中间处理模式与轻处理基本差不多，其要求钢水碳成份一般在0.01%～0.03%，要求转炉过来的钢水必须是带氧钢(目的是脱碳)。对象钢种为对H不敏感，但使用条件较为严格不含Cr,Ni的耐候钢低等级管线钢强度级别不太高的管线钢等。代表钢种如DI材(易拉罐),X65,SM490等。 深脱碳处理模式针对钢种为超低碳钢，代表钢种为IF钢，也就是平常俗称的汽车板钢。其要求的钢种碳含量小于100PPm，现在日本达到的水平为≤13ppm，我国宝钢也基本达到这个水平，其对C,N,O,S都有非常严格的要求。工艺特点是要求真空度高，达到65Pa以下要求转炉钢水为带氧钢，带氧量控制在400～800ppm之间，碳含量小于0.05%，氮含量较低处理时间长，脱碳时间大于15min，冶炼时间大于30min对环流气体的控制较为严格。 特殊处理主要是针对硅钢为主的一种处理方式，其实质是对深脱碳处理后的钢水进行Si,Al的合金化处理及钢水纯净化的处理。 2）工艺简介 待处理钢水包由行车吊运至RH钢包台车上，钢包台车开到真空槽下部的处理位置。并进行钢水液面高度人工判定。 根据人工判定钢水液面高度，钢包被液压缸顶升，使真空槽的浸渍管浸入钢水到预定的深度。同时，上升浸渍管以预定的流速喷吹氨气。随着浸渍管完全浸入钢液，真空泵启动。 各级真空泵根据预先的抽气曲线进行工作。 进行测温、取样、定氧操作。 真空脱氢处理，将在规定时间及规定低压条件下持续进行循环脱气操作以达到氢含量的目标值。 真空脱碳处理(低碳或超低碳等级钢水)，循环脱气将持续一定时间以获得碳含量的目标值。在脱碳过程中，钢水中的碳和氧反应形成一氧化碳通过真空泵排出。如钢中氧含量不够，可通过顶枪吹氧提供氧气。脱碳结束时，钢水通过加铝进行脱氧。 钢水脱氧后，合金料通过真空料斗加入真空槽。 对钢水进行测温、定氧和确定化学成份。 钢水处理完毕时，真空泵系统依次关闭，真空槽复压，重新处于大气压状态。 处理完毕后，钢包下降。 上升浸渍管自动改吹氩为吹氮。 钢包台车开出，行车把钢包吊运至连铸大包回转台进行浇注。

间隙原子C、N对IF钢的织构、r值与时效特性有着十分重要的影响。固溶的C、N原子不利于{111}织构的形成，r值急剧降低。此外，C、N含量高还将会明显增大IF钢的时效硬化倾向。Nb、Ti等元素可以将C、N间隙原子从基体中清除出来，从而获得较纯净的铁素体钢，有利于{111}织构的发展和r值增大，并且保证了IF钢的非时效性。因此IF钢必须具有超低碳氮、铌钛微合金化等特点。

IF钢的成分特点是：①为了获得良好的深冲性能，钢中的[C]、[N]、[Si]很低；②为Al脱氧钢。除了脱氧作用以外，Al对冷轧钢板的织构控制有重要作用；③对[S]和[P]控制要求相对宽松；④为了保证良好的表面质量，对钢中的非金属夹杂物要求严格。日本企业提出IF钢冷轧板中非金属夹杂物的尺寸必须小于100μm。

从IF钢的性质可知，钢中最有害的元素是间隙原子C、N，为保证钢的深冲性能、表面质量、镀锌性能以及生产顺行，对钢中其他元素和夹杂物也有一定要求。根据对钢的有害程度，对钢中有害杂质排序如图1 ：C：严重影响钢的深冲性能，必须尽可能去除，对于钢中残余的C，采用加Ti的方式加以固定。

N：对钢的有害作用与C类似，但因炼钢一般能将N控制在40ppm以下，而脱氧残留的Al能与N生产稳定的AlN, 能将N完全固定，因此，N对IF钢的有害作用基本上得到控制。

夹杂物：对钢的表面质量和深冲性能有一定影响，应使钢中夹杂物尽可能少，尺寸尽可能小。

Si：一方面增加钢的强度，减少钢的延性，对钢的深冲性能有害；另一方面影响钢的镀锌性能。应尽可能减少钢中的Si含量。

S：在一定程度上（约0.005～0.006%）有利于C的析出，对提高钢的深冲性能有利。但是S过高则对钢有害。

P：对IF钢的延性、低温塑性有很大影响，要求IF钢中磷含量越低越好。在某些高强IF钢中作为强化元素提高钢的强度。 IF钢生产中，碳的控制是十分关键的内容。钢中的碳对IF钢的性能有极大的影响，IF钢中不允许有固溶的碳，钢中的碳必须采用加入钛合金的方式加以固定。钢中的碳含量一要尽可能的低从而减少合金的加入量；二要稳定从而确定钛铁的加入量。这两点都要得到保证，IF钢才能大规模生产。

目前IF钢转炉冶炼终点的碳含量一般控制在（200～400）×10-4%，要使钢中的碳含量小于50×10-4%，甚至低于20×10-4%，必须通过RH真空精炼来完成。

RH真空精炼是生产超低碳IF钢的关键技术，通过吹氧强制脱碳和后序工艺防止增碳来实现对碳的控制。

提高钢水脱碳速度的工艺措施有 ：

（1）进一步提高真空系统的抽气能力。

真空泵的抽气能力是通过真空室的真空度来影响脱碳速度的。真空度的高低，决定了RH真空脱碳的速度。较大的抽气能力可以使真空度在短时间内获得较高的真空度，即快速降低真空室的压力，可以增加CO气泡的发生率，使钢中碳含量迅速下降，能够达到的最终碳含量页越低。武钢二炼钢厂1、2 号RH 真空度的变化曲线和碳含量变化的对应关系说明了这一点，如图2所示。

（2）增加驱动气体流量。

驱动气体是RH的钢液循环的动力源，驱动气体量的大小直接影响钢液循环状态和脱碳等冶金反应。驱动气体流量控制不当会产生强烈喷溅。脱碳过程中生成CO气体，加剧喷溅程度，在脱碳前期，驱动气体量应调小，随着C-O反应的减弱而适当增大，直到脱碳结束达到RH循环所需驱动气体量，可以加强后期钢液的搅拌，抑制传质系数的降低，从而抑制了后期脱碳速率的降低。

（3）脱碳前期吹氧强制脱碳

在真空脱碳反应中，当钢水中碳含量高（[C]/[O]>0.66）时，即脱碳反应前期，氧的传质决定脱碳速度。这时顶吹氧枪吹氧可以有效提高表观脱碳常数，缩短处理时间。另外，高速氧气流冲击钢水表面，钢水飞散成为大量小液滴，更增加了脱气表面积，加快了脱碳速度。但是，吹氧一般会使得脱碳结束钢水中的溶解氧含量增加，从而恶化钢水的洁净度。应该掌握好吹氧时机和吹入的氧气量。

（4）增加插入管截面积。

在增大钢水循环流量的措施中，如果单纯增大驱动气体流量会使得环流管内钢水线速度上升，容易造成真空室内喷溅粘钢。解决办法就是扩大环流管内径。增大插入管内径，即增大了插入管的截面积，增大了循环流量。即使在同样的驱动气体流量的情况下，由于CO气体向气泡中的扩散作用，可以容纳和产生更多的气泡，增大了循环管上升区的相界面，同时也使喷溅到真空室的钢液量增加，增大了钢液乳化区的相界面，使脱碳速度加快。另一方面由于循环流量增加，钢液在真空室底部的线速度增加，使钢流的边界层减薄，碳氧向钢液面扩散速度增加。插入管的内径越大，脱碳速度越快。在条件允许的情况下应尽可能地增大插入管内径，增加循环流量，促进脱碳反应。图3展示了新日铁八幡厂增大插入管内径后钢水环流量的变化，可以看出增大插入管内径对于增大钢水环流量效果明显。

新日铁八幡厂由于采用极低碳覆盖剂、中空保护渣（含量为0.5%）和将保护渣熔渣层厚度增加到30mm，将RH精炼结束到铸坯中的增碳量从原来的8.1ppm减少至2.6ppm。 鞍钢开发了低氮IF钢的生产工艺，包括转炉冶炼工序提高铁水比、冶炼过程控制返干、冶炼终点减少补吹次数和时间，采用铁矿石(烧结矿)造渣，能够控制冶炼终点氮的质量分数小于12×10；RH-TB精炼工序处理前期提高脱碳速度，处理中期快速提高真空度、提升氩气流量和钢水循环量，处理后期控制钢水中的氧含量，同时必须保证钢水极低的硫含量。目前鞍钢可以批量稳定生产氮含量小于20×10的IF钢。 马钢CSP在生产SPHC钢种时转炉采用全程底吹氩模式，在转炉自动化系统中增加氮气阀门的控制手段，彻底杜绝吹炼过程中的氮气泄露，加强出钢口的维护，出钢氮含量从47.4×10降至30×10。 刘光穆等人考察了涟钢100t转炉不同氮氩切换模式对终点氮含量的影响，尽管全程底吹氩气有利于钢中[N]的降低，但是在考虑综合成本的情况下，将转炉冶炼供薄板钢水底吹定为前10min吹氮后吹氩工艺。此外吹氩强度合理时，可以避免钢水在吹氩站增氮。

武钢三炼钢厂通过转炉终点、脱氧制度和连铸三个环节来系统控制钢中的氮含量，并把保护浇注视作控氮关键环节，为此提高钢包开浇自开率，在长水口和钢包下水口之间采用特殊密封材料和氩封方式，中间包采用高碱度覆盖剂并控制吹氩流量确保液面不暴露。目前该厂钢包到中间包钢水增氮已经控制在2×10以内，中间包钢水平均氮含量为22.8×10。

内陆钢公司通过转炉副枪终点控制降低补吹率、终点添加石灰石造泡沫渣、以CO2作为底吹气体，终点氮含量小于13×10，沸腾出钢避免吸氮，出钢过程平均增氮7×10。RH精炼改进浸渍管的法兰密封同时采用低氮合金和废钢，RH平均氮含量为18.3×10。保护浇注增氮量为1×10。

综上所述，IF钢氮含量控制的要点是 ：

转炉工序提高铁水比，提高氧气纯度；吹炼过程中增加矿石的投入量，添加石灰石造泡沫渣，控制转炉炉内为正压；吹炼后期，采用低枪位操作，增加搅拌强度，强化终点命中率；采用沸腾出钢。RH工序加强真空室密封，减少合金和废钢带入的氮，避免RH吸氮。连铸工序提高钢包开浇自开率，改进长水口机构、操作、密封材料、氩封方式并控制合理的吹氩量，中间包采用高碱度覆盖剂，确保液面不暴露。 （1）转炉工序氧含量的控制

冶炼IF钢一般采用顶底复吹转炉，在冶炼后期增大底部惰性气体流量、加强溶池搅拌，以降低转炉冶炼终点钢中氧含量；实现转炉冶炼动态模型控制，将IF钢转炉冶炼终点碳含量由0.02%~0.03%提高到0.03%~0.04%以提高冶炼终点钢液碳含量和温度的双命中率，减少补吹率；采用挡渣出钢、钢包下渣自动检测技术及钢包渣改质措施以减少钢包渣对钢液的污染。

IF钢转炉冶炼终点炉渣的全铁含量一般为15%~25%，通过出钢挡渣技术使钢包内炉渣的厚度控制在50mm以下、防止出钢过程中下渣量过大造成钢液二次氧化严重。出钢后立即向钢包内加入改质剂，炉渣改质剂由CaCO3和金属铝组成，可将渣中的全铁含量降低到4%左右，甚至2%以下。

（2）连铸工序氧含量的控制

在IF钢冶炼的连铸工序，采用大容量连铸中间包并进行钢液流场优化，以促进夹杂物上浮和均匀成分、温度；采用碱性连铸中间包包衬和覆盖剂以减少包衬和覆盖剂对钢液的传氧污染；采用连铸结晶器液面自动控制技术，确保液面波动小于±3mm，以减少保护渣卷入钢液。

原理是利用偏心转子在泵腔内形成通过旋转产生体积的变化而将气体排出泵外。

主要是在吸气过程中，吸气腔体积增大，真空度降低，将容器内气体吸入泵腔，在排气过程中体积变小，压强增大，最终通过油封将吸入的气体排出泵外。

水环式真空泵适用场合：

在工业生产的许多工艺过程中，如真空过滤、真空引水、真空送料、真空蒸发、真空浓缩、真空回潮和真空脱气等。

由于水环泵中气体压缩是等温的，故可以抽除易燃、易爆的气体。由于没有排气阀及摩擦表面，故可以抽除带尘埃的气体、可凝性气体和气水混合物。有了这些突出的特点，尽管它效率低，仍然得到了广泛的应用。

水环泵也可用作压缩机，称为水环式压缩机，是属于低压的压缩机，其压力范围为1~2×105Pa表压力。

以上内容参考 百度百科-真空泵