Issue |
Metall. Res. Technol.
Volume 111, Number 2, 2014
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Page(s) | 119 - 128 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/metal/2014023 | |
Published online | 03 June 2014 |
Selection of vacuum pump system for steel degassing
Choix de pompes à vide pour le dégazage d’aciers
1 Consultant in vacuum metallurgy, France and Germany
e-mail: wburgmann@burgmann-net.de
2 Process Technology Director of GMC- Swiss Engineers, Sweden
and Bulgaria
e-mail: thore.gustafson@gmail.com
3 Process engineer with CLESID-Lorber, St.Chamond, France
e-mail: jean.davene@clesid.com
Received:
19
November
2013
Accepted:
30
April
2014
Steam ejector vacuum pumps (SVPs) are mainly used on larger melt sizes up to 350 t in integrated steel plants because of the availability of steam. The use of dry operating mechanical vacuum pumps (MVPs) for steel degassing has made a tremendous step forward in the past 10 years but is still confined to melts below 150 t while its progress towards larger melt sizes is not completed. Besides the consideration of investment and operating costs there is no restriction in using any type of modern vacuum pump system for all vacuum processes and plant designs. Both systems fulfil all metallurgical requirements. Considering the significant savings in operating cost offered by MVP systems it is worth reconsidering the efforts for reducing air leaks, the use of protective gases and pressure losses between the pump set and the metallurgical reaction vessel. Both systems have made progress in energy optimising but the MVPs have a striking energy advantage. Only the overall costs should be considered, including those necessary to meet emission constraints and safety standards, and only the pressure prevailing at the reaction vessel is to be considered when comparing vacuum pump systems. Also, the means and use of dust abatement systems should be reconsidered since they offer cost savings by reducing the frequency of cleaning, less wear, little sludge handling and the significantly lower design suction capacity of SVP systems. The SVP mass flow need is to be corrected by a special coefficient before being applied to the volume conveying MVPs. Depending on the operational pressure required for the pump design, MVP systems can reach the same performance at the reaction vessel with much less mass flow capacity than that needed by a SVP system.
Résumé
Les éjecteurs à vapeur (SVP) sont utilisés dans les aciéries intégrées comme pompes à vide, surtout à cause de la disponibilité en vapeur et pour des capacités de poches de coulées allant jusqu’ à 350 t. L’utilisation de pompes mécaniques à vide (MVP) travaillant à sec a fait un progrès impressionnant dans la dernière décennie pour le dégazage des aciers mais se trouve encore limitée pour les capacités de poches de coulée en dessous de 150 t bien que la course vers des capacités plus importantes ne soit pas terminée. À part les considérations relatives aux investissements et aux frais opérationnels, il n’y a pas de restriction à utiliser un type de pompe ou un autre quels que soient les procédés de traitement sous vide et la conception des installations. Pour obtenir des économies importantes sur les frais opérationnels il faut prendre la peine de réfléchir sur les efforts à faire pour la réduction des fuites d’air, l’utilisation de gaz de protection et la valeur des pertes de charge entre la pompe et le réacteur métallurgique. Les deux types de pompes ont fait des progrès en réduisant les besoins en énergie mais les MVP ont un avantage frappant dans ce domaine. Cependant ce sont les frais totaux qui devraient être considérés, y compris ceux qui sont nécessaire pour respecter les limites des émissions et les normes de sécurité, bien que la pression régnant dans le réacteur reste le critère de comparaison le plus important quand on compare les deux types de pompes. Les moyens de récupération des poussières et leur mode opératoire doivent être repensés en recherchant des réductions de frais liés aux nettoyages en réduisant leur fréquence, à une moindre usure des organes, à la gestion des boues ainsi qu’au niveau de la capacité d’aspiration qu’imposent les SVP. Le flux de masse extrait par les SVP doit être corrigé d’un facteur spécial avant de l’appliquer à celui extrait par les MVP. Selon la pression opérationnelle choisie les MVP peuvent obtenir les mêmes performances au réacteur métallurgique avec bien moins de capacité de flux massique que celles nécessitées par les SVP.
Key words: Steel degassing / Steam ejector vacuum pumps / mechanical vacuum pumps
Mots clés : Dégazage d’aciers / pompes d’ejecteur à vapeur / pompes mécaniques à vide
© EDP Sciences 2014
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