1 真空系統(tǒng)設(shè)計注意事項
真空元件,如閥門、捕集器、收塵器、真空泵等相互連接時,要盡量使抽氣管路短而粗,管道流導(dǎo)大,導(dǎo)管直徑一般不小于泵口直徑。為了防止泵體震動,常用軟管減震,并調(diào)整裝配誤差。所設(shè)計的真空系統(tǒng)要便于測量和檢漏;真空規(guī)管要避免設(shè)在通過帶水套的殼體上,應(yīng)設(shè)置在主泵入口管道上,要上下直立,勿橫放。
真空系統(tǒng)配置的閥門和管道應(yīng)符合系統(tǒng)抽氣時間短、使用方便、安全可靠的原則。在機(jī)械泵入口管道上要設(shè)一個放氣閥。真空系統(tǒng)的排氣要穩(wěn)定可靠,安裝、拆卸、維修容易,操作方便。在設(shè)計真空系統(tǒng)時,應(yīng)盡量采用新技術(shù),使之具有自動控制和連鎖保護(hù)功能,并同時達(dá)到能耗低和造價低的目的。
2 主泵的選擇
選擇合適的主泵類型和規(guī)格是真空系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵。主泵應(yīng)根據(jù)反應(yīng)器所要達(dá)到的真空度和工作真空度、被抽氣體的種類及其中夾雜灰塵的情況,以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來確定。圖6-10和圖6-11所示為采用常用的油擴(kuò)散泵、油增壓泵和機(jī)械增壓泵3種類型的中高真空泵作主泵的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較。如果上述3種泵都適用作某種冶金真空系統(tǒng)的主泵時,必須考察其各自技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的優(yōu)劣,最后確定最佳方案。由此可見,在冶金反應(yīng)器工作壓力p狀態(tài)不同的情況下,選用不同泵組會獲得不同的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。此時必須考察整套真空系統(tǒng),而不能單獨考察主泵。實踐表明,冶金反應(yīng)器工作壓力p為0.1~13.3Pa時,以油增壓泵為主泵的真空系統(tǒng)比較經(jīng)濟(jì);當(dāng)p<0.13Pa時,以油擴(kuò)散泵為主泵的排氣系統(tǒng)比較經(jīng)濟(jì);當(dāng)p>13.3Pa時,以機(jī)械增壓泵為主泵的排氣系統(tǒng)比較經(jīng)濟(jì)。主泵的規(guī)格大小是按冶金反應(yīng)器所需的工作壓力和最大的排氣流量,并同時根據(jù)冶金反應(yīng)器的大小和需用的抽氣時間來確定的。
3配泵
主泵確定后還必須配置合適的前級泵,有時還需配置維持泵及預(yù)抽泵。復(fù)雜的真空機(jī)組常常將幾種泵串聯(lián)或并聯(lián)使用。前級泵的配置應(yīng)通過理論計算算出,或根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)選取,也可參考原機(jī)械工業(yè)部制定的推薦值。機(jī)械增壓泵的前級泵抽速推薦值為機(jī)械增壓泵抽速的1/10.油擴(kuò)散泵和油增壓泵前級泵的推薦抽速見表6-2.
表6-2 油擴(kuò)散泵和油增壓泵前級泵推薦抽速 | ||||||||||
油擴(kuò)散泵抽速/L·s-1 | 180 | 300 | 800 | 1500 | 3000 | 6000 | 14000 | 25000 | 55000 | 100000 |
推薦前級泵抽速/L·s-1 | 2 | 4 | 8 | 15 | 30 | 60 | 120 | 240 | 500 | 1000 |
油增壓泵抽速/L·s-1 | 200 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 | 8000 | 14000 | 25000 | 40000 | |
推薦前級泵抽速/L·s-1 | 15 | 30 | 30 | 60 | 150 | 300 | 600 | 1200 | 3000 |
真空系統(tǒng)的設(shè)計方案應(yīng)在實踐中不斷改進(jìn),不斷完善。
4 鈦冶金真空系統(tǒng)舉例
鈦冶金中涉及的幾個真空系統(tǒng)的實例都有一些共同點,即系統(tǒng)的工作壓力稍大,真空度較低,反應(yīng)器內(nèi)排氣量大并夾帶有較多的固體灰塵。這種真空系統(tǒng)屬中真空系統(tǒng),應(yīng)用普遍,一般需要2個以上的泵串聯(lián)組成。主泵選用油增壓泵-機(jī)械增壓泵,也可以是單一的油增壓泵。下面進(jìn)行具體介紹。
4.1 真空自耗電弧爐和凝殼爐的真空系統(tǒng)
真空自耗電弧爐是熔煉鈦和鈦合金的主要爐型,它的真空系統(tǒng)如圖6-12所示。這種真空系統(tǒng)具有典型性,特別適用于鈦錠的熔煉。該系統(tǒng)以油增壓泵和機(jī)械增壓泵為主泵,兩泵并聯(lián),出口處串聯(lián)一機(jī)械增壓泵,再串聯(lián)前級泵-機(jī)械泵。它兼有機(jī)械增壓泵和油增壓泵的雙重特點,在真空自耗電弧爐熔煉過程中,在很寬的工作壓力范圍內(nèi)(130~0.1Pa)啟動快,抽速很大。
凝殼爐是鑄造鈦的主要爐型,它的真空系統(tǒng)如圖6-12所示。它所需要配置的泵組合與自耗電弧爐相似。
4.2 鎂還原煉鈦的真空系統(tǒng)
鎂還原法煉鈦常采用真空蒸餾法精制海綿鈦,采用真空系統(tǒng)能獲得較好的精煉效果。從理論上講,真空系統(tǒng)也可選擇油增壓
泵-機(jī)械增壓泵作主泵。實踐表明,采用機(jī)械增壓泵作主泵時,初期使用效果良好,但繼續(xù)使用后,泵腔轉(zhuǎn)子和定子間隙很快被蒸發(fā)出的MgCl2等固體塵粒堵塞無法繼續(xù)運轉(zhuǎn)。由于生產(chǎn)過程中有大量MgCl2固體塵粒蒸發(fā),如選用機(jī)械增壓泵作主泵,則必須采取有效的收塵措施,所以只能用油增壓泵作主泵。主泵采用單一的油擴(kuò)散泵也不太適宜,這會延長蒸餾時間。這種真空系統(tǒng)的前級泵采用機(jī)械泵。
4.3 HDH法制取鈦粉的真空系統(tǒng)
用HDH法制取鈦粉時,在脫氫過程中有大量氫氣揮發(fā),系統(tǒng)真空度很低,一般采用單一的機(jī)械泵即可。如要制取低氫鈦粉,真空機(jī)組主泵宜用油增壓泵,而不用機(jī)械增壓泵,這是因為油增壓泵脫氫效果好,而機(jī)械增壓泵脫氫效果差。它的前級泵宜用機(jī)械泵。在粉末冶金制取鈦制品時,燒結(jié)爐采用機(jī)械泵-油增壓泵機(jī)組作為真空系統(tǒng)是適宜的。主泵也采用油增壓泵。
本公司經(jīng)營產(chǎn)品分類:鈦棒、鈦管、鈦板、鈦陽極、鈦箔鈦帶、鈦法蘭、鈦絲、鈦靶材、鈦設(shè)備、鈦餅鈦環(huán)、鈦標(biāo)準(zhǔn)件、鈦加工件