燒結(jié)機頭尾密封裝置改造

1、燒結(jié)機漏風治理技術(shù)的研究于天齊,鄭家樹,王 新（攀鋼釩煉鐵廠） 摘 要：針對攀鋼釩煉鐵廠燒結(jié)機漏風現(xiàn)狀，對引起漏風的關(guān)鍵設備進行技術(shù)攻關(guān)和改造，降低了燒結(jié)機系統(tǒng)漏風率，提高了燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量，設備功能狀況明顯改善。關(guān)鍵詞：燒結(jié)機；漏風；密封；滑道潤滑0 引言在燒結(jié)生產(chǎn)中,燒結(jié)機的漏風一直是燒結(jié)工藝的疑難問題之一。國內(nèi)燒結(jié)機漏風率一般都在50%60%左右。根據(jù)日本新日鐵君津制鐵所的統(tǒng)計，在漏風率的組成中，頭尾密封蓋板29%，滑道17%，臺車體11%，欄板15%，風路系統(tǒng)27%。新鋼釩煉鐵廠一期5臺燒結(jié)機從投產(chǎn)至今將近35年，設備已嚴重老化，工藝裝備技術(shù)落后，設備性能差，燒結(jié)機系統(tǒng)漏風嚴重，降低了燒結(jié)

2、礦的產(chǎn)質(zhì)量，能耗高，備件消耗高，故障率高。2005年開始，通過對燒結(jié)抽風系統(tǒng)的研究、分析，圍繞臺車與風箱滑道之間的漏風，頭尾密封裝置與臺車底面之間的漏風，燒結(jié)機臺車車體及臺車欄板漏風等進行了系統(tǒng)的技術(shù)攻關(guān)。1 漏風分析1.1 燒結(jié)機頭尾密封裝置在燒結(jié)生產(chǎn)正常進行的情況下，頭尾密封裝置內(nèi)側(cè)的溫度是燒結(jié)機風箱的廢氣溫度，一般在100250 之間，廢氣中含有大量的粉塵顆粒，因此環(huán)境工作溫度較高，粉塵沖刷嚴重。燒結(jié)廠原來使用的是彈簧式頭尾密封裝置,該裝置的主要缺點是：（1）蓋板為整體式，蓋板只有垂直方向一個自由度，高度一旦調(diào)整好后，只能由上往下運動；部分臺車與蓋板接觸縫隙小，部分縫隙大，造成漏風不均勻

3、，縫隙大的漏風更嚴重。（2）頭尾蓋板處于高溫區(qū)域，時間稍長，彈簧即失效變軟，整體高度只能下降不能升高，臺車下端面與上蓋板之間出現(xiàn)縫隙而漏風。（3）使用一段時間后，彈簧盒子內(nèi)積灰積料多，彈簧被卡死，彈簧高度不能自由調(diào)整，部分臺車與蓋板上表面出現(xiàn)硬接觸。（4）上蓋板上顆粒燒結(jié)礦不能清除。運動時，臺車下表面與上蓋板之間與顆粒燒結(jié)礦接觸摩擦，蓋板磨出溝槽或磨穿。1.2 燒結(jié)機滑道潤滑系統(tǒng)燒結(jié)機板簧密封滑道潤滑點多（一般為170個潤滑點），用油量大。改造前，機身采用的是500 mL電動雙線集中潤滑系統(tǒng)潤滑。而燒結(jié)機頭部星輪、開式齒輪副、軸承座，尾部星輪軸承，單輥減速機、軸瓦等數(shù)十個潤滑點均采用手動干油泵

4、雙線集中潤滑。干油潤滑系統(tǒng)存在的主要問題：干油集中潤滑系統(tǒng)對全部潤滑點給油，但無法選擇潤滑點單獨供油，機頭機尾溫度較高的潤滑點潤滑不充分?，F(xiàn)場為了減少滑板磨損，縮短了潤滑間隔周期，用油量很大。由于粉塵較大，給油器堵塞無法及時發(fā)現(xiàn)，整個滑板潤滑狀況只有在停機吊開臺車時才能檢查。有時候用油量非常大，但潤滑效果不好，停機檢查才發(fā)現(xiàn)有的分配器早已損壞，形成直通點。系統(tǒng)每次打油時，直通點一直給油，跑冒多后進入風箱內(nèi)部。有的潤滑點一直得不到供油，造成局部磨損非常嚴重。板簧滑道磨損大，壽命短，造成設備故障頻率高。1.3 燒結(jié)機滑道密封裝置燒結(jié)機滑道密封裝置處于既要運行又要阻隔冷熱空氣的關(guān)鍵部位，130 m2

5、燒結(jié)機滑道長度達到60余m，因此對頭尾密封裝置要求一般都非常嚴格。燒結(jié)機滑道密封裝置采用彈簧式密封裝置,主要缺點如下： （1）滑道磨損：滑道磨損超限、臺車前進方向上非均勻磨損造成高低不平、臺車車輪不在同一平面上及不對稱接觸造成臺車跑偏而形成滑道上截面傾斜，使得臺車密封裝置的游板與滑道不能充分接觸而引起漏風。（2）游板變形、磨損：臺車密封裝置的游板的長度為996 mm，而厚度只有22 mm，臺車在運動中游板容易變形彎曲。游板在使用過程中磨損不均勻等造成游板與滑道之間的接觸不好。（3）彈簧失效引起漏風：臺車密封裝置的彈簧在長期高低溫交變的工況下容易退火失效而失去彈性，導致臺車密封裝置失去作用。（4

6、）游板槽變形：臺車密封裝置的游板槽的鋼板厚度只有4.5 mm，游板在與滑道相對滑動的過程中因滑道磨損引起偏斜，游板對游板槽造成擠壓導致游板槽變形，使得游板不能正常地在游板槽中運動。（5）密封裝置本身縫隙大：密封裝置中游板與游板槽的設計間隙為1 mm，密封裝置安裝在燒結(jié)機臺車上的設計間隙為0.5 mm，風箱與大氣間始終存在漏風通道，這是密封裝置本身結(jié)構(gòu)缺陷所決定的。1.4 大煙道雙層卸灰閥燒結(jié)機大煙道下部排料卸礦系統(tǒng)均采用雙層卸灰閥，用于排泄從燒結(jié)過程中從臺車壁條縫隙落入的燒結(jié)礦，數(shù)量一般為1821個。由于抽煙機系統(tǒng)負壓高，1#5#燒結(jié)機分別為12 kPa和13.5 kPa，因此對雙層卸灰閥要求

7、很高，要確保生產(chǎn)過程中盡可能不出現(xiàn)漏風，如果大量的冷空氣從該處進入，不僅增加燒結(jié)機有害漏風，而且會引起抽煙機劇烈波動。改造前，煙道系統(tǒng)采用的是蘑菇頭式和插板式雙層卸灰閥。插板式和蘑菇頭式雙層卸灰閥均采用電液推桿帶動，由PLC程序控制放料過程。放料時，上閥打開時下閥處于關(guān)閉狀態(tài)。上閥打開，將礦粒放入閥腔中部，然后上閥關(guān)閉。時隔56 s后，下閥打開，將閥腔內(nèi)部礦粒放出流入下部皮帶上。插板閥使用過程中，插板沿法蘭導槽內(nèi)插入關(guān)閉時，如果導槽內(nèi)有殘余燒結(jié)礦，電液推桿推到端部時，燒結(jié)礦排不出去，插板遇到卡阻，插板會關(guān)不到位。同時，當插板推到端部時，如果遇到大塊燒結(jié)礦，閥板端部頂住燒結(jié)礦，插板會關(guān)不到位。這

8、樣，閥體內(nèi)壁與插板處出現(xiàn)縫隙，造成大量高負壓冷空氣從該處漏入，并夾雜大量細小顆粒燒結(jié)礦，對閥腔內(nèi)壁、閥板沖刷。蘑菇頭式閥柄關(guān)閉時，蘑菇頭與閥體內(nèi)壁密封圈之間可能出現(xiàn)燒結(jié)礦卡阻，造成閥體內(nèi)壁與冒頭之間出現(xiàn)縫隙，造成大量高負壓冷空氣從該處漏入。由于漏風多，閥壁薄，閥體抽穿多，使煙道雙層卸灰閥漏風量大。同時，維修量增大，閥體抽穿到一定程度只有被迫，如果不能停機，只能加破布、石棉等堵住。1.5 臺車車體及臺車欄板在燒結(jié)生產(chǎn)過程中，燒結(jié)機是由許多臺車組成的封閉帶。臺車在上軌道裝料、點火、燒結(jié)，在尾部排出燒結(jié)礦，臺車一塊推動一塊運行，車體端部極易磨損，且磨損并不均勻。臺車欄板起到擋料作用，當物料在抽風作用

9、下，由上至下物料開始垂直燃燒，臺車欄板承受由冷到熱又由熱到冷不斷循環(huán)的過程，冷熱交替。改造前臺車車體及普通欄板結(jié)構(gòu)主要存在以下問題：（1）臺車長期使用后，臺車體端部磨損嚴重，運行時，兩塊臺車體之間縫隙過大，引起漏風。（2）臺車欄板使用稍長時間后，欄板極易出現(xiàn)斷裂、裂紋變形引起事故故障發(fā)生，并引起漏風。2 改造方案2.1 頭尾密封裝置的改進由于原有彈簧密封裝置缺點突出，為此開發(fā)了上蓋板角度自動調(diào)節(jié)動式頭尾密封裝置（見圖1）。該裝置的優(yōu)點是：圖1 上蓋板角度自動調(diào)節(jié)動式頭尾密封裝置結(jié)構(gòu)（1）機構(gòu)具有較高的自由度，靈活性好，上蓋板在平動的基礎上還可以在一定范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動。臺車與上蓋板接觸或者因為顆粒燒結(jié)

10、礦接觸時，上蓋板可以靈活轉(zhuǎn)動。（2）機構(gòu)為四連桿鉸接，一側(cè)為翻轉(zhuǎn)架，另一側(cè)為輥輪支撐，輥輪軸插入連接在上蓋的限位座的長孔中，使上蓋板只能在臺車底面以上15 mm到臺車底面以下30 mm的范圍內(nèi)運動，輥輪軸鉸接在限位座的長孔中，能有效防止上蓋板被推掉，可靠性強。該裝置保留原有的兩道雙重密封的優(yōu)點，在蓋板的輥輪支撐端設搭接剛性密封，耐磨性能更好。（3）上蓋板與臺車底面之間的接觸力可通過配重來準確控制，當加配重至上蓋板接觸臺車底面時，再加上30 kg的配重塊，將保持上蓋板與臺車的接觸力恒定，受熱區(qū)影響小。這樣，不論臺車底面是否在同一平面上，臺車的軌道縱向是否水平，上蓋板都能自動調(diào)整其角度與臺車底面接

11、觸，且接觸力小，即實現(xiàn)了嚴密的密封，又使蓋板與臺車的磨損較小。（4）由于上蓋板可以來回轉(zhuǎn)動，上蓋板上的積料容易被清除，蓋板磨損量小，蓋板使用壽命明顯提高。2.2 滑道潤滑系統(tǒng)的改進針對原有500 mL干油集中潤滑系統(tǒng)的缺點，消化吸收了北京中冶華潤設備有限公司生產(chǎn)的ZDRH-2000型智能集中潤滑系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有遠程監(jiān)控、集中操作和智能調(diào)節(jié)等特點。其優(yōu)點是：現(xiàn)場供油分配直接受可編程控制器控制，每個給油點供油量大小、周期都由主控系統(tǒng)來完成，并自動記錄操作和故障信息，便于維護和維修，各點均可自由設定供油時間和周期，可有針對性地進行潤滑。輸送裝置中，壓力傳感器檢測主管道內(nèi)油壓，油壓達到下限值時啟動油泵

12、，高于上限值，系統(tǒng)自動停止。系統(tǒng)供油壓力最高達到40 MPa，工作供油壓力為20 MPa。為了防止油內(nèi)雜質(zhì)，在主油泵出口和各操作箱進口設置兩道油過濾器對雜質(zhì)過濾，保證電磁給油器不被堵塞。電動泵采用重力傳感器，當油量少量時，自動啟動補油泵對電動泵補油。執(zhí)行系統(tǒng)中采用電磁給油器，對各潤滑點單獨供油。檢測部件采用高靈敏度流量傳感器，實時監(jiān)測每個潤滑點的給油狀態(tài)，將現(xiàn)場信息反饋給主控系統(tǒng)，如有潤滑點堵塞或常通能及時報警，且準確給出故障點，并在電腦顯示器上以紅色警示。2.3 滑道密封裝置的改進針對原有固定滑道的缺點，消化吸收了國內(nèi)有關(guān)廠家板簧密封裝置，并對該裝置進行了改進。該裝置的結(jié)構(gòu)是由臺車上的固定滑

13、板和板簧密封滑道組成。它是一種典型的滑道游動、臺車固定式的密封裝置，通過固定在臺車上的滑板與板簧密封裝置的活動滑板有效接觸而達到比較理想的密封效果。這種密封裝置的優(yōu)點是：（1）燒結(jié)機臺車在運動過程中只有縱向運動，臺車本體沒有在垂直方向活動的密封裝置，簡化了臺車結(jié)構(gòu)，增強了臺車與滑道密封的可靠性。（2）臺車與滑道上平面接觸的固定滑板可以與臺車本體結(jié)合緊密、在長度方向上可以與臺車等長，解決了原來使用的彈簧密封結(jié)構(gòu)不能與臺車等長的難題，有效地減少了滑道上的漏風面積。（3）滑道上的板簧密封裝置的固定滑槽焊接在滑道底座上，使得在燒結(jié)機縱向方向連接成一個整體。各組活動滑板之間用鉸鏈的結(jié)構(gòu)形式連接，活動滑板

14、與臺車固定滑板的接觸補償通過安裝在固定滑槽內(nèi)的異型板簧的伸縮來進行補償，這在結(jié)構(gòu)上保證了滑道上的板簧密封裝置與臺車固定滑板無縫接觸。（4）滑道上的板簧密封裝置本體結(jié)構(gòu)在設計上利用異型板簧使活動滑板與固定滑槽形成了結(jié)合緊密的面接觸，消除了密封裝置的漏風通道。（5）滑道上板簧密封裝置的固定滑槽能存儲大量的潤滑油脂，不但對密封裝置進行有效的潤滑，而且對板簧密封裝置本身的結(jié)構(gòu)間隙形成有效的油封，增加了密封的可靠性。2.4 大煙道雙層卸灰閥的改進由于上述兩種雙層卸灰閥存在明顯缺點，為了解決閥關(guān)不嚴的問題，消化吸收了刀口式雙層卸灰閥，并成功移植到大煙道下使用，見圖2。圖2 刀口式雙層卸灰閥結(jié)構(gòu)示意圖該閥的

15、優(yōu)點是：（1）刀口式雙層卸灰閥利用凸輪機構(gòu)傳動原理，由一臺擺線針輪減速機帶動，通過輸出軸軸端曲柄驅(qū)動閥柄的搖桿轉(zhuǎn)動。上閥由于驅(qū)動裝置上的曲柄作用向上產(chǎn)生推動力，驅(qū)動閥柄開始緊閉閥口，此時下閥曲柄失去與搖桿的接觸，打開閥口并在重力作用下自動回位，回位時有23次反彈和抖動，可將閥口內(nèi)壁夾渣壓成粉末或者抖出，將閥腔內(nèi)顆粒燒結(jié)礦卸完進入皮帶。當驅(qū)動裝置上的曲柄作用向下與下閥搖桿接觸時，開始又一次循環(huán)，將會斗內(nèi)顆粒燒結(jié)礦卸入閥腔內(nèi)。卸灰周期和間隔周期由PLC控制。一個卸灰周期結(jié)束后，驅(qū)動裝置閥柄處于中部位置，上下閥閥柄在重力作用下同時處于關(guān)閉狀態(tài)并緊閉閥口。（2）解決了卡礦漏風問題。卸灰時，由于重錘作用

16、，在密封圈周圍的燒結(jié)礦都可全部被抖出，閥板上也沒有殘留燒結(jié)礦顆粒，不再出現(xiàn)卡礦現(xiàn)象。同時閥板為精加工面板，與閥口橡膠密封圈貼緊接觸，密封性能好。并且放料通暢。上閥口直徑大于下閥口，放料通暢，不會出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。（3）設備檢修、設備維護時很簡便。傳動裝置采用擺線針輪減速機，簡單可靠易于維護，備件費用較低。所有軸承外置，不易損壞，便于潤滑和檢查。設可懸掛式快捷開閉的檢修門，開啟輕便，關(guān)閉嚴密。2.5 燒結(jié)機臺車體及臺車欄板的改進為了減少臺車車體端部磨損后，相鄰兩塊臺車之間縫隙過大而產(chǎn)生的漏風，對端部進行了改進，鑲嵌了端部耐磨件。同時，將臺車車體上加工出相應得燕尾槽。臺車加工完成后，將端部耐磨件安裝到

17、臺車端部燕尾槽上，用沉頭螺釘固定。改進后的優(yōu)點是：（1）端部耐磨件磨損后可將臺車換下，將耐磨件換掉。這樣，可以保證臺車車體端部耐磨件保持完好，相鄰兩塊臺車接觸面的間隙保持最小。（2）端部耐磨件由燕尾槽定位，沉頭螺釘固定，不易脫落，穩(wěn)定可靠，使用效果好。（3）原設計為3顆M16螺栓固定，后發(fā)現(xiàn)部分螺釘被撞擊裂斷，在以后的設計制造中，增加為5顆M16螺栓螺栓，提高強度。此外，為降低臺車欄板燒結(jié)過程中受熱傳導的影響，將普通鑄鋼式欄板改為鑄鋼式復合欄板。復合欄板由欄板母體、耐火泥等組成。3 應用情況及改進效果3.1 上蓋板角度自動調(diào)節(jié)動式密封裝置的應用該蓋板能根據(jù)與臺車體下部之間間隙的大小多角度自由調(diào)

18、節(jié)，使其始終保持最小間隙。臺車體長期使用后產(chǎn)生下?lián)献冃危材鼙ＷC車體與蓋板極少擦痕，不會損傷臺車，蓋板磨損量很小，使用壽命長。而且3塊蓋板靈活性好，活動自如，不易卡阻。使用后，燒結(jié)機頭尾部漏風都有明顯減少，設備維護維修工作量也較少。目前已在5臺燒結(jié)機上推廣使用。3.2 智能集中潤滑系統(tǒng)的應用該系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，潤滑點全部實現(xiàn)了遠距離集中控制，提高了設備的自動化水平。合理的供油、分配和實時監(jiān)測，最大限度地提高了潤滑油的使用效率，減少了有害漏風，提高了板簧滑板的使用壽命。目前已在5臺燒結(jié)機上推廣使用。3.3 板簧密封裝置的應用該板簧密封裝置解決了以往中滑板故障率高，磨損快，漏風率高的問題，具有設計

19、合理，使用壽命長，漏風率低，更換簡便等特點。在其他燒結(jié)機上設計安裝時，針對3#機板簧運行中暴露出來的滑道板簧安裝定位和變形、燒結(jié)礦顆粒直接掉到板簧密封裝置等進行了改進。目前已在5臺燒結(jié)機上推廣使用。3.4 刀口閥的應用各機臺刀口閥使用情況表明，維護量很少，幾乎處于免維護和維修狀態(tài)，閥體未存在損壞、抽穿情況，煙道系統(tǒng)漏風率明顯減少。針對使用過程中出現(xiàn)的搖桿容易斷裂、擺線減速機有時出現(xiàn)齒輪斷裂的情況，推廣時進行了改進。目前除1#、2#機使用較少外，其他燒結(jié)機上均已推廣使用。3.5 臺車體耐磨板及臺車欄板的應用使用臺車耐磨板后，減少了相鄰兩塊臺車之間由于磨損產(chǎn)生的縫隙，漏風量明顯減少。使用復合欄板后，可以有效阻隔熱量向欄板傳導，減少欄板開裂，減少燒結(jié)機漏風，降低欄板偏倒引起的設備故障，減少了更換欄板的檢修時間和次數(shù)。3.6 使用效果通過上述改進，取得了以下效果：(1)提高了燒結(jié)機作業(yè)率，改善了設備功能狀況，作業(yè)率提高了6.3