烧结机漏风治理技术的研究.DOC

1、 56 2009 年第 32 卷第 5 期 烧结机漏风治理技术的研究 于天齐 ,郑家树 ,王 新 （ 攀 钢钒炼铁厂） 摘 要 ：针对 攀 钢钒炼铁厂烧结机漏风现状，对引起漏风的关键设备进行技术攻关和改造，降低了烧结机系统漏风率，提高了烧结矿产质量，设备功能状况明显改善。 关键词： 烧结机；漏风； 密封；滑道润滑 0 引 言 在烧结生产中 ,烧结机的漏风一直是烧结工艺的疑难问题之一。 国内烧结机漏风率一般都在50% 60%左右。根据日本新日铁君津制铁所的统计，在漏风率的组成中，头尾密封盖板 29%，滑道17%，台车体 11%，栏板 15%，风路系统 27%。 新钢钒炼铁厂 一期 5 台烧结机从

2、投产至今将近 35 年，设备已严重老化，工艺装备技术落后，设备性能差，烧结机系统漏风严重， 降低了烧结矿的产质量，能耗高，备件消耗高，故障率高。 2005 年开始，通过对烧结抽风系统的研究、分析， 围绕 台车与风箱滑道之间的漏风，头尾密封装置与台车底面之间的漏风，烧结机台车车体及台车栏板漏风等进行了系统的技术攻关。 1 漏风分析 1.1 烧结机头尾密封装置 在烧结生产正常进行的情况下，头尾密封装置内侧的温度是烧结机风箱的废气温度，一般在100 250 之间，废气中含有大量的粉尘颗粒，因此环境工作温 度较高，粉尘冲刷严重。 烧结 厂原来使用的是弹簧式头尾密封装置 ,该装置的主要缺点是： （ 1）

3、盖板为整体式，盖板只有垂直方向一个自由度，高度一旦调整好后，只能由上往下运动；部分台车与盖板接触缝隙小，部分缝隙大，造成漏风不均匀，缝隙大的漏风更严重。 （ 2）头尾盖板处于高温区域，时间稍长，弹簧即失效变软，整体高度只能下降不能升高，台车下端面与上盖板之间出现缝隙而漏风。 （ 3）使用一段时间后，弹簧盒子内积灰积料多，弹簧被卡死，弹簧高度不能自由调整，部分台车与盖板上表面出现硬接触。 （ 4）上盖板上颗粒烧结矿不能清除。运动 时，台车下表面与上盖板之间与颗粒烧结矿接触摩擦，盖板磨出沟槽或磨穿。 1.2 烧结机滑道润滑系统 烧结机板簧密封滑道润滑点多（一般为 170 个润滑点），用油量大。改造

4、前，机身采用的是 500 mL电动双线集中润滑系统润滑。而烧结机头部星轮、开式齿轮副、轴承座，尾部星轮轴承，单辊减速机、轴瓦等数十个润滑点均采用手动干油泵双线集中润滑。干油润滑系统存在的主要问题：干油集中润滑系统对全部润滑点给油，但无法选择润滑点单独供油，机头机尾温度较高的润滑点润滑不充分。现场为了减少滑板磨损，缩短了润滑间隔周期，用油量很大。 由于粉尘较大，给油器堵塞无法及时发现，整个滑板润滑状况只有在停机吊开台车时才能检查。有时候用油量非常大，但润滑效果不好，停机检查才发现有的分配器早已损坏，形成直通点。系统每次打油时，直通点一直给油，跑冒多后进入风箱内部。有的润滑点一直得不到供油，造成局

5、部磨损非常严重。板簧滑道磨损大，寿命短，造成设备故障频率高。 1.3 烧结机滑道密封装置 烧结机滑道密封装置处于既要运行又要阻隔冷热空气的关键部位， 130 m2 烧结机滑道长度达到60余 m，因此对头尾密封装置要求一般都非常严格。攀 钢 技 术 57 烧结机滑道密封装置采用弹簧式密封 装置 ,主要缺点如下： （ 1）滑道磨损：滑道磨损超限、台车前进方向上非均匀磨损造成高低不平、台车车轮不在同一平面上及不对称接触造成台车跑偏而形成滑道上截面倾斜，使得台车密封装置的游板与滑道不能充分接触而引起漏风。 （ 2）游板变形、磨损：台车密封装置的游板的长度为 996 mm，而厚度只有 22 mm，台车在

6、运动中游板容易变形弯曲。游板在使用过程中磨损不均匀等造成游板与滑道之间的接触不好。 （ 3）弹簧失效引起漏风：台车密封装置的弹簧在长期高低温交变的工况下容易退火失效而失去弹性，导致台车密封装置失去作用。 （ 4） 游板槽变形：台车密封装置的游板槽的钢板厚度只有 4.5 mm，游板在与滑道相对滑动的过程中因滑道磨损引起偏斜，游板对游板槽造成挤压导致游板槽变形，使得游板不能正常地在游板槽中运动。 （ 5）密封装置本身缝隙大：密封装置中游板与游板槽的设计间隙为 1 mm，密封装置安装在烧结机台车上的设计间隙为 0.5 mm，风箱与大气间始终存在漏风通道，这是密封装置本身结构缺陷所决定的。 1.4 大

7、烟道双层卸灰阀 烧结机大烟道下部排料卸矿系统均采用双层卸灰阀，用于排泄从烧结过程中从台车壁条缝隙落入的烧结矿，数量一般为 18 21 个 。由于抽烟机系统负压高， 1# 5#烧结机分别为 12 kPa 和 13.5 kPa，因此对双层卸灰阀要求很高，要确保生产过程中尽可能不出现漏风，如果大量的冷空气从该处进入，不仅增加烧结机有害漏风，而且会引起抽烟机剧烈波动。 改造前，烟道系统采用的是蘑菇头式和插板式双层卸灰阀。插板式和蘑菇头式双层卸灰阀均采用电液推杆带动，由 PLC 程序控制放料过程。放料时，上阀打开时下阀处于关闭状态。上阀打开，将矿粒放入阀腔中部，然后上阀关闭。时隔 5 6 s 后，下阀打

8、开，将阀腔内部矿粒放出流入下部皮带上。 插板阀使用过程中，插板沿法 兰导槽内插入关闭时，如果导槽内有残余烧结矿，电液推杆推到端部时，烧结矿排不出去，插板遇到卡阻，插板会关不到位。同时，当插板推到端部时，如果遇到大块烧结矿，阀板端部顶住烧结矿，插板会关不到位。这样，阀体内壁与插板处出现缝隙，造成大量高负压冷空气从该处漏入，并夹杂大量细小颗粒烧结矿，对阀腔内壁、阀板冲刷。 蘑菇头式阀柄关闭时，蘑菇头与阀体内壁密封圈之间可能出现烧结矿卡阻，造成阀体内壁与冒头之间出现缝隙，造成大量高负压冷空气从该处漏入。由于漏风多，阀壁薄，阀体抽穿多，使烟道双层卸灰阀漏风量大。同时，维修量增大，阀 体抽穿到一定程度只

9、有被迫，如果不能停机，只能加破布、石棉等堵住。 1.5 台车车体及台车栏板 在烧结生产过程中，烧结机是由许多台车组成的封闭带。台车在上轨道装料、点火、烧结，在尾部排出烧结矿，台车一块推动一块运行，车体端部极易磨损，且磨损并不均匀。台车栏板起到挡料作用，当物料在抽风作用下，由上至下物料开始垂直燃烧，台车栏板承受由冷到热又由热到冷不断循环的过程，冷热交替。改造前台车车体及普通栏板结构主要存在以下问题： （ 1）台车长期使用后，台车体端部磨损严重，运行时，两块台车体之间缝隙过大，引起漏风。 （ 2）台车栏板使用稍长时间后，栏板极易出现断裂、裂纹变形引起事故故障发生，并引起漏风。 2 改造方案 2.1

10、 头尾密封装置的改进 由于原有弹簧密封装置缺点突出，为此开发了上盖板角度自动调节动式头尾密封装置（见图 1）。该装置的优点是： 图 1 上盖板角度自动调节动式头尾密封装置结构 （ 1）机构具有较高的自由度，灵活性好，上盖板在平动的基础上还可以在一定范围内转动。台 58 2009 年第 32 卷第 5 期 车与上盖板接触或者因为颗粒烧结矿接触时，上盖板可以灵活转动。 （ 2）机构为四连杆铰接，一侧为翻转架，另一侧为辊轮支撑，辊轮轴插入连接在上盖的限位座的长孔中，使上盖板只能在台车底面以上 15 mm 到台车底面以下 30 mm 的范围内运动，辊轮轴铰接在限位座的长孔中，能有效防止上盖板被推掉，可

11、靠性强。该装置保留原有的两道双重密封的优点，在盖板的辊轮支撑端设搭接刚性密封，耐磨性能更好。 （ 3）上盖板与台车底面之间的接触力可通过配重来准确控制，当加配重至上盖板接触台车底面时，再加上 30 kg 的配重块，将保持上盖板与台车的接触力恒定，受热区影响小。这样，不论台车底面是否在同一平面上，台车的轨道纵向是否水平，上盖板都能自动调整其角度与台车底面接触，且接触力小，即实现了 严密的密封，又使盖板与台车的磨损较小。 （ 4）由于上盖板可以来回转动，上盖板上的积料容易被清除，盖板磨损量小，盖板使用寿命明显提高。 2.2 滑道润滑系统的改进 针对原有 500 mL 干油集中润滑系统的缺点，消化吸

12、收了北京中冶华润设备有限公司生产的ZDRH-2000 型智能集中润滑系统，该系统具有远程监控、集中操作和智能调节等特点。其优点是：现场供油分配直接受可编程控制器控制，每个给油点供油量大小、周期都由主控系统来完成，并自动记录操作和故障信息，便于维护和维修，各点均可自由设定供油时间和周期，可有针对性地进 行润滑。 输送装置中，压力传感器检测主管道内油压，油压达到下限值时启动油泵，高于上限值，系统自动停止。系统供油压力最高达到 40 MPa，工作供油压力为 20 MPa。为了防止油内杂质，在主油泵出口和各操作箱进口设置两道油过滤器对杂质过滤，保证电磁给油器不被堵塞。电动泵采用重力传感器，当油量少量时

13、，自动启动补油泵对电动泵补油。 执行系统中采用电磁给油器，对各润滑点单独供油。 检测部件采用高灵敏度流量传感器，实时监测每个润滑点的给油状态，将现场信息反馈给主控系统，如有润滑点堵塞或常通能及时报警，且准确给出故障点， 并在电脑显示器上以红色警示。 2.3 滑道密封装置的改进 针对原有固定滑道的缺点，消化吸收了国内有关厂家板簧密封装置，并对该装置进行了改进。该装置的结构是由台车上的固定滑板和板簧密封滑道组成。它是一种典型的滑道游动、台车固定式的密封装置，通过固定在台车上的滑板与板簧密封装置的活动滑板有效接触而达到比较理想的密封效果。这种密封装置的优点是： （ 1）烧结机台车在运动过程中只有纵向

14、运动，台车本体没有在垂直方向活动的密封装置，简化了台车结构，增强了台车与滑道密封的可靠性。 （ 2）台车与滑道上平面接触的固定滑板可以与台车本体结合紧密、在长度方向上可以与台车等长，解决了原来使用的弹簧密封结构不能与台车等长的难题，有效地减少了滑道上的漏风面积。 （ 3）滑道上的板簧密封装置的固定滑槽焊接在滑道底座上，使得在烧结机纵向方向连接成一个整体。各组活动滑板之间用铰链的结构形式连接，活动滑板与台车固定滑板的接触补偿通过安装在固定滑槽内的异型板簧的伸缩来进行补偿，这在结构上保证了滑道上的板簧密封装置与台车固定滑板无缝接触。 （ 4）滑道上的板簧密封装置本体结构在设计上利用异型板簧使活动滑

15、板与固定滑槽形成了结合紧密的面接触，消除了密封装置 的漏风通道。 （ 5）滑道上板簧密封装置的固定滑槽能存储大量的润滑油脂，不但对密封装置进行有效的润滑，而且对板簧密封装置本身的结构间隙形成有效的油封，增加了密封的可靠性。 2.4 大烟道双层卸灰阀的改进 由于上述两种双层卸灰阀存在明显缺点，为了解决阀关不严的问题，消化吸收了刀口式双层卸灰阀，并成功移植到大烟道下使用，见图 2。 图 2 刀口式双层卸灰阀结构示意图攀 钢 技 术 59 该阀的优点是： （ 1）刀口式双层卸灰阀利用凸轮机构传动原理，由一台摆线针轮减速机带动，通过输出轴轴端曲柄驱动阀柄的摇杆转动。上阀由于驱 动装置上的曲柄作用向上产

16、生推动力，驱动阀柄开始紧闭阀口，此时下阀曲柄失去与摇杆的接触，打开阀口并在重力作用下自动回位，回位时有 2 3 次反弹和抖动，可将阀口内壁夹渣压成粉末或者抖出，将阀腔内颗粒烧结矿卸完进入皮带。当驱动装置上的曲柄作用向下与下阀摇杆接触时，开始又一次循环，将会斗内颗粒烧结矿卸入阀腔内。卸灰周期和间隔周期由 PLC 控制。一个卸灰周期结束后，驱动装置阀柄处于中部位置，上下阀阀柄在重力作用下同时处于关闭状态并紧闭阀口。 （ 2）解决了卡矿漏风问题。卸灰时，由于重锤作用，在密封圈周围的烧结矿都可全部被抖 出，阀板上也没有残留烧结矿颗粒，不再出现卡矿现象。同时阀板为精加工面板，与阀口橡胶密封圈贴紧接触，密

17、封性能好。并且放料通畅。上阀口直径大于下阀口，放料通畅，不会出现堵塞现象。 （ 3）设备检修、设备维护时很简便。传动装置采用摆线针轮减速机，简单可靠易于维护，备件费用较低。所有轴承外置，不易损坏，便于润滑和检查。设可悬挂式快捷开闭的检修门，开启轻便，关闭严密。 2.5 烧结机台车体及台车栏板的改进 为了减少台车车体端部磨损后，相邻两块台车之间缝隙过大而产生的漏风，对端部进行了改进，镶嵌了端部耐磨件。同时，将台 车车体上加工出相应得燕尾槽。台车加工完成后，将端部耐磨件安装到台车端部燕尾槽上，用沉头螺钉固定。 改进后的优点是： （ 1）端部耐磨件磨损后可将台车换下，将耐磨件换掉。这样，可以保证台车

18、车体端部耐磨件保持完好，相邻两块台车接触面的间隙保持最小。 （ 2）端部耐磨件由燕尾槽定位，沉头螺钉固定，不易脱落，稳定可靠，使用效果好。 （ 3）原设计为 3 颗 M16 螺栓固定，后发现部分螺钉被撞击裂断，在以后的设计制造中，增加为5 颗 M16 螺栓螺栓，提高强度。 此外，为降低台车栏板烧结过程中受热传导的影响，将普通铸钢式栏板改为铸钢式 复合栏板。复合栏板由栏板母体、耐火泥等组成。 3 应用情况及改进效果 3.1 上盖板角度自动调节动式密封装置的应用 该盖板能根据与台车体下部之间间隙的大小多角度自由调节，使其始终保持最小间隙。台车体长期使用后产生下挠变形，也能保证车体与盖板极少擦痕，不

19、会损伤台车，盖板磨损量很小，使用寿命长。而且 3 块盖板灵活性好，活动自如，不易卡阻。使用后，烧结机头尾部漏风都有明显减少，设备维护维修工作量也较少。目前已在 5 台烧结机上推广使用。 3.2 智能集中润滑系统的应用 该系统运行稳定可靠，润滑点全部实现了远距离集 中控制，提高了设备的自动化水平。合理的供油、分配和实时监测，最大限度地提高了润滑油的使用效率，减少了有害漏风，提高了板簧滑板的使用寿命。目前已在 5 台烧结机上推广使用。 3.3 板簧密封装置的应用 该板簧密封装置解决了以往中滑板故障率高，磨损快，漏风率高的问题，具有设计合理，使用寿命长，漏风率低，更换简便等特点。在其他烧结机上设计安

20、装时，针对 3#机板簧运行中暴露出来的滑道板簧安装定位和变形、烧结矿颗粒直接掉到板簧密封装置等进行了改进。目前已在 5 台烧结机上推广使用。 3.4 刀口阀的应用 各机台刀口阀使用情 况表明，维护量很少，几乎处于免维护和维修状态，阀体未存在损坏、抽穿情况，烟道系统漏风率明显减少。针对使用过程中出现的摇杆容易断裂、摆线减速机有时出现齿轮断裂的情况，推广时进行了改进。目前除 1#、 2#机使用较少外，其他烧结机上均已推广使用。 3.5 台车体耐磨板及台车栏板的应用 使用台车耐磨板后，减少了相邻两块台车之间由于磨损产生的缝隙，漏风量明显减少。使用复合栏板后，可以有效阻隔热量向栏板传导，减少栏板开裂，

21、减少烧结机漏风，降低栏板偏倒引起的设备故障，减少了更换栏板的检修时间和次数。 3.6 使用效果 通过上述改进，取得了以下效果： (1)提高了烧结机作业率，改善了设备功能状 60 2009 年第 32 卷第 5 期 况， 作业率提高了 6.34%， 漏风率降低了 8.6%，如表 1 所示（由于 4#烧结机进行了漏风率的测试，表1 以 4#烧结机为例）。 (2)由于降低了烧结机漏风率，提高了烧结矿的产质量，如表 2 所示。 （ 3）降低设备维护量，节约了维修费用。 表 1 4#烧结机 改造前后指标 年份 作业率 /% 漏风率 /% 烧结机能耗 (标煤 )/(kg t-1) 2005 87.63 6

22、1.5 59.13 2007 93.97 52.9 51.1 表 2 改造前后烧结矿产量 万 t 年份 1#、 2# 烧结机 3#、 4#、 5#烧结机 差值 2005 年1-11 月 239.6290 309.4708 52.6739 2008 年1-11 月 292.3029 396.6373 87.1665 上述设备改造改善了设备性能，提高了备件的使用寿命，降低了备件消耗。 4 结语 (1)上盖板角度自动调节动式头尾密封装置具有盖板能多角度自由调节，灵活性好，盖板磨损量少，使用寿命长等突出优点，烧结机头尾部漏风明显减少。 (2)烧结机智能干油润滑系统实现了各润滑点出油自动化和实时动态监控，能准确做到润滑定点、定时、定量、定质的要求，可有效改善烧结机滑道的密封，漏风率明显降低。 (3)板簧密封装置使用以来，效果很明显，具有密封性好，弹性好，不易堵塞，更换方便的优点。 (4)刀口式双层卸灰阀 密封性好，运行可靠性高， 放料通畅，维护简便，维修量少，漏风率很少。 (5）复合台车栏板具有阻断或减少烧结过中热量向台车栏板传导作用，降低了栏板变形、裂纹的几率，降低了栏板裂纹、断裂造成的漏风。编辑 余文华 收稿日期： 2009-05 05