高爐爐頂均放閥密封形式的改造探討

張 丹

（唐山唐鋼工業(yè)技術(shù)服務(wù)有限公司，河北 唐山 063000）

1 前言

首先介紹一下高爐爐頂下料的工藝過程：翻板關(guān)閉→上密封閥關(guān)閉→均放閥關(guān)閉→一次均壓閥打開→布料溜槽傾動并旋轉(zhuǎn)→下密封閥打開→料流調(diào)節(jié)閥打開→下料完畢。如果在下料過程中，一旦均放閥泄漏嚴重，關(guān)不嚴，使爐內(nèi)壓力高于料罐內(nèi)壓力，將無法正常下料，造成高爐減風或休風。因此，均放閥的正常運行在整個下料過程中起著至關(guān)重要的作用，而它的密封可靠性也顯得尤為重要。在近幾年的使用過程中存在均放閥閥體、閥座處經(jīng)常出現(xiàn)泄漏情況，影響高爐順行。隨著生產(chǎn)水平的提高，對高爐爐頂上料系統(tǒng)的維護、維修提出了更高的要求，均放閥密封在設(shè)計上的不足就暴露出來，為避免給高爐順行、穩(wěn)產(chǎn)造成威脅，均放閥密封形式的改造勢在必行。

2 泄漏的原因分析

由于使用條件惡劣，均放閥壽命較短，多次導致高爐非計劃休風處理，嚴重影響了高爐的生產(chǎn)。影響均放閥使用壽命的主要原因是均放閥發(fā)生泄漏所造成的，泄漏的原因主要有以下幾種情況：

（1）均放閥由于開、關(guān)動作頻繁，每小時8 次，而且開、關(guān)動作是由油缸的液壓系統(tǒng)控制，上、下沖擊力大，約50KN，橡膠密封圈的截面尺寸較小，容易損壞造成泄漏。

（2）高爐生產(chǎn)煤氣中含有大量的堿性介質(zhì)，對橡膠有很大的腐蝕性，橡膠密封圈易老化、損壞。

（3）均放閥的橡膠密封面是平面密封，它的缺陷是容易堆積粉塵、顆粒。在閥關(guān)閉動作時易把密封圈損壞，而且堆積大量粉塵、顆粒后，造成閥關(guān)不嚴而泄漏，同時閥體、閥座是平面配合，關(guān)閉時配合不正也容易造成密封圈的損壞。

圖1 橡膠平面密封的結(jié)構(gòu)原理圖

通過生產(chǎn)中的實際使用證明：橡膠平面密封設(shè)計在均放閥密封上應(yīng)用有很大的局限性，而且更換密封圈也存在很大的弊端。由于現(xiàn)場環(huán)境惡劣，CO 濃度高，在生產(chǎn)使用過程中聯(lián)接螺栓腐蝕嚴重，易生銹，而且閥內(nèi)空間狹小，拆卸螺栓非常困難，所以橡膠密封圈無法現(xiàn)場更換。每次高爐定修就必須更換均放閥，不僅維修成本提高，而且增加了職工的勞動強度。

3 改造方案的探討制定

從以上造成均放閥泄漏的原因可以得出結(jié)論：解決均放閥泄漏就必須從改變密封形式入手，通過調(diào)查論證，確定了將平面密封改為錐體密封，將橡膠圈密封改為金屬硬密封的改造方案。金屬硬密封的密封面是用耐磨合金堆焊焊條堆焊后，再配合研磨加工，從而可保證密封面的耐磨損性能和抗沖擊強度。

3.1 用金屬錐體硬密封的原因

（1）遵守改造原則：提高性能、實用、經(jīng)濟、可靠、耐用和結(jié)構(gòu)簡單，使用壽命長；（2）受空間限制：均放閥閥體、閥座密封面可用空間小；（3）金屬錐體硬密封的特點：耐腐蝕性能好、抗沖擊力強、耐磨損性能好、使用壽命長；（4）缺陷消除：把橡膠平面密封改為金屬錐面硬密封，解決了生產(chǎn)使用過程中橡膠受腐蝕、易老化的缺陷；密封部位堆積粉塵、顆粒導致閥關(guān)不嚴并損壞密封面的缺陷；錐體密封面在關(guān)動作時能自動調(diào)整關(guān)嚴，解決了原來平面密封有時因關(guān)動作時閥體、 閥座配合不正而損壞密封圈的缺陷。

圖2 改進后的金屬錐體硬密封結(jié)構(gòu)圖

3.2 操作過程

（1）確定閥體、閥座的配合尺寸；（2）合理選擇耐磨合金堆焊焊條型號：堆焊618；（3）確定耐磨合金堆焊焊層的焊接厚度，焊接層次，留出精加工的加工量；（4）根據(jù)確定的配合尺寸，進行切削加工，最后配合研磨；（5）其它具體步驟按圖2 所示進行正常裝配即可。

4 相關(guān)事項

由于橡膠密封改為金屬密封后，閥體的重量增加，為提高各部件間的聯(lián)接可靠性，采取以下措施：閥體與壓蓋的聯(lián)接螺栓由M20 加大至M24，閥桿頭部蘑菇頭處焊接壓環(huán)，閥體與壓蓋外端焊接防脫落的卡子。

5 改造效果

（1）采用此方案后，均放閥泄漏現(xiàn)象得到有效控制，解決了因均放閥泄漏而導致高爐減風、休風問題。（2）解決了因泄漏而頻繁更換均放閥的成本費用問題、人力問題。

6 結(jié)論

均放閥密封形式的改造方案，同時也適用于高爐一均閥、緊急放散閥的密封形式。

[1]《中國機械工業(yè)標準匯編》 液壓與氣動卷中國標準出版社.