環冷機密封形式的優化

王瑞環

摘 要：環冷機是我國部分大型生產工藝中最為重要的冷卻裝置。但由于國內外在使用環冷機時多出現漏風現象，究其原因主要是因為環冷機中的密封性因不同因素的存在逐漸降低，不僅導致整體冷卻效果下降，同時也極易對環冷機的整體使用效率和降溫質量產生嚴重影響，因此，針對環冷機的密封技術和形式進行進一步優化是減少漏風現象、提升環冷機實用性、高效性的最佳途徑。基于此，本文結合環冷機的基本運行原理進行了簡要分析，并就導致漏風現象的主要原因及解決方法以及密封形式的優化途徑展開了思考與探討。

關鍵詞：環形冷卻機 漏風現象 密封形式 優化途徑

中圖分類號：TH16 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）03（c）-0085-02

在針對氧化球團等進行生產時，由于生產過程需要借助高溫確保產品成型，但在使用過程中必須將產品的溫度降低，因此則必須借助環冷機進行冷卻。在氧化球團生產過程中，需要借助環冷機將高溫生產環境下產生的氧化球團從1300℃降低至150℃，進而達到提升球團生產效率的基本目的。而在冷卻過程中，環冷機需要在快速運轉的情況下將溫度降低，但在降低過程中必須保證其內部空氣的流動性不會與外界產生沖突，因此，充分提升環冷機密封性是保證該設備冷卻率的關鍵要素。

1 環冷機的基本運行原理

環冷機的驅動裝置由兩套互成162°的傳動系統組成。兩套系統都是懸掛在固定的門形框架上的，整個傳動系統可以繞門形框架上的軸產生少量轉動以吸收回轉框架運行過程中的震動。環冷機的臺車體是用鉸鏈連接在回轉框架上的，臺車體在受料區域接受從給礦漏斗卸下的熾熱的燒結礦后，隨回轉框架沿水平圓形軌道做圓周運動。在卸礦區，水平圓形軌道改為向下彎曲的曲軌，裝滿燒結礦的臺車體底板隨曲軌軌跡傾斜，將冷卻的燒結礦從排料斗卸出，完成一個循環。

2 環冷機運行中漏風現象的成因及解決方法

（1）環冷機在運行時出現的漏風現象類型及成因。

環冷機在運動過程中，臺車與下部風箱在運動時存在相對關系，而這兩個部門內部本身存在一定溫度差異，導致其內部因溫度的不同而產生不同程度的壓力值，但在運轉過程中必須保證其內部壓強的穩定，因此則必須做好密封工作，以免因內外壓強交換導致設備出現漏風現象。但實際上，由于受到部分因素的影響，環冷機的臺車、下部風箱以及燒結礦在運行過程中仍舊會出現漏風現象，其主要類型和成因包括以下幾種：

第一，臺車在運動過程中需要針對其風室位置進行密封，但由于臺車內部本身具有高溫特點，且在運動時因長期磨損導致其密封板受到摩擦、高溫和壓強多種條件的壓迫與影響，導致密封結構出現熱脹現象，最終導致密封條出現嚴重變形，最終極易導致臺車部位出現漏風現象。一旦造成漏風，則極易導致煙氣被泄漏，導致煙氣在循環過程中產生的溫度逐漸降低，不僅增加了循環風機的負荷程度，同時也極易增加環冷機在運行過程的電力能耗，而一旦出現這種泄漏現象必須等待燒結過程停止才能夠進行維修，反而使臺車運行效率更加低下。

第二，一般情況下在針對環冷機的臺車和下部風箱進行密封時均采用最為有效的橡膠材料密封結構，主要是為了借助橡膠材料耐磨性強、硬度高、彈性強的主要特點，以確保能夠延長并提升環冷機的密封水平，但由于橡膠材料本身材質在長期與氧氣接觸過程中會出現氧化反應，導致整體彈性不斷降低，同時使用時間長的橡膠材料老化現象較為嚴重，例如在使用過程中一旦啟用燒結余熱回收裝置，其產生的高溫輻射會導致橡膠密封材料極易出現破損，而臺車在運動過程中其底部位置極易與燒結礦極易與橡膠密封結構出現接觸、摩擦情況，因長期磨損和碰撞，極易導致密封橡膠出現破損甚至斷裂現象，致使漏風情況出現。

第三，因環冷機在最初設計中需要將臺車欄板與煙道集氣罩之間留下一定距離，便與臺車的正常運行。但在實際使用過程中，在燒結礦燒結之后需要借助集氣罩將待遇余熱的煙氣進行回收再利用，但實際上當煙氣產生時會因臺車欄板與集氣罩中的距離進入冷空氣導致煙氣被吸走，不僅影響煙氣回收率，同時也極易導致臺車內部溫度受到影響，無法充分發揮密封結構的作用，出現漏風現象。

（2）針對環冷機密封現象的解決方法。

第一，在針對風箱部位進行密封時，除了其余部位使用常規橡膠密封材料，頭部、尾部均采用金屬密封材質，一方面可在臺車與其他部位碰撞時避免出現磨損和擦傷，另一方面可通過結合金屬材質提升密封結構質量，延長其使用壽命，進一步提升其密封程度；第二，在環冷機運行之前應當根據其具體需求選擇適合的潤滑油，并借助自動補充設備及對滑道添加潤滑劑，提升其滑動穩定性和暢通性，減少漏風現象的發生概率；第三，及時針對臺車的滑動軌道進行改造和優化，可借助涂抹耐溫膠、增加擋風板或鋼圈等方式降低溫度的散出，并對外界冷空氣進行阻擋，盡可能維持臺車內部溫度，降低漏風率；第四，可在臺車側面以及支架區域設置彈簧石墨條，借助石墨硬度低、阻擋摩擦能力強、耐高溫以及抗腐蝕性強等特點對側面和支架處的密封結構加以保護，減少并避免內部高溫的泄露。

3 針對環冷機密封形式的優化途徑及效益

雖然以上措施能夠在一定程度上減少漏風現象的出現，但由于這些解決方法只能在短期內對密封結構進行維護和提升，但在長期使用過程中仍舊極易出現漏風現象，就目前來看，我國各個生產工廠內使用的環冷機在使用過程中有60%以上的環冷機仍舊存在密封問題，為此，必須針對環冷機的密封形式加以優化。

而對所有密封形式中的問題進行分析后發現，絕大部分密封出現問題時主要是因為橡膠密封材料的老化速度快，出現破損后導致漏風現象出現。

現有柔磁性密封技術被提出。該技術主要借助磁性剛刷，在鋼刷與環冷機相應位置進行摩擦和接觸的時候會通過涂刷精礦粉的方式提升臺車等位置的密封程度，既不會受溫度影響，同時也能夠提升整體密封程度，避免漏風現象。在使用該密封形式對環冷機進行優化時主要針對環冷機底部、臺車橫梁等位置。

3.1 對環冷機底部密封的優化

環冷機底部密封包括彈性裝置、底部密封裝置和內部柔磁性密封裝置。彈性密封裝置的主要是增加接觸的緊密性。磁性鋼刷和精礦粉一起對環冷機底部密封。為了保證密封效果，兩者要具備適當的寬度。內部柔磁性密封鋼刷與內部接觸摩擦，形成密封。

3.2 對臺車橫梁密封的優化

為了預防燒結礦卡料，環冷機的橫梁與臺車體之間設計一定的距離，現有技術中大多數是采用橡膠密封。為了增加使用壽命，保證密封效果，更換成柔磁性密封技術。

3.3 優化環冷機密封形式后產生的效益

第一，通過對環冷機密封形式進行優化，可大幅度降低生產冷卻過程中粉塵氣體總量，同時借助該種優化形式可減少設備在運行過程中產生的噪音，提升環境水平；第二，優化后的密封形式耐高溫效果更佳，且在冷卻后產品質量得到提升，而借助該密封形式可降低對橡膠密封結構的磨損率和更換率，節省電能消耗、延長環冷機使用壽命，達到節能、環保的目的；第三，通過該密封形式可減少煙氣的散發量，極大程度地提升了對煙氣的回收率，并及時對粉塵氣體進行有效控制，進一步提升環冷機的使用效率，保證并提升了生產企業的經濟效益、生態效益及社會效益。

4 結語

傳統環冷機密封形式在使用過程中產生的能耗及損害均較大，不僅影響環冷機整體使用效率，同時對環境和成本經濟均產生影響，而經過優化后的環冷機密封形式不僅能夠節省能耗，同時也能夠最大限度地提升生產企業的綜合效益，為進一步滿足我國長遠發展戰略目標提供有利條件。

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