一種帶雙翻板閥的溜管下料密封裝置

摘要：針對(duì)轉(zhuǎn)爐下料系統(tǒng)氮封裝置氮?dú)庀倪^大、煤氣回收量低等問題，提出一種帶雙翻板閥控制的溜管下料密封裝置，新密封裝置通過氣缸控制上下翻板同時(shí)啟閉，并結(jié)合氮封管使用可將冶煉過程產(chǎn)生的煙氣和粉塵進(jìn)行有效密封，從而降低氮?dú)庀牧浚岣呙簹饣厥樟浚纳粕a(chǎn)環(huán)境。

關(guān)鍵詞：下料溜管;雙翻板閥;密封;氮?dú)?煤氣

1 前言

1.1 研究、設(shè)計(jì)的背景及意義

轉(zhuǎn)爐下料系統(tǒng)的下料溜管是安裝在煙道上、為轉(zhuǎn)爐冶煉加入冶煉原料的主要通道，也是下料系統(tǒng)重要組成部分，在投放原料過程中不僅受到冶煉中高溫火焰的炙烤和渣液等噴濺物的附著，還受到散狀料的摩擦，所以下料溜管的使用工況非常惡劣。在炙烤、附著和摩擦的多重作用下，溜管變形損壞容易發(fā)生堵料，進(jìn)而對(duì)安全生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量以及爐況造成影響[1]。

下料溜管末端部位的氮封裝置主要作用就是利用氮?dú)夥庾掍撨^程中冒上來的煙氣和粉塵，進(jìn)而保證除塵效果和煤氣回收量。原有的控制氮?dú)饷芊夤艹隹诎惭b在下料溜管的最末端，這就意味著氮?dú)獾牧魍▍^(qū)域比較局限性，消耗和有效值不匹配。除此之外，控制氮?dú)獾那袛嚅y與轉(zhuǎn)爐氧槍的運(yùn)行聯(lián)鎖，因下料布局與氧槍運(yùn)行的時(shí)間節(jié)點(diǎn)不同，存在氮?dú)庀睦速M(fèi)的問題。同時(shí)，現(xiàn)有裝置的密封性能較差。若要達(dá)到能源消耗和煤氣回收更佳的狀態(tài)，下料溜管的密封方式及聯(lián)鎖方式都具有至關(guān)重要的作用。下料溜管的密封和連鎖改進(jìn)，能夠很大程度上提升工作的效率，并降低能源消耗、提高煤氣的回收率。

下料系統(tǒng)作為冶煉過程中不可或缺的一個(gè)部分，它的運(yùn)行效率高低決定著煉鋼的質(zhì)量與時(shí)間效率。現(xiàn)如今鋼鐵行業(yè)蓬勃發(fā)展，同時(shí)踐行“綠色環(huán)保、節(jié)能減排”的發(fā)展道路，作為一個(gè)鋼鐵企業(yè)有責(zé)任也有必要去執(zhí)行這一理念，在提高經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)將污染氣體排放降到最低。原有的氮封裝置未能較好的達(dá)到這一要求，運(yùn)行過程中伴隨著氮?dú)獾睦速M(fèi)、煤氣回收利用率低、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境差等問題，這也是本次利用雙翻板閥改進(jìn)下料溜管密封裝置的目的，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備整合實(shí)現(xiàn)預(yù)期的效果。

1.2 原氮封裝置存在問題分析

1.2.1 密封性能較差

在下料溜管末端利用旁插式的氮?dú)夤芡ㄈ肫鋬?nèi)部，單管密封覆蓋面積小，在氮?dú)庀牧客鹊臈l件下，密封的有效值偏低，存在煙氣粉塵繼續(xù)往上冒的情況，對(duì)塔樓區(qū)域造成較大的安全隱患。當(dāng)?shù)獨(dú)夤芸诒欢禄蚬芸陂_裂后，密封的有效性性更低，同時(shí)對(duì)周圍作業(yè)環(huán)境造成一定影響。

1.2.2缺少通道阻隔防護(hù)設(shè)施

煉鋼過程每次爐料投放結(jié)束后，在下一次投放前的間隔時(shí)間，下料溜管的氮封是不打開的，整個(gè)下料溜管也是處于比較敞開的狀態(tài)，一方面煙氣會(huì)隨著管道通向塔樓上方，對(duì)生產(chǎn)環(huán)境造成很大的影響。另一方面，管道的暢通造成煉鋼過程的煙氣上竄到料倉(cāng)，條件滿足的情況下，會(huì)發(fā)生爆炸現(xiàn)象。從環(huán)保和安全生產(chǎn)方面來說，原本的氮封裝置都不能滿足要求。

1.2.3氮?dú)庀拇蟆⒚簹饣厥樟康?/p>

在轉(zhuǎn)爐冶煉過程中，氧槍下槍吹氧到提槍結(jié)束吹煉，時(shí)間約14分鐘，原本氮封與氧槍運(yùn)行連鎖，氮?dú)獾南牧科螅鯓屜聵尨笛醯倪^程也不需要持續(xù)供氮。另外因下料溜管管路的密封性差、阻隔防護(hù)措施不到位，造成冶煉周期內(nèi)的煤氣回收量偏低。

2 雙翻板閥控制溜管下料密封裝置的設(shè)計(jì)

2.1新改進(jìn)裝置的模型建立

針對(duì)原有裝置存在的諸多弊端及不合理性，本著經(jīng)濟(jì)效益與能源回收方面，對(duì)下料溜管的下料密封裝置進(jìn)行改造。下料溜管上增加雙翻板閥裝置，雙翻板閥控制的特點(diǎn)之一就是上下翻板同步動(dòng)作，利用相同的時(shí)間達(dá)到開閉的一致，使?fàn)t料能夠順利進(jìn)入爐內(nèi)并封住煙氣粉塵。

通過溜管傳輸物料的下料系統(tǒng)，在溜管上安裝翻板控制裝置，主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)合理、密閉性好、開啟關(guān)閉操作快捷等[2]。本次改進(jìn)的雙翻板閥控制溜管下料密封裝置主要包括有氣動(dòng)上翻板閥、氮封器、氣動(dòng)下翻板閥、執(zhí)行氣缸、氮封氣源管等零部件，如圖2-1所示。

其中氣動(dòng)上下翻板閥（1，4）與下料溜管（8）聯(lián)接，中間部位處氮封器（2）與兩翻板閥連接并加以螺絲固定;氣缸（6）垂直安裝在上翻板閥（1）旁，用以控制閥的開閉;實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制上下翻板（7，5）的作用，與氣缸（6）連接形成連桿機(jī)構(gòu)，上下翻板用一長(zhǎng)桿相連，實(shí)現(xiàn)同步工作。

所述裝置特征在于：氣缸（6）的運(yùn)作開始后，帶動(dòng)上翻板（7）打開上翻板閥（1）;由于連桿的作用，下翻板（5）被帶動(dòng)起來，進(jìn)而控制下翻板閥（4）打開，形成統(tǒng)一閉合通道，爐料下爐順暢、雙層密封且隔離效果好，關(guān)閉狀態(tài)下氮封器（2）通過氮封氣源管（3）輸入常開的小量氮?dú)猓瑢?shí)現(xiàn)環(huán)形密閉空間充氣密封，效果更佳。

2.2雙翻板閥的工作原理

結(jié)合圖2-1，對(duì)本次改進(jìn)的密封裝置作進(jìn)一步說明：

雙翻板閥的運(yùn)行與爐料料倉(cāng)的開閉聯(lián)鎖，同執(zhí)行氣缸（6）一起實(shí)現(xiàn)同步自動(dòng)控制。具體過程：爐料從匯總倉(cāng)下落，氣缸控制上翻板（7）打開上翻板閥（1），同步連桿帶動(dòng)下翻板（5）將下翻板閥（4）打開，爐料經(jīng)此下落至爐內(nèi);位于兩閥中間部位的氮封氣源管（3）供氮密封，利用氮?dú)夥庾∫睙掃^程中向上排出的煙氣和粉塵。

當(dāng)爐料停止下落即料倉(cāng)關(guān)閉，執(zhí)行氣缸（6）控制上下翻板（7，5）關(guān)閉，下料通道被封住，爐料無法下落，，氮封氣源管（3）供氮形成密閉空間密封。

對(duì)比原密封裝置，氮?dú)夥怄i裝置位于溜管的最末端，氮?dú)庠谘赝ǖ赖倪^程中存在著沿程損失，在氮?dú)庀牧看蟮耐瑫r(shí)沒有很好的起到密封作用將煙氣粉塵封住。此改進(jìn)裝置利用單個(gè)氣缸同步控制上下雙層翻板，其本身在開閉的過程就能達(dá)到一個(gè)很好的密封效果，并且根據(jù)爐料料倉(cāng)的開停連鎖開閉，實(shí)現(xiàn)了很好的密封作用。

其中，氮封器起到了至關(guān)重要的作用，如圖2-2所示

由圖可知，氮封管安裝于氮封器的中間部位，當(dāng)上下翻板打開時(shí)，利用氮?dú)馔ㄈ雽⑥D(zhuǎn)爐與溜管的通道封閉，以達(dá)到封住煙氣粉塵的作用;而當(dāng)爐料不下落時(shí)，氣缸控制上下翻板關(guān)閉，利用氮?dú)馔ㄈ雽?shí)現(xiàn)環(huán)形密閉空間充氣密封。

2.3雙翻板閥的性能和效果

下料密封裝置改造后提高了下料溜管密封性，避免安全隱患事故，雙翻板閥的翻板動(dòng)作與料倉(cāng)開閉連鎖，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。具備以下幾個(gè)方面優(yōu)點(diǎn)：

（1）密封性能及隔離效果好。

采用雙翻板控制下料、隔離，利用氮封器密封，對(duì)比原本簡(jiǎn)易的氮封管密封，效果改善明顯，改造后未出現(xiàn)竄煤氣爆炸的事故。

（2）氮?dú)庀慕档汀⒚簹饣厥樟刻岣摺?/p>

雙翻板裝置與爐料料倉(cāng)連鎖后，氮封使用時(shí)長(zhǎng)減少、用量降低。密封方式和結(jié)構(gòu)改進(jìn)后，煤氣回收量較之前有了一定提高。主要體現(xiàn)①下料溜管氮封消耗氮?dú)饬拷档土思s1.2立方/噸鋼;②煤氣回收量提高了約3.8立方/噸鋼;③煙氣粉塵得到有效阻隔密封，避免安全隱患改善生產(chǎn)環(huán)境。

（3）生產(chǎn)環(huán)境改善，更為安全環(huán)保。

煤氣的泄漏在被人體吸入后，會(huì)造成煤氣中毒的事故危及生命安全。在改善雙翻板閥控制下料溜管后，大大提升了密封效果，大幅度提高了煤氣的回收量，以至于沒有煤氣向上排放至塔樓上方，改善塔樓生產(chǎn)環(huán)境。

3 總結(jié)

下料系統(tǒng)作為冶煉過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在下料溜管加裝改進(jìn)的雙翻板閥密封裝置后，大大提高了工作效率，降低了能源消耗，提高了煤氣回收利用率，環(huán)境方面也得到改善。塔樓區(qū)域的煤氣濃度有所降低，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)安全系數(shù)增大，整體使用更加安全環(huán)保。

參考文獻(xiàn)：

[1]史中煜，吳鳳麗.淺談下料溜管改造[J].云南冶金，2010，39（S1）：136-137.

[2]張來林，施國(guó)偉，張慧民，郭呈周，李霽瀛.一種采用翻板閥密閉的淺圓倉(cāng)頂通風(fēng)孔[J].糧食加工，2018，43（05）：86-88.

作者簡(jiǎn)介：宋艷珂（1984.8—），男，漢族，河北邯鄲人，本科，助理工程師，研究方向：冶金機(jī)械。