燒結機系統密封性創新改造與實踐應用

董云江，常 勝，李智勇，甄 眾，蘭志玉

（天津市新天鋼聯合特鋼有限公司，天津 301500）

0 引言

在燒結生產中,抽風系統的漏風是燒結工藝中難解決的問題之一，特別是燒結機系統的漏風,不但減少了燒結料層的過風量、浪費了鼓風電耗，同時也降低了燒結機的利用系數。為了降低燒結機的能耗及提高燒結礦的產量,必須采取行之有效的措施對燒結機的漏風問題進行治理,這對鋼鐵企業增產降耗、提高經濟效益具有非常重要的現實意義[1]。近幾年，燒結機出現了許多創新性密封技術，與傳統的密封相比這些技術具有密封效果好、設備運行更穩定的優點。新天鋼聯合特鋼有限公司（下稱聯合特鋼）現有兩臺230m2燒結機，由于使用年限較長，其中一臺燒結機漏風率達到55%，已經影響到了燒結礦的產能和能耗，利用目前創新性密封技術對該燒結機進行系統密封性改造勢在必行。

本文通過對上述230m2燒結機的密封狀況跟蹤調查結果的分析，明確了燒結機頭、機尾密封、臺車密封滑道、臺車欄板側邊、煙道卸灰閥處為燒結機主要漏風部位，并結合創新密封技術提出了密封改造方案，同時對密封改造方案的實施效果進行了總結。

1 燒結機漏風情況分析

聯合特鋼一臺230m2燒結機漏風率達到55%，通過對該燒結機漏風狀況的跟蹤調研，發現了主要漏風點有以下四個部位：

1.1 燒結機頭、機尾密封裝置

聯合特鋼230m2的燒結機機頭、機尾密封采用的是鉸接四連桿密封結構。機頭部位采用的是一段式密封方式，機尾部位采用的是兩段式密封的方式。這種頭、尾密封結構有一個最大的弊端就是，使用一段時間后，密封裝置磨損嚴重，無法保證密封效果，漏風率較大，且后期維修不方便，維護成本較高。

1.2 燒結機臺車動靜滑板漏風

1.2.1 臺車密封裝置本身漏風

臺車密封裝置依靠金屬彈簧壓力使臺車下部的動滑板密板與風箱上部的固定滑板始終緊密接觸，以提高臺車和風箱間的密封效果，降低燒結過程中的漏風率和能耗，提高燒結礦的產量。改造前230m2的燒結機臺車密封裝置為彈簧式，由動滑板、銷軸、彈簧、門型框等組成。動滑板安裝在門型框體內，通過在導向銷的位置安裝彈簧來保證與固定滑道緊密接觸。但是彈簧式滑道本身就是一個漏風體，大量的風會沿著動滑板與門型框之間漏出。

另外燒結臺車在500℃溫度環境下工作，鋼絲彈簧很容易失效和彈力不均，造成動滑板與固定滑板接觸不平整，產生漏風。

1.2.2 臺車密封裝置潤滑問題造成的漏風

臺車密封裝置潤滑效果不好或油路堵塞，都會造成滑板磨損和發生變形，這些都能夠增大系統的漏風量[3]。原潤滑效果不好，主要原因原是滑道是采用中部開孔的方式注油，在滑道的交接處會受到不同的壓力，就會讓滑板上方出現臺階導致潤滑效果不好，有一些嚴重的還可能會把滑板上的潤滑脂刮掉，增大工作過程中結構的磨損率。原滑道潤滑結構不合理，潤滑效果差，油脂消耗高，同時也對環境造成了一定的污染[2]。

1.3 燒結機臺車欄板間漏風

在兩相鄰臺車的欄板接觸面上，存在2～10mm的間隙，漏風量較大。主要原因是燒結機在運轉過程中，由于燒結機尾部配重調節不好，就會造成臺車側表面磨損，并使臺車結合面出現縫隙，造成漏風。

1.4 煙道卸灰閥漏風

圖1是結構中的放灰系統的示意圖。由圖1能夠看出，這一系統的上方主要是和燒結機的底座相互連接，下方則是通過自動放灰裝置來實現卸灰閥的控制。不管是密封裝置還是放灰系統，二者都有相對獨立的密封腔，與風箱是相互獨立自成體系的。當對煙道放灰時，卸灰閥密封不嚴密，會導致系統漏風率增大。

圖1 放灰系統示意圖

2 燒結機系統密封改造方案

針對上述燒結機漏風問題，結合當前燒結機創新性密封技術制定如下改造方案：

2.1 燒結機頭、尾密封改進

為了徹底解決燒結機頭、尾漏風問題，選擇了當前最新型高負接觸密封裝置來解決燒結機頭、尾漏風問題，高負接觸密封裝置結構如圖2所示。該密封裝置主要結構分為上下兩部分：上半部分主要是密封裝置，由支撐底座、轉臂、配重、密封梁、密封板構成；而下半部分主要是放灰系統。此次改造將機頭、機尾密都改成了一段式高負接觸密封方式，同時將密封下料管壁厚由169mm增加到200mm。高負接觸頭、尾密封裝置的主要特點是：

圖2 高負接觸密封裝置結構示意圖

（1）密封裝置的轉臂能夠隨著臺車底梁的微動而靈活轉動，密封板能始終緊貼臺車底梁，而且密封板不會被礦灰托起，可以實現機頭、機尾更好的密封效果[3]。

（3）該密封裝置有兩處高負接觸密封部位，既能起到支撐作用，又可起到雙密封功效。其密封板的支撐采用了多組半圓柱及半圓內鉸構成的鉸接結構，這種結構能夠最大限度的降低鉸接面磨損。

（4）該密封裝置只有密封板是易損件，而密封板材質一般選擇耐磨性較好的QT500-10～18球墨鑄鐵，它的使用壽命大概是在一年半到兩年之間，同時密封板的更換也非常的便捷。

（5）這種密封裝置可將燒結臺車下面的四道梁全部封住，同時相鄰臺車的一道梁也能夠被密在密封板的范圍內，即使燒結機破密封也不會發生短路的情況，不讓有害的風進入到風箱內。

（6）該密封裝置結構緊湊，自成體系，能夠實現獨立拆卸的功能。同時周圍能夠形成較寬裕的空間，不管是拆還是安裝，都能夠非常的便捷。

2.2 燒結機臺車動靜滑板漏風的改進

在對燒結機的滑道密封裝置進行分析時，發現現有的密封裝置存在著較多缺陷，故對密封材料和密封的形式進行了一定的創新，主要的改進舉措如下所示。

（1）在燒結機臺車動靜滑板的密封方式上，采用了全密封式雙板簧滑道密封裝置，具體的結構如圖3所示。由圖3可以看出，該密封裝置采用了雙板彈簧密封滑道，在滑道上蓋和動滑板之間安裝了兩根通長不銹鋼板彈簧，同時將滑道上蓋、鋼板彈簧和動滑板之間采用高強鉚釘連接，此結構基本消除滑道上蓋與動滑板之間漏風的問題。在燒結機工作時，兩根彈簧會同時施加向下的力去按壓動滑板，此時動滑板受力均勻，增強了動滑板和固定滑道之間的密封效果[4]。

圖3 全密封式雙板簧滑道密封結構示意圖

（2）將動滑道的材質改為不銹鋼材料，不銹鋼材料具有耐磨耐、腐蝕的特性，能夠具有更高的可用性；將固定滑道材質改為耐磨性能更好的ZG40Mn2，該材料具有耐高溫、耐磨損等特點[5]。

（3）重新設計滑道潤滑結構，將滑板統一都改為了有油孔滑板，滑板油孔統一設置，讓每塊滑板的端部進行開口實現加油功能。將滑板由單油槽改成雙道油槽方式，并將油槽的寬度改成了10mm，這種改進是為了讓上下滑道之間的潤滑性更加良好。同時油池的形狀設計改成為圓角矩形，而這有助于滑道形成良好的潤滑油膜，改善密封滑板的密封效果。滑板潤滑結構改造前后的對比如圖4所示。

圖4 a-改造前的滑板，b-改造后的滑板

（4）對固定滑道部分磨損較為嚴重的滑板進行更換，可采用整體更換或分段更換的方式，盡可能的去減少停機的時間，不影響生產效率。

2.3 欄板側邊柔性密封裝置改進

為了解決臺車欄板縫隙的漏風，在臺車欄板接縫處的側邊采用了柔性密封裝置（見圖5）。柔性密封裝置由不銹鋼板、橡膠板組成。不銹鋼密封板可以保證密封機構穩定，不隨溫度變化而發生變形，既保證了使用壽命，又方便安裝和維護。采用橡膠板補償結構，可以保證臺車回位后密封效果，使用該方案較好的解決了欄板側邊漏風問題。

圖5 欄板側邊柔性密封裝置示意圖

2.4 煙道卸灰閥處漏風改進

通過采用新型復試智能電動卸灰閥，實現物料的定時定量排放，閥門的開啟關閉速度快、行程大，且上下閥門獨立驅動，能夠將煙道內的物料有序排放，利用大口徑異型橡膠密封圈，密封效果好，無沖刷，大大降低煙道卸灰過程中的漏風率。

3 結語

通過聯合特鋼230m2燒結機漏風部位與漏風原因的分析，明確了燒結機系統漏風的主要部位在機頭、機尾密封處，以及臺車動靜滑道、欄板接縫、煙道卸灰閥部位。本文針對230m2燒結機漏風情況，結合目前燒結機系統密封創新性技術，對燒結機漏風問題提出了改進建議和改造方案。

實踐表明，通過燒結機頭、機尾，臺車動靜滑板，臺車欄板接縫及煙道卸灰閥等部位的實施的創新性改造，燒結機的漏風率由55%下降到34%左右，抽風系統負壓達到了-16.5kpa，燒結礦電單耗降低2.15kWh/t，燒結機利用系數提高了0.21t/（m2·h），這些指標已經達到了國內的先進水平。由此可見，實施燒結抽風系統的密封性改造，可有效降低燒結機的漏風率，這是燒結機提產、增效最直接有效的手段。