何木光 王阿虎 易 凯

(攀钢钒公司炼铁厂 四川攀枝花617022)

一种新型密封装置在鼓风环冷机上的应用

何木光①王阿虎 易 凯

(攀钢钒公司炼铁厂 四川攀枝花617022)

介绍了攀钢炼铁鼓风环冷机原密封装置存在的问题， 指出了密封装置改进的必要性；论述了一种新型密封装置的设计及其在攀钢炼铁鼓风环冷机上的应用效果。

鼓风环冷机 新型密封装置 应用效果

1 前言

在鼓风环冷机投产初期，运转性能基本良好，但是随着时间的推移，环冷机冷却效果越来越差，不能满足工艺要求。经分析，发现这一问题的最直接根源来自于环冷机密封系统的密封方式不力，有害漏风加重，后采用多种改善和强化措施，均未取得根本性改善。环冷机不能有效冷却，“跑红矿”现象时有发生，致使皮带被烧、电耗居高不下、密封皮更换频繁[1，2]，给生产带来了诸多危害。对环冷机进行密封改造，减少环冷机漏风就是其中十分重要的一项措施[3，4，5]。基于此状况，通过解构、技术分析，从密封原理、设计构造及影响因素等多方面，系统分析了问题根源所在，设计了一种新型鼓风环冷机的密封装置，经现场应用和运行，效果极佳，取得了较好效果。

2 传统鼓风环冷机密封装置的缺陷分析

通过对攀钢炼铁6#鼓风环冷机多方面分析，确认鼓风环冷机密封效果不好的根本原因是传统密封装置设计本身存在一些缺陷。传统鼓风环冷机密封装置如图1、2所示。从图1、2可以看出，传统密封是在台车底部与环冷骨架接触面(风箱顶部)采用橡胶机械密封。台车运行时，台车底部动密封皮(内斜面)与环冷骨架上密封板挤压形成一道密封。在实际运行过程中，这种密封方式存在以下问题：

1)鼓风环冷机密封采用“弦”与“弧”之间的啮合密封，这注定了密封性能不可能很高，台车本体内外侧均是直线段(或称为“弦”)，而环冷机冷盘骨架是具有共同圆心的同心圆， 固定其上的锥形密封板自然也是“圆形”(或称为“弧”)。圆是静止的， 当“弦”在其内侧旋转时， 从圆上同一点到冷盘台车的距离将会不断变化， 现场最大距离可达50mm， 这必然造成密封不严。并且， 这种密封会因设备变形， 密封皮周期性挤压不均而严重变形， 直至被台车扯坏，甚至严重磨损。所以， 要使动密封皮与静密封板( 锥形板) 之间严格密封， 就必须使“弦”与“弧”之间很好地啮合而“弦”与“弧”之间严格啮合是不可能的。所以， 传统鼓风环冷机从原理设计上， 就存在着动密封皮与静密封板之间密封不好的问题。

图1 传统鼓风环冷机密封装置

1-环形台车体; 2-灰斗仓; 3-台车本体; 4-台车轨道; 5-动密封板座; 6-动密封胶皮; 7-静密封胶皮; 8-静密封板座; 9-灰斗仓壁

图2 传统鼓风环冷机静密封板与动密封胶皮啮合俯视示意图[1]

2)环冷机台车经常性径向运动使动密封皮与静密封板之间不能很好密封。由于侧轨、水平轨、台车及回转框架的安装精度不高，使回转框架在备件制作过程中有些不正，不能形成一个精度很高的正多边形，所以台车在运行时，呈椭圆形不定心运转，在径向上存在一定的变动量。这种径向不正常的运动，使静密封板(锥形板)与动密封皮之间接触出现周期性不严，有时分离不接触，有时挤压过紧，甚至密封皮被扯坏，所以台车下侧密封不可能很好。

鼓风环冷机传统密封存在的上述弊端，使得环冷机在备件制作和安装要求上都显得非常苛刻。这种密封方式，一方面由于自身设计先天性不足，不可能使环冷机达到全屏蔽密封，另一方面当备件制作和安装精度出现一点偏差，就可能成级数放大，使密封问题扩大化。况且，设备制作及安装，其精良状态只能阶段性保持，在现实生产过程中，随着时间的推移，回转框等设备变形在所难免，安装精度也会逐渐远离设计标准。

3)动、静密封皮使用周期短，更换与检修困难。目前，鼓风环冷机广泛应用于冶金行业中，尤其是烧结台车上，用于对烧结球团矿料进行冷却作业。现有的鼓风环冷机包括环形运行台车，台车上设置有上栏板和下栏板，台车下部是用于接收散料的锥形灰斗仓，为了减少环境污染，需要以密封装置封闭环冷机下栏板和灰斗仓壁之间的间隙。如图1和图2所示，该位置原有的密封装置包括一个动密封装置和一个外静密封装置：动密封装置水平设置在环冷机下栏板的外侧面，包括动密封板和连接在动密封板上的动密封胶皮；有外静密封装置水平设置在环冷机下栏板外侧的灰斗仓壁上接近动密封板处，包括外静密封板和连接在外静密封板上的外静密封胶皮，外静密封胶皮和动密封胶皮搭接，封闭环冷机下栏板和灰斗仓壁之间的间隙。使用时，环冷机的鼓风正压使外静密封胶皮和动密封胶皮发生变形，且之间会产生间隙，从而影响密封效果，并且对密封胶皮静止状态的相对位置即制造精度要求比较高，对胶皮硬度等也有要求，否则难以达到使用状态下的密封要求。故原有的密封装置存在以下不足：一是密封较差，漏风大，造成环冷机上的烧结矿冷却较差；二是安装与检修较困难；三是使用周期较短，大约仅1～2周就需要修理或更换胶皮；四是环冷机车体、动、静密封板的制造要求精密；五是必须用专用的密封胶皮，费用较高。

2 新型鼓风环冷机密封装置的设计及应用

基于鼓风环冷机传统密封装置存在的弊端，攀钢炼铁利用6#烧结机大、中修机会，对其进行改进，研制出一种新型密封装置。这种密封装置的主要设计思路是：在环冷机下栏板影射的灰斗仓壁点上，留出间隙3～5mm的位置设置内静密封板机座及基础座板，基础座板距离环冷机下栏板的下缘留出50～80mm的间隙，在基础座板上间隔250～300mm做密封胶皮的固定销；此静密封胶皮高出环冷机下栏板的下缘100mm左右。新型密封装置的结构见图3、4。

工作原理与效果：利用环冷机的鼓风正压，安装在内静密封板上的内静密封胶皮产生向环冷机下栏板紧靠的变形，如此，安装在内静密封板上的内静密封胶皮使用时将紧贴在环冷机台车的下栏板上，内静密封胶皮与环冷机下栏板内侧面紧密接触，形成第一道密封，加上原有的密封，进一步增强了密封效果，使得密封较好，漏风小，环冷机上的烧结矿冷却较好。采用内静密封装置后，对环冷机车体，动、静密封板的制造精度要求较低；内静密封装置可以直接在灰斗仓内安装，检修和更换也比较方便。采用的内静密封胶皮与环冷机下栏板之间有间隙时利用风压相互贴紧，可减少摩擦，延长使用周期，内静密封胶皮的更换周期大约可达到2～6个月；且内静密封胶皮可以用废旧皮带改制，无须使用专用的密封胶皮，从而节约了设备维修成本。

图3 新型鼓风环冷机密封装置示意图

1-环形台车体; 2-灰斗仓; 3-台车本体; 4-台车轨道; 5-动密封板座; 6-动密封胶皮; 7-静密封胶皮; 8-静密封板座; 9-灰斗仓壁; 10-增加的自制内密封胶皮; 11-增加的自制内密封胶皮固定座体

图4 细部特征放大图

3 新型鼓风环冷机密封装置应用效果

3.1 环冷机的密封新型装置的效果

改进后，风箱内的“静密封”胶皮的宽度、挡板上的“耳子”间距和高度都固定尺寸，这样在每次检修前可以提前准备好密封胶皮，密封胶皮的长度从以往的每块800～1000mm改为15m左右，整个环冷机一圈的密封只需2～3块胶皮即可。检修停机后，在2～3小时即可迅速更换好所有的密封胶皮；同时，密封胶皮不受烧结矿的冲刷，风机从下往上鼓风，密封胶皮不会被烧坏，因此保证了环冷机始终具有很好的密封效果。烧结矿在环冷机里缓冷，更加充分结晶，有利于提高烧结矿强度和成品率。

经检测，改进后烧结矿冷却后的温度始终保证在120℃以下，减少打水等，提高了烧结矿成品率0.3%左右，成品运输皮带的周期延长了大约1/3；大大减少了散料的吹出量，降低了职工的劳动强度，还节约了检修时间。

3.2 经济效益测算

试验证明，烧结矿“红料”(高温烧结矿)大量减少，烧结矿成品率提高0.3%左右，年创效益在100万元以上；同时红烧结矿大幅度减少，使得烧结矿运输系统皮带使用周期延长，节约皮带年创效益在60万元以上。

综合上述经济收益测算， 因密封系统改进， 每年可以节约成本160万元以上， 而此项密封装置一次性投入的改造资金不足10万元， 经济效益颇为可观。

4 结语

攀钢炼铁在6#鼓风环冷机上采用自行开发的新型密封装置(改进传统的密封装置)， 实践证明是成功的， 它有效提升了环冷机的冷却效率。这种新型密封装置结构简单， 安装方便，密封不受台车跑偏的影响， 有效解决了鼓风环冷机传统密封中存在的一些问题， 经济效益和社会效益显著， 具有推广价值。

[1]汪崇问，张永中，曹建民.马钢一铁3号鼓风环冷机密封装置的改造[J].烧结球团，2007，Vol.32(6)：35-37.

[2]张永中,汪崇问,曹建民.一种新型鼓风环冷机密封装置的设计与应用[J].安徽冶金,2008(3):27-29.

[3]胡松.烧结余热发电工程环冷机密封技术的改进优化[J].中国水运，2013，Vol.13(6)：136-138.

[4]丑善强，于青松.环冷机密封装置改造[J].中国新技术新产品，2013(1):(上).

[5]刘丽芳.环冷机密封技术开发与应用[J].柳钢科技，2014(1)：61.

Application of a New Type in Blast Annular Cooler Seals

He Muguang Wang Ahu Yi Kai

(Panzhihua Vanadium Iron Works Company, Panzhihua 617022)

The problems are discussed about the original sealing device of Pangang 6#blast annular cooler, it is necessary to improve the effect of sealing device. A new sealing device and its application in 6#sintering machine blast ring cooler of Pangang are described.

Blast ring cooler New type seals Application effect

何木光，男，1967年出生，工程硕士，高级工程师，2001年毕业于重庆大学冶金工程

TF321.8

B

10.3969/j.issn.1001-1269.2014.06.014

2014-05-12)