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上下密封阀的使用与维护

沙里木江，吾马苏尔

(宝钢集团八钢分公司炼铁分公司高炉分厂供配料作业区乌鲁木齐830022)

摘  要：高炉炼铁设备系统中无料钟炉顶料罐是重要设备之一，B2500立方米高炉炉顶料罐是窜罐式，其中称量料罐的密封是否良好对高炉的生产起到关键性作用，称量料罐密封效果好炉料可以按设定布料圈数布料，如果称量料罐密封不好漏气可导致炉料不能保证按设定的圈数布料，甚至造成布料不能进行及休风，影响炉况顺行及煤气流的合理运用。

关键词：无钟炉顶；称量料罐；下密封阀；密封效果；温度；润滑；耐高温；使用寿命

无料钟炉顶称量料罐密封效果良好及密封材料是否耐高温是高炉顺产高产的重要环节之一，密封材料材质要求既能起到良好的密封作用同时又具备耐高温的性能，其中密封效果是否良好的一个重要条件是阀板在运行过程中是否能开关到位，而保证阀板开关到位的一个重要条件是设备的润滑要良好，这样阀板在运行过程中才能灵活准确的开关到位，使密封性能达到最好要求，才能符合高炉冶炼顺行的要求。

1  上下密封阀存在的问题及分析

1．1工作原理及结构特征

上下密封阀是高炉炉顶装料的关键设备，其工作原理是：在称量料罐排压后，上密封阀打开装料，受料罐停止供料后，该阀关闭，对称量罐进行封闭，保证高炉高压操作；称量罐均压后，下密封阀打开，之后打开料流调节阀，炉料经下阀箱、气密箱，由布料溜槽向炉内布料，布料完成后，依次关闭料流调节阀、下密，密封炉气，保证高炉高压操作。

上下密封阀的参数为：上密封阀DN1150mm；下密封阀DN 900mm；密封压力0．2～0．25MPa，最大0．28MPa，工作温度105—120℃；干油润滑，12个润滑点，其中11点为8h／次，1点为45min／次，压力40MPa，上下密封阀均由阀板、阀座、驱动装置等组成。

阀的开启：上密获得开启的指令时，启动倾动油缸，使阀座从阀座上脱开，以避免密封面在阀板转动时产生滑动摩擦。然后启动旋转油缸，使阀板绕空心转臂旋转53．8°，阀板转至称量罐检修门一侧，以避免该阀被料流冲刷。阀的关闭动作与上述的相反顺序进行。两油缸的行程终点均设有接近开关，以便和设备进行自动连锁操作。阀座上还设有蒸汽加热和加热电偶测温元件，控制阀座和阀板接触面保持在一定温度，使密封处不致产生冷凝水或潮湿而积灰影响密封性能。为适应制造与安装误差，确保阀座与阀板密封良好，阀板与杠杆臂的连接采用球面支承和蝶形弹簧固定，同时，为了防止密封圈被过度压缩，在阀座内侧设有保护圈，保护圈到阀板的距离为2～3mm。为使阀板上的胶圈更换方便，胶圈的固定采用可拆卸的压环固定。

1．2存在的问题

4#、5#高炉自开炉以来，仅因上下密封阀故障就造成了高炉多次慢风、休风，影响高炉的稳定运行。同时，操作不当会成密封圈使用寿命过短。

1．3原因分析

1)顶温波动对上下密传动轴轴头密封和阀座密封影响较大。由于阀座密封圈材质为硅橡胶，轴头密封使用石墨盘根和硅橡胶O型圈，当顶温超过300℃，下阀箱温度超过120℃时，严重影响密封件的使用寿命。

2)上下密采用液压驱动，由于现场环境高温多尘，各转动部位各润滑点的润滑情况直接关系到上下密动作的可靠性以及轴头密封的使用寿命。

3)密封件结构、材质及阀板定位装置选型设计上存在缺陷，也是造成上下密使用寿命缩短的主要原因之一。

2  维护的措施

2．1  顶温控制

在优化岗位操作规程和提高工艺水平操作水平的基础上，对控制炉顶温度的关键设备——炉顶，使之更加适应高炉工艺要求，在炉况失常，顶温升高时能真正起到快速控制顶温的作用。

高炉炉顶打水枪共有8支，设计为液压式。当顶温高于300℃，能够保证打水枪的正常使用。

2．2  润滑保证

上下密驱动机构是由：倾动油缸、旋转油缸、连杆、转臂、空心轴、轴承座等组成。倾动油缸，驱动连杆并带动阀板压紧或脱开阔座，旋转油缸使转臂转动，转臂再带动杠杆及阀板转动。杠杆中间铰接处为滑动轴承，干油集中润滑。

上下密封阀润滑点采取双线集中干油润滑系统，此系统针对高炉设备润滑点耗油量的不同，采用了20min和8h工作制，上下密的轴头密封采用20min工作制；其他各个润滑点采用8h工作制。系统20min和8h工作制都是采用管路终端压力开关控制二位四通电磁阀。工作原理：干油泵提供的润滑脂通过了二位四通电磁阀的换向，分别对2路管道进行供油并输送到各个对应的双线给油分配器，双线给油分配器再对应各个润滑点定了给油。

双线给油润滑系统的换向依靠管路终端压力开关控制，但这种压力开关工作性能不可靠，主要问题；1)达到压力开关设定值时二位四通电磁阀存在不换向问题；2)压力控制方式换向压力不可调整，系统最高压力仅能达到9MPa，不能满足设备润滑要求，并不方便观察准确数值；3)管路终端压力开关安装位置不合理，不能确保各个润滑点都能得到足够的润滑脂；4)终端压力开关远离润滑站分散安置，不便于故障的排查和维护。

利用润滑停泵时间改造，将原设计管路终端压力开关改为电接点压力表，把电接点压力表的安装位置从管路的终端改到润滑站二位四通换向阀的出口，并且对相应的电气线路重新铺设安装。调整PLC的设置时间，把20min和8h润滑周期调整为2min和5min进行调试，一次试车成功。试车成功后，改回PLC设置，投入正常生产使用中。

投入正常生产运行1个月，定修进行各个润滑点的检查，重点设备气密箱开盖检查，各个轴承位、齿轮润滑油充足，气密箱运行良好；其他润滑点润滑充分。表明改造后的润滑站运行可靠，润滑工作周期合理。

2．3上下密封阀本体缺陷改造

原机设计阀密封圈材质为硅橡胶，硅橡胶工作温度范围是﹣100—350摄氏度，耐高低温性能优异，但硅橡胶机械密封性差且不耐腐蚀，不适应现场腐蚀性烟尘环境。经论证，氟橡胶具有良好的耐热性，优异的化学惰性，好的物理机械性能(包括耐磨)，对大气的突出稳定性、，满意的介电性能和不燃性，是目前正在使用的弹性体中最耐热、耐化学品腐蚀的一种材质，因此建议现场改用氟橡胶材质密封圈。

定位装置原有固定形式存在局限性，仅对其固定螺栓进行防松改造，增加连接方式抗震性，使之更加适应上下密封阀开关时产生的冲击。

合理建议：

1：合理控制炉顶温度，减少炉顶高温对密封圈的损害。

2：加强计划检修定修质量使设备安装精确到位。

3：日常点检过程中对润滑点实际情况进行检查比对，力求润滑效果达到最好及时排除故障点。

4：加强日常操作技能，严格按操作方针进行操作

结  语：

加强对上下密的维护，既满足了高炉定修周期要求，同时降低了设备故障率，满足了高炉强化冶炼要求，降低了维修人员的劳动强度，创造了良好的经济效益。

参考文献

北京：化学工业出版社《冶金机械》