新燒結(jié)環(huán)冷機(jī)密封工藝技術(shù)研究

宋雷鳴

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，對(duì)于環(huán)保節(jié)能的方面重視度相當(dāng)?shù)母撸谖覀兩鐣?huì)各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中大量的應(yīng)用新型節(jié)能環(huán)保技術(shù)。燒結(jié)環(huán)熱礦冷機(jī)的廢氣漏風(fēng)率直接關(guān)系影響著整個(gè)燒結(jié)環(huán)冷礦的生產(chǎn)品質(zhì)和以及燒結(jié)礦在工藝中的節(jié)能降耗兩個(gè)指標(biāo)。現(xiàn)有環(huán)氧密封制冷技術(shù)只是針對(duì)制冷漏風(fēng)壓降問題的基本技術(shù)解決實(shí)施方案，難以做到從根本上有效降低采用環(huán)氧制冷機(jī)的實(shí)際漏風(fēng)率。

關(guān)鍵詞：節(jié)能環(huán)保制冷機(jī)械防漏風(fēng);柔性和磁性;密封

我國小型燒結(jié)機(jī)漏風(fēng)率相對(duì)而言較高，國外大型燒結(jié)機(jī)平均漏風(fēng)率已經(jīng)減少搭到很低的程度。燒結(jié)環(huán)氧制冷機(jī)組的密封冷卻效果不好，漏風(fēng)也比較嚴(yán)重，燒結(jié)環(huán)氧礦的風(fēng)機(jī)冷卻制熱效果降低了，燒結(jié)環(huán)氧制冷機(jī)組的產(chǎn)量和運(yùn)行質(zhì)量都受到了影響;風(fēng)機(jī)冷卻塔和風(fēng)機(jī)運(yùn)行電耗增加了，風(fēng)機(jī)運(yùn)行維護(hù)成本也增加了;風(fēng)機(jī)漏出的大量含硫和粉塵有毒氣體對(duì)周邊環(huán)境造成了污染。余熱綜合利用技術(shù)是鋼鐵燒結(jié)機(jī)構(gòu)節(jié)能的重要產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略方向，我國大多數(shù)大型鋼鐵燒結(jié)公司都配備具有鋼鐵燒結(jié)機(jī)構(gòu)余熱后的發(fā)電通風(fēng)系統(tǒng)，燒結(jié)機(jī)構(gòu)易漏風(fēng)，嚴(yán)重影響到鋼鐵鍋爐加熱進(jìn)口時(shí)的煙氣燃燒溫度，降低鋼鐵鍋爐加熱產(chǎn)生蒸汽的熱量。

1漏風(fēng)原因分析與解決方案

燒結(jié)環(huán)式制冷機(jī)臺(tái)車是連續(xù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)制冷設(shè)備，臺(tái)車與下部燒結(jié)風(fēng)箱之間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)。由于室外兩者之間同時(shí)存在室外溫度差和室內(nèi)壓力差，需要及時(shí)進(jìn)行空氣密封，以有效減少由溫度壓差和壓力溫差不同造成的室內(nèi)空氣反向流動(dòng)而直接形成的空氣漏風(fēng)。一般使用情況下，燒結(jié)臺(tái)車環(huán)氧制冷機(jī)的滑動(dòng)密封原理是將具有耐高度高溫的不銹橡膠板固定好并安裝在風(fēng)機(jī)臺(tái)車的燒結(jié)上下車頂部或兩側(cè)風(fēng)機(jī)機(jī)室兩側(cè)煙囪外罩上，通過控制橡膠板與不銹鋼板之間的橫向滑動(dòng)，來對(duì)燒結(jié)臺(tái)車與下部風(fēng)室和兩側(cè)煙罩連接處的各個(gè)間隙部件進(jìn)行滑動(dòng)密封。

（1）進(jìn)行風(fēng)室加熱處理的密封板由于制冷臺(tái)車在風(fēng)機(jī)運(yùn)動(dòng)過程中的上下左右經(jīng)常竄動(dòng)，并且在風(fēng)機(jī)高溫循環(huán)煙氣等的作用下，造成帶有橡膠板的密封板容易磨損而且變形嚴(yán)重，密封性性能較差，這種性能缺陷導(dǎo)致使整臺(tái)環(huán)氧制冷機(jī)組的漏風(fēng)率可高達(dá)30%-40%，這不僅大幅度降低了風(fēng)機(jī)煙氣的外漏再循環(huán)風(fēng)機(jī)利用率，降低了外漏循環(huán)風(fēng)機(jī)煙氣的利用溫度，影響風(fēng)機(jī)發(fā)電量，同時(shí)還要補(bǔ)充大量的風(fēng)機(jī)外漏循環(huán)煙氣，大幅度地增加了再循環(huán)煙氣風(fēng)機(jī)的運(yùn)行負(fù)荷，影響了風(fēng)機(jī)余熱量和煙氣的循環(huán)利用，增加了風(fēng)機(jī)電耗，對(duì)這些性能缺陷進(jìn)行處理，必須做到等風(fēng)機(jī)燒結(jié)整個(gè)工序之后有一個(gè)較長時(shí)間的滯后停產(chǎn)，才能對(duì)其進(jìn)行一次局部性的檢修。

（2）隔熱燒結(jié)后的環(huán)式制冷機(jī)構(gòu)在臺(tái)車與下部環(huán)冷風(fēng)箱之間部分使用了軟橡膠材料密封，其它的優(yōu)點(diǎn)主要是良好的隔熱耐磨性、彈性和較高硬度。存在的主要 問題之一是該該橡膠如果長時(shí)間浸水使用容易發(fā)生老化，降低了該橡膠的連續(xù)使用壽命，容易在此處使用產(chǎn)生橡膠漏風(fēng)。其產(chǎn)生原因主要是：一者就是由于高溫高熱環(huán)境，燒結(jié)后的環(huán)熱礦冷機(jī)長年在這種高溫高熱環(huán)境下持續(xù)運(yùn)行，密封塑料橡膠容易快速老化，特別恰當(dāng)是為了增加橡膠燒結(jié)時(shí)的余熱采用回收控制裝置以后，密封塑料橡膠的燒結(jié)熱輻射被大大加強(qiáng)，加速其高度老化生長速度;二者就是，高溫大粉塵量的環(huán)境，高溫大粉塵量的環(huán)境直接增加了密封橡膠間的摩擦;三者就是高速運(yùn)動(dòng)與水的碰撞，臺(tái)車底部或者汽車?yán)鋮s的頂部燒結(jié)環(huán)冷礦與密封橡膠發(fā)生碰撞，導(dǎo)致密封橡膠迅速斷裂。上述種種原因，導(dǎo)致各種橡膠部件密封的使用壽命只有30～90天，密封件的橡膠部件出現(xiàn)嚴(yán)重破損后使其漏風(fēng)率急劇增加，高達(dá)50%以上。

2環(huán)冷機(jī)漏風(fēng)綜合治理建議

我國國內(nèi)現(xiàn)有的環(huán)氧燒結(jié)機(jī)和環(huán)氧制冷機(jī)的基本漏風(fēng)率有的甚至高達(dá)60%，以上基本 漏風(fēng)措施雖然已經(jīng)可以有效達(dá)到一定的漏風(fēng)效果，但是還存有很多新的缺陷，需要進(jìn)一步進(jìn)行改善或者提升。橡膠材料密封易發(fā)生老化，破損后橡膠漏風(fēng)率大大增加。針對(duì)以上這些問題，柔性型磁性氣體密封封套技術(shù)已經(jīng)是主要的可代替密封技術(shù)之一。柔磁性鋼刷密封材料技術(shù)主要是以專用磁性粉和鋼刷密封為技術(shù)核心，增加磁性精礦和鋼粉。磁性密封鋼刷的摩擦作用主要是與其他環(huán)氧制冷機(jī)械及相關(guān)的零部件發(fā)生摩擦，起到增強(qiáng)密封性的效果。

2.1環(huán)冷機(jī)底部密封

彈性物體密封滑動(dòng)裝置的主要用途是為了增加物體接觸的滑動(dòng)緊密性。磁性不銹鋼刷和其他精礦研磨粉一起對(duì)于循環(huán)冷機(jī)底部進(jìn)行密封。為了有效保證使用密封器的效果，兩者都需要分別具備適當(dāng)?shù)拿芊鈱挾?。?nèi)部柔軟的磁性零件密封由于鋼板印刷與內(nèi)部零件接觸發(fā)生摩擦，形成磁性密封。

2.2臺(tái)車橫梁密封

為了有效率地預(yù)防使用環(huán)流式冷機(jī)車體燒結(jié)過程產(chǎn)生的大量礦渣和卡料，環(huán)流式冷機(jī)的整個(gè)車體內(nèi)部橫梁與臺(tái)式環(huán)冷機(jī)的整個(gè)車體之間都還需要分別設(shè)計(jì)一定的直接橡膠件與密封件的距離，現(xiàn)有的密封技術(shù)中大多數(shù)都用的是直接橡膠采用柔性的磁性復(fù)合橡膠進(jìn)行密封。為了有效率地增加節(jié)能環(huán)保制冷機(jī)的密封使用壽命，保證良好的環(huán)冷密封使用效果，更換了各種合成柔性和磁性密封橡膠作為密封的配套技術(shù)。

2.3煙罩密封

為了更好地保證燒結(jié)過程中余熱的合理利用和效果，環(huán)氧制冷機(jī)集風(fēng)罩兩邊采用材料一般是耐熱 的，比如：傳輸帶、石棉布，他們的缺點(diǎn)是容易發(fā)生老化。環(huán)氧磁性鋼刷集風(fēng)罩具有良好的耐高溫和抗腐蝕特性，在有效保證了密封和隔熱效果的同時(shí)，增加了使用壽命。

3燒結(jié)余熱回收的熱量轉(zhuǎn)換

在鼓風(fēng)機(jī)余熱轉(zhuǎn)移回收的第一個(gè)過程當(dāng)中，燒結(jié)礦臺(tái)車當(dāng)中的顯熱，會(huì)被環(huán)境空氣轉(zhuǎn)化為熱煙氣和水蒸汽。而其中的顯熱，需要鼓風(fēng)機(jī)分兩步的操作來完成這個(gè)余熱轉(zhuǎn)移的過程。首先，在整個(gè)鼓風(fēng)機(jī)的余熱轉(zhuǎn)移作用下，環(huán)境空氣可能會(huì)將環(huán)冷機(jī)和燒結(jié)礦臺(tái)車當(dāng)中的熱空氣和燒結(jié)礦料通過大氣層進(jìn)行穿透。在這一穿透的過程中，20攝氏度的高溫?zé)峥諝鈺?huì)被自動(dòng)升溫下降至380攝氏度。環(huán)冷機(jī)和燒結(jié)礦中沒有完全停止燃 燒的高溫?zé)Y(jié)礦將可能會(huì)與環(huán)境空氣中的熱量和氧氣濃度發(fā)生反應(yīng)。從而環(huán)境空氣會(huì)將其中的冷空氣快速轉(zhuǎn)化為高溫的煙氣，并且快速吸收環(huán)冷機(jī)和燒結(jié)礦當(dāng)中的氧氣和熱量。此后，380攝氏度的高溫?zé)釤煔庠诠娘L(fēng)機(jī)鍋爐的換熱面積中快速穿過，對(duì)換熱管當(dāng)中的常溫?zé)煔夂退羝M(jìn)行快速加熱，使其快速轉(zhuǎn)化為熱煙氣和水蒸汽。此時(shí)熱煙氣的燃燒溫度可能會(huì)緩慢地下降，并將其中的高溫?zé)崃亢脱鯕鈧鬟f出去給其中的水蒸汽。

4經(jīng)濟(jì)效益分析

環(huán)境質(zhì)量方面，改造后，漏出的污染物和含粉塵氣體進(jìn)一步減少，噪音進(jìn)一步降低，現(xiàn)場及周邊環(huán)境得到改善。燒結(jié)礦余熱回收產(chǎn)品與皮帶的工藝改進(jìn)技術(shù)方面，燒結(jié)礦冷卻的效果進(jìn)一步提高，品質(zhì)進(jìn)一步提升;新的橡膠密封體系使產(chǎn)品能夠更好地耐受高溫，減少了更換新一代橡膠密封的時(shí)間費(fèi)用和更換頻率;進(jìn)一步減少燒結(jié)礦冷卻的風(fēng)量，節(jié)約了電耗;上游燒結(jié)礦的冷卻效果進(jìn)一步提升，下游皮帶使用壽命進(jìn)一步延長。在提高余熱回收發(fā)電效率方面，提升了余熱效率降低回收產(chǎn)品進(jìn)口的溫度，余熱回收發(fā)電的效率得到顯著提升。

結(jié)論

燒結(jié)礦的生產(chǎn)品質(zhì)要不斷提高、降低成本和燒節(jié)能降耗是主要。而燒結(jié)礦的漏風(fēng)控制問題仍然是燒結(jié)廠的其中一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，柔磁性和鋼刷綜合密封技術(shù)的應(yīng)用可以有效控制好燒結(jié)礦的漏風(fēng)率，有利于大大提升燒結(jié)礦產(chǎn)品質(zhì)量、降低燒結(jié)礦成本、增加燒結(jié)礦余熱回收的效果，同時(shí)有利于改善燒結(jié)礦周邊環(huán)境。

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（作者單位：山東省冶金設(shè)計(jì)院股份有限公司）