冶煉廠燒結(jié)機(jī)本體漏風(fēng)分析及維修技術(shù)研究

王 旭

（河鋼股份有限公司承德分公司、河北省釩鈦工程技術(shù)研究中心，河北 承德 067000）

國(guó)家的工業(yè)化發(fā)展水平與其鋼鐵制造業(yè)的發(fā)展有著十分密切的聯(lián)系，在當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)代化建設(shè)不斷發(fā)展的過程中，鋼鐵制造業(yè)也起到了至關(guān)重要的作用。隨著現(xiàn)代化進(jìn)程速度不斷加快，我國(guó)鋼產(chǎn)量已經(jīng)超過世界鋼產(chǎn)量的50%，居于鋼鐵產(chǎn)量第一[1]。在鋼鐵制造業(yè)不斷發(fā)展中，一方面實(shí)現(xiàn)了對(duì)國(guó)外先進(jìn)的煉鐵技術(shù)不斷引進(jìn)，另一方面也實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)以及生產(chǎn)設(shè)備的改進(jìn)和維護(hù)。燒結(jié)造塊煉鐵工藝是當(dāng)前我國(guó)最常見的一種煉鐵工藝，在冶煉過程中按照規(guī)定的比例將不同材料放置在燒結(jié)機(jī)當(dāng)中，通過加壓、抽風(fēng)等操作實(shí)現(xiàn)對(duì)塊狀燒結(jié)礦的生產(chǎn)[2]。在這一過程中燒結(jié)機(jī)本體的質(zhì)量將決定著整個(gè)工藝流程的質(zhì)量，因此占據(jù)著十分重要的地位。一旦出現(xiàn)燒結(jié)機(jī)本體漏風(fēng)現(xiàn)象，則不僅會(huì)造成工藝質(zhì)量降低，同時(shí)還會(huì)造成嚴(yán)重的安全事故問題，影響冶煉廠的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。因此，針對(duì)這一問題，為促進(jìn)冶煉廠生產(chǎn)工藝的發(fā)展，本文開展冶煉廠燒結(jié)機(jī)本體漏風(fēng)分析及維修技術(shù)研究。

1 冶煉廠燒結(jié)機(jī)本體漏風(fēng)維修技術(shù)設(shè)計(jì)

1.1 冶煉廠燒結(jié)機(jī)本體漏風(fēng)分析

針對(duì)當(dāng)前冶煉廠燒結(jié)機(jī)本體漏風(fēng)現(xiàn)象，對(duì)其產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，首先明確漏風(fēng)的主要結(jié)構(gòu)包括：燒結(jié)機(jī)本體與風(fēng)箱連接位置漏風(fēng)；燒結(jié)機(jī)運(yùn)行過程中產(chǎn)生碰撞和磨損造成漏風(fēng)；燒結(jié)機(jī)欄板結(jié)構(gòu)變形形成裂隙造成漏風(fēng)；燒結(jié)機(jī)浮動(dòng)板與風(fēng)箱滑道之間形成孔隙，造成漏風(fēng)。上述四種問題均會(huì)造成燒結(jié)機(jī)本體出現(xiàn)不同程度的漏風(fēng)，其漏風(fēng)率依次增加。其中第一種漏風(fēng)現(xiàn)象產(chǎn)生主要是由于燒結(jié)機(jī)管道在工藝生產(chǎn)過程中遇熱發(fā)生膨脹，并在周圍溫度迅速下降后產(chǎn)生變形[3]。第二種漏風(fēng)問題主要是由于在運(yùn)輸車輛卸礦時(shí)出現(xiàn)了相互碰撞，使得燒結(jié)機(jī)底部出現(xiàn)了三角形的空洞，或密封結(jié)構(gòu)由于受到長(zhǎng)時(shí)期的碰撞出現(xiàn)了一定程度的磨損導(dǎo)致。第三種漏風(fēng)問題主要是由于欄板結(jié)構(gòu)變形造成其連接位置結(jié)構(gòu)無法緊密連接造成。第四種漏風(fēng)問題是燒結(jié)機(jī)本體漏風(fēng)中最常見的一種，隨著燒結(jié)機(jī)本體長(zhǎng)寬比例的不斷增加，其總漏率也會(huì)不斷增加，最大可以達(dá)到55%的漏風(fēng)率。

1.2 燒結(jié)機(jī)壓板式銷孔密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)上述內(nèi)容分析，明確幾種不同燒結(jié)機(jī)本體漏風(fēng)問題及相應(yīng)產(chǎn)生原因后，對(duì)維修技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先從燒結(jié)機(jī)本體結(jié)構(gòu)角度出發(fā)，針對(duì)其壓板式銷孔密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。結(jié)合壓板式銷孔密封結(jié)構(gòu)漏風(fēng)特性，根據(jù)本文上述臺(tái)車邊緣料層漏風(fēng)的原理，對(duì)安裝在燒結(jié)機(jī)本體上的密封裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。針對(duì)傳統(tǒng)銷連接的方式，利用螺紋連接替換，并在燒結(jié)機(jī)外部增加一個(gè)彈簧墊片結(jié)構(gòu)，使其緊固連接。同時(shí)，采用錐形面接觸的方式對(duì)燒結(jié)機(jī)連接位置進(jìn)行密封處理[4]。除此之外，改變傳統(tǒng)壓塊結(jié)構(gòu)為壓板結(jié)構(gòu)，在對(duì)燒結(jié)機(jī)改動(dòng)不大并且能夠保證工藝運(yùn)行過程中邊緣位置上的礦料能夠被全部燒透的基礎(chǔ)上，將風(fēng)箱結(jié)構(gòu)的抽風(fēng)面積從原本大小在邊緣位置上將低9%，以此減少在燒結(jié)的過程中臺(tái)車邊緣容易出現(xiàn)漏風(fēng)問題的產(chǎn)生概率。圖1為本文設(shè)計(jì)的燒結(jié)機(jī)壓板式銷孔密封結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1 本文設(shè)計(jì)的燒結(jié)機(jī)壓板式銷孔密封結(jié)構(gòu)示意圖

圖1中，a表示為螺母結(jié)構(gòu)；b表示為墊片結(jié)構(gòu)；c表示為臺(tái)車?yán)褰Y(jié)構(gòu)。按照?qǐng)D1中所示的密封結(jié)構(gòu)，通過設(shè)置帶有壓塊盲板的壓塊，減少靠近欄板邊緣的抽風(fēng)面積，以此實(shí)現(xiàn)在不影響邊緣礦料燒結(jié)的情況下，降低燒結(jié)機(jī)本體的漏風(fēng)率。

1.3 增設(shè)漏風(fēng)傳感器防護(hù)裝置

為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)燒結(jié)機(jī)本體漏風(fēng)問題的維護(hù)，需要對(duì)燒結(jié)機(jī)本體內(nèi)部含氧量進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，選擇在燒結(jié)機(jī)本體臺(tái)車結(jié)構(gòu)上安裝一個(gè)漏風(fēng)傳感器防護(hù)裝置。同時(shí)，由于燒結(jié)工藝環(huán)境復(fù)雜，影響傳感器應(yīng)用性能的因素較多，因此為了避免傳感器受到高溫和污染氣體的沖蝕，選擇在傳感器防護(hù)裝置上設(shè)置一層保護(hù)結(jié)構(gòu)。利用傳感器防護(hù)裝置主要針對(duì)燒結(jié)機(jī)本體產(chǎn)生的煙氣中的含氧量進(jìn)行測(cè)量。為了方便安裝，需要將燒結(jié)機(jī)臺(tái)車車輪上部分銑孔，并焊接法蘭盤結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

圖2 燒結(jié)機(jī)本體臺(tái)車安裝傳感器示意圖

圖2中，I表示為燒結(jié)機(jī)臺(tái)車欄板結(jié)構(gòu)；II表示為燒結(jié)機(jī)臺(tái)車車輪結(jié)構(gòu)；III表示為固定法蘭。明確傳感器防護(hù)裝置的安裝方式后，將與開關(guān)感應(yīng)裝置接近的安裝在其對(duì)應(yīng)的風(fēng)箱結(jié)構(gòu)上，并將傳感器防護(hù)裝置與A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行連接。通過A/D轉(zhuǎn)換器結(jié)合RS485總線和數(shù)據(jù)采集板擴(kuò)展板結(jié)構(gòu)對(duì)燒結(jié)機(jī)的煙氣含氧量進(jìn)行測(cè)定。在對(duì)含氧量數(shù)據(jù)采集的過程中，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器保護(hù)裝置的合理安置，可將橫向邊緣銑孔以并焊的方式與法蘭結(jié)構(gòu)連接[5]。通過上述方式實(shí)現(xiàn)對(duì)漏風(fēng)傳感器防護(hù)裝置的安裝，并利用該裝置對(duì)燒結(jié)機(jī)本體產(chǎn)生的煙氣中含氧量進(jìn)行測(cè)量，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)其漏風(fēng)情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。在獲取到漏風(fēng)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合本文上述設(shè)計(jì)的燒結(jié)機(jī)壓板式銷孔密封結(jié)構(gòu)，針對(duì)存在漏風(fēng)問題的區(qū)域，對(duì)其進(jìn)行密封處理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)燒結(jié)機(jī)本體漏風(fēng)情況的快速維修。

2 應(yīng)用效果分析

通過本文上述論述，實(shí)現(xiàn)對(duì)燒結(jié)機(jī)本體維護(hù)技術(shù)的設(shè)計(jì)后，為驗(yàn)證該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的效果，選擇將某冶煉廠作為實(shí)驗(yàn)依托，將本文提出的維護(hù)技術(shù)應(yīng)用到該冶煉廠的燒結(jié)機(jī)當(dāng)中，針對(duì)其存在的漏風(fēng)問題，利用本文技術(shù)對(duì)其進(jìn)行維護(hù)。首先針對(duì)該冶煉廠當(dāng)中現(xiàn)有的5臺(tái)燒結(jié)機(jī)設(shè)備的漏風(fēng)率進(jìn)行計(jì)算，漏風(fēng)率的計(jì)算公式為：

公式（1）中，Q表示為燒結(jié)機(jī)本體漏風(fēng)率；K表示為漏風(fēng)系數(shù)；L表示為燒結(jié)機(jī)本體結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度；B表示為燒結(jié)機(jī)本體結(jié)構(gòu)寬度；P表示為燒結(jié)機(jī)內(nèi)部負(fù)壓。根據(jù)上述公式計(jì)算得出5臺(tái)燒結(jié)機(jī)的漏風(fēng)率如表1所示。

表1 冶煉廠中現(xiàn)有四臺(tái)燒結(jié)機(jī)本體漏風(fēng)率記錄表

從表1記錄數(shù)據(jù)可以看出，#S02燒結(jié)機(jī)漏風(fēng)率最高，達(dá)到82.36%，#S05燒結(jié)機(jī)漏風(fēng)率最低，為37.24%。在上述記錄結(jié)果的基礎(chǔ)上，分別對(duì)五臺(tái)燒結(jié)機(jī)采用本文提出的維修技術(shù)對(duì)其進(jìn)行維修，并在完成維修后，在運(yùn)行時(shí)間達(dá)到24h后，對(duì)每臺(tái)燒結(jié)機(jī)的漏風(fēng)率進(jìn)行記錄，并將結(jié)果記錄如表2所示。

表2 四臺(tái)燒結(jié)機(jī)維修后漏風(fēng)率記錄表

從表2數(shù)據(jù)可以看出，利用本文提出的維修技術(shù)對(duì)五臺(tái)燒結(jié)機(jī)進(jìn)行維修后，在24h時(shí)間內(nèi)漏風(fēng)率均控制在了15.00%以下。雖然在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，從12h到24h五臺(tái)燒結(jié)機(jī)的漏風(fēng)率出現(xiàn)了不同程度地增漲，但其漏風(fēng)率始終控制在合理的范圍內(nèi)，不會(huì)影響到燒結(jié)工藝的質(zhì)量和效率。因此，通過上述應(yīng)用實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明，本文提出的維修技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)燒結(jié)機(jī)本體漏風(fēng)問題的有效維護(hù)，降低燒結(jié)機(jī)漏風(fēng)率的同時(shí)，提高燒結(jié)機(jī)整體運(yùn)行性能。

3 結(jié)語(yǔ)

燒結(jié)機(jī)本體的漏風(fēng)將會(huì)影響到整個(gè)冶煉廠的燒結(jié)效率和質(zhì)量，通過本文研究，在明確燒結(jié)機(jī)本體漏風(fēng)現(xiàn)象及主要原因的基礎(chǔ)上，提出了一種全新的維修技術(shù)，并通過應(yīng)用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果。但由于研究能力有限，本文在將新的維修技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際時(shí)，只是將完成加工的密封板零件引入，實(shí)現(xiàn)了初步驗(yàn)證，對(duì)于后續(xù)燒結(jié)機(jī)在運(yùn)行一段時(shí)間后，密封板零件結(jié)構(gòu)是否會(huì)出現(xiàn)裂縫或密封性降低問題，并未涉及。因此，在后續(xù)的研究中，為實(shí)現(xiàn)對(duì)本文維修技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化和創(chuàng)新，還將針對(duì)這一問題進(jìn)行更加深入研究。