摘  要  酒鋼7座高爐原設(shè)計冷風(fēng)放風(fēng)閥結(jié)構(gòu)為斜蝶板蝶閥與活塞組合形式，在使用過程中由于活塞密封性能不好，存在大量冷風(fēng)泄漏，造成資源的浪費，煉鐵動力成本的升高。本文通過研究對高爐冷風(fēng)放風(fēng)閥結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)化改造，減少冷風(fēng)泄漏量，降低設(shè)備故障，保障冷風(fēng)放風(fēng)閥可靠精準(zhǔn)運行，為煉鐵工序能耗的降低創(chuàng)造條件。

關(guān)鍵詞   斜蝶板  密封  調(diào)節(jié)角度  潤滑  技術(shù)改造

1  概述

高爐冷風(fēng)放風(fēng)閥是送風(fēng)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，冷風(fēng)放風(fēng)閥安裝在鼓風(fēng)機出口與熱風(fēng)爐組間的冷風(fēng)管道上，在鼓風(fēng)機出口風(fēng)量恒定的情況下， 用放風(fēng)閥把一部分或全部鼓風(fēng)排放到大氣中的方法來調(diào)節(jié)高爐入爐風(fēng)量和風(fēng)壓。酒鋼煉鐵廠現(xiàn)有1800m3高爐2座，1000m3高爐1座，450m3高爐4座，高爐總?cè)莘e6400m3。7座高爐原設(shè)計冷風(fēng)放風(fēng)閥結(jié)構(gòu)為斜蝶板蝶閥與活塞組合形式，使用過程中由于活塞與筒體之間長時間摩擦，造成活塞與筒體之間的間隙增大，導(dǎo)致閥門的密封性能降低，高爐送風(fēng)生產(chǎn)過程中冷風(fēng)泄漏嚴重，造成煉鐵動力能耗成本的升高。

技術(shù)人員通過市場調(diào)研，結(jié)合現(xiàn)場工況，提出采用雙蝶閥的形式冷風(fēng)放風(fēng)閥，其中主閥板調(diào)節(jié)閥為斜蝶板，上部放風(fēng)閥為三偏心蝶閥。驅(qū)動裝置操縱偏心蝶閥，并通過外部機械連桿機構(gòu)將放風(fēng)閥與調(diào)節(jié)閥蝶版連接，偏心式放風(fēng)蝶閥閥板密封面堆焊硬質(zhì)合金，閥座密封圈為金屬多層密封材料，關(guān)閉時密封性好，開啟時密封面間磨損小，閥門壽命長。

2  改造前后冷風(fēng)放風(fēng)閥結(jié)構(gòu)對比

    從結(jié)構(gòu)上分析：改造后的冷風(fēng)放風(fēng)閥放散部位采用三偏心蝶閥，主閥與放散閥的聯(lián)動拉桿采用外置結(jié)構(gòu)，驅(qū)動裝置配置在放散小閥上?；钊椒棚L(fēng)閥上部采用活塞結(jié)構(gòu)，主閥與活塞的聯(lián)動拉桿在閥門內(nèi)部，驅(qū)動裝置配置在主閥上。

從備件密封性能分析：三偏心蝶閥具有密封性能好，啟閉靈活，且閥門開啟和關(guān)閉的過程中閥門的密封副之間無相對摩擦，閥門具有越關(guān)越緊的特性；活塞放散采用的是活塞在活塞筒上滑動，靠活塞環(huán)密封的結(jié)構(gòu)形式，在長期的運行情況下，活塞環(huán)勢必摩擦損壞，因而造成活塞與活塞筒之間間隙增大，造成閥門泄漏，因此偏心式的放散閥密封性能要遠高于活塞式放風(fēng)閥。

從備件的調(diào)節(jié)精度分析：偏心蝶閥的啟閉較活塞靈活，且調(diào)節(jié)風(fēng)量范圍變化迅速，放風(fēng)量大，偏心式放風(fēng)閥驅(qū)動裝置配置在上部小蝶閥上，小閥帶動大閥，閥板轉(zhuǎn)動角度0-60°調(diào)節(jié)角度大，精度高。

從備件維護方面分析：偏心式放風(fēng)閥較之于活塞式放風(fēng)閥，動作靈活，故障點少。偏心式放風(fēng)閥聯(lián)動拉桿置于閥門外部，調(diào)整檢修方便，避免了活塞式放風(fēng)閥拉桿置于內(nèi)部無法檢修的安全隱患?；钊椒棚L(fēng)閥對活塞及放風(fēng)筒加工精度要求高，容易出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象。

3  改造后的冷風(fēng)放風(fēng)閥日常維護注意要點

3.1  改造后的冷風(fēng)放風(fēng)閥運行故障統(tǒng)計

改造后的冷風(fēng)放風(fēng)閥，閥位控制更加靈活準(zhǔn)確，高爐放風(fēng)量控制在50-100m3/min，降低了風(fēng)耗；同時改造后的放風(fēng)閥現(xiàn)場放風(fēng)量噪聲低于40分貝，改善了現(xiàn)場職工環(huán)境。但在日常維護過程中仍出現(xiàn)部分故障，給高爐休復(fù)風(fēng)操作帶來困難，改造后冷風(fēng)放風(fēng)閥運行故障表1：

3.2  冷風(fēng)放風(fēng)閥運行故障原因分析

改造后的冷風(fēng)放風(fēng)閥放風(fēng)口主軸同軸心設(shè)置的電動裝置輸出軸上固定安裝有曲柄，通過銷軸與連桿鉸接，連桿的另一端通過銷軸與安裝在調(diào)節(jié)蝶閥主軸上的曲柄鉸連接。連桿的兩端各帶有一個關(guān)節(jié)軸承，來解決由于加工和裝配等誤差可能造成的兩曲柄不在同一平面內(nèi)回轉(zhuǎn)的問題。連桿的中間部位有一調(diào)節(jié)連桿長短的裝置。偏心式冷風(fēng)放風(fēng)閥的調(diào)節(jié)蝶閥和放風(fēng)口的主軸通過滑動軸承與閥體配合，在滑動軸承的內(nèi)外兩側(cè)分別設(shè)置填料密封，構(gòu)成與滑動軸承配合的雙密封結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)見圖3。其存在的問題是調(diào)節(jié)蝶閥軸端及放風(fēng)口蝶閥軸端安裝的內(nèi)置滾動軸承在高溫環(huán)境下易出現(xiàn)軸承燒傷、保持架碎裂引發(fā)的閥板卡阻故障而影響冷風(fēng)放風(fēng)閥的功能。

（1）軸承采用的周期性潤滑脂潤滑，原設(shè)計潤滑點位于軸承上方位置，潤滑脂通過軸承外圈上的導(dǎo)油槽及注油孔進入軸承內(nèi)部，基于先易后難的原理，當(dāng)潤滑脂通過軸承外圈上的導(dǎo)油槽經(jīng)過軸承上最容易進入的注油孔進入軸承內(nèi)部，但是潤滑脂持續(xù)進入后并未按設(shè)計預(yù)想的通過軸承外圈油槽進入軸承其他兩個注油孔進入軸承內(nèi)部，而是從軸承滾子縫隙沿著軸承內(nèi)側(cè)密封填料間隙進入閥體內(nèi)部，或從外部壓蓋縫隙被擠出，這就造成軸承局部潤滑不到位，這造成了只有部分軸承滾動體與滾道形成油膜，其余未被潤滑到的滾動體出現(xiàn)干摩。

（2）偏心式冷風(fēng)放風(fēng)閥調(diào)節(jié)蝶閥在高爐正常生產(chǎn)調(diào)節(jié)入爐風(fēng)量時的旋轉(zhuǎn)角度不超過5°（高爐休復(fù)風(fēng)時最大轉(zhuǎn)動角度≤60°），定期注入的潤滑脂不能通過軸的旋轉(zhuǎn)被帶入軸承下部，而軸承下部滾動體長期承受重載荷，故在高爐調(diào)節(jié)入爐風(fēng)量時軸承下部滾動體出現(xiàn)干摩，造成調(diào)節(jié)蝶閥軸端軸承下部滾子磨損，最終導(dǎo)致冷風(fēng)放風(fēng)閥卡阻。

（3）由于軸承內(nèi)側(cè)的密封填料并不具備隔熱功效，所以軸承處的溫度接近放風(fēng)閥內(nèi)部工況溫度200℃，而最初選用的潤滑脂在200℃的高溫環(huán)境下發(fā)生變質(zhì)，出現(xiàn)的黑色塊狀物質(zhì)依附于軸承內(nèi)、外圈及滾子表面，注入的潤滑脂不但沒有對軸承起到潤滑作用，反而形成的黑色塊狀物質(zhì)增加了軸承轉(zhuǎn)動阻力。此外放風(fēng)閥軸承潤滑脂選型為二硫化鉬鋰基脂 2#，潤滑周期為1周，二硫化鉬鋰基脂 2#的理論滴點為236℃，現(xiàn)場取樣潤滑脂化驗滴點為180℃，而現(xiàn)場放風(fēng)閥軸承包工作環(huán)境溫度在240-270℃左右，油脂在高溫下熔化，混入冷風(fēng)中含有灰塵等雜質(zhì)，潤化不良是導(dǎo)致軸承損壞的原因

（4）放風(fēng)閥主閥板內(nèi)部軸承型號為調(diào)心滾子軸承24034，游隙為200-260um,C3組,軸承緊靠軸頭密封安裝，閥板轉(zhuǎn)動角度0-60°，閥板運行過程中軸承受力分布始終不均，導(dǎo)致軸承工作游隙不均，使傳動軸存在徑向微動現(xiàn)象，造成部分軸承滾柱受軸向力較大，發(fā)生軸向竄動，損壞軸承保持架。

3.3  冷風(fēng)放風(fēng)閥運行維護注意事項

（1）在軸承座正對軸承外圈注油孔的位置再增加兩個潤滑點，確保潤滑脂可以充實到整個軸承內(nèi)部。同時在放風(fēng)閥各軸承包外側(cè)加裝風(fēng)冷裝置

（2）當(dāng)軸承工作溫度超過120℃時，應(yīng)采用特殊的潤滑脂；超過200℃時，潤滑脂相對消耗量較大?；谶@個原則，所以將原使用的潤滑脂改型為特殊潤滑脂，將現(xiàn)使用的美孚EP2型潤滑脂改成老鷹牌G.BESLUX KOMPLES  HT-2/S型潤滑脂，該潤滑脂的液化點在350℃。

（3）檢修調(diào)整測量軸承外圈與軸承壓蓋間的間隙，保證間隙過盈30-50um,減輕軸承工作游隙不均現(xiàn)象。

（4）為了徹底杜絕冷風(fēng)溫度對冷風(fēng)放風(fēng)閥軸端軸承的影響，對軸端軸承安裝位置進行了改造，具體改造內(nèi)容：將閥板軸加長并將軸端軸承移至軸末端（如圖4所示），這樣徹底消除了由于高溫造成的冷風(fēng)放風(fēng)閥軸端軸承損壞導(dǎo)致的放風(fēng)閥故障。

4  改造后產(chǎn)生的效果

改造后的冷風(fēng)放風(fēng)閥后平均每分鐘減少冷風(fēng)損耗100m3，大大降低冷風(fēng)能源浪費，且傳動機構(gòu)在閥體外側(cè)，日常點檢方便，故障容易處理。更換完與之配套的消音器后冷風(fēng)放風(fēng)閥在放風(fēng)時噪音可降至40分貝以下，大大降低了放風(fēng)噪音對周邊作業(yè)人員身心健康的危害。

5  結(jié)語

將活塞式冷風(fēng)放風(fēng)閥改造為偏心式，解決了閥門因密封性能不好造成大量冷風(fēng)放散被浪費的缺陷，為降低高爐動力能耗成本創(chuàng)造了條件。但在日常維護過程中要做好各蝶閥閥板軸承包的潤滑，調(diào)整好軸承外圈與軸承壓蓋間的間隙，不斷總結(jié)優(yōu)化日常維護方式，保證冷風(fēng)放風(fēng)閥閥板動作可靠精準(zhǔn)，滿足高爐操冶要求。