高爐放風(fēng)閥卡阻現(xiàn)象的分析與解決

張玉奎 王 剛 程 楊 卓玉武 劉志斌

（1.武鋼股份煉鐵廠 武漢 2.安陽鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司 河南安陽）

一、放風(fēng)閥的基本原理與作用

放風(fēng)閥坐落在高壓空氣進(jìn)入高爐前的管道上（圖1a），由Φ1700 mm蝶閥和一組活塞閥組合而成，工作溫度在250℃，日常加風(fēng)、減風(fēng)由爐前操作人員通過按鈕操作，利用閥板上的連桿傳動活塞進(jìn)退，達(dá)到高爐調(diào)節(jié)風(fēng)壓、風(fēng)量的目的。當(dāng)高爐需要加風(fēng)時（圖1b），開啟Φ1700 mm蝶閥翻板，由連桿帶動活塞下行，活塞擋住活塞缸體花孔部位，使風(fēng)量不會從花孔部位進(jìn)入大氣。反之，當(dāng)高爐需要減風(fēng)時，Φ1700 mm蝶閥關(guān)閉，由連桿帶動Φ600 mm活塞閥柱體上行，露出花孔，使高壓空氣從花孔排入大氣，完成減風(fēng)動作。

圖1 放風(fēng)閥

二、常見故障及原因分析

偏心蝶閥與活塞閥組成的放風(fēng)閥受到壓力、溫度的影響，經(jīng)常出現(xiàn)的問題是渦輪無法轉(zhuǎn)動，人工強(qiáng)制開啟也無法扭動，造成放風(fēng)閥無法工作。經(jīng)開孔檢查發(fā)現(xiàn)，在高溫?zé)o潤滑狀態(tài)下，由于密封材料熱脹冷縮，活塞缸體與活塞產(chǎn)生抱死現(xiàn)象，活塞環(huán)與缸體有刮擦的痕跡。依據(jù)放風(fēng)閥的損壞情況，仔細(xì)查看現(xiàn)場實物，發(fā)現(xiàn)活塞環(huán)口與缸體有劃傷痕、連桿調(diào)節(jié)裝置螺栓有松動、減速機(jī)傳動齒輪有開裂現(xiàn)象發(fā)生。放風(fēng)閥通過蝶閥和活塞閥組合完成加風(fēng)減風(fēng)的任務(wù)，且各自間隙不一樣，在氣流通道沖刷處，物體間隙受到?jīng)_刷磨損而增大。

（1）放風(fēng)閥在運(yùn)行中由于風(fēng)溫、風(fēng)量、風(fēng)壓的影響，活塞環(huán)與活塞缸、柱體的材料不同，熱脹系數(shù)不一樣，產(chǎn)生的熱變形也不同。由于活塞環(huán)是六方體，在環(huán)槽內(nèi)有六個方向發(fā)生變形，最大的變形是切口處變形，產(chǎn)生堆積。六方體變形后使得活塞與缸體間隙變小，加上無法潤滑，從而產(chǎn)生抱死現(xiàn)象。

（2）高壓氣流沖刷活塞閥，受溫度壓力影響有較大磨損。當(dāng)活塞環(huán)接口與活塞缸花孔切邊磨損加大時，活塞環(huán)切口極易卡在花孔邊沿，造成間斷啃阻。

（3）當(dāng)活塞運(yùn)動時，需克服摩擦阻力，此時連桿機(jī)構(gòu)受摩擦力的影響，需要力矩增大，單個渦輪傳動極易發(fā)生轉(zhuǎn)動死角。由于連桿逐步變形，導(dǎo)致受力方向發(fā)生改變，易造成各部間隙變化，產(chǎn)生蝶閥推不動活塞閥的現(xiàn)象。

（4）蝶閥主軸為蝸輪蝸桿減速機(jī)傳動，當(dāng)阻力發(fā)生變化時，電機(jī)與蝸輪傳動沖擊力也很大，活塞閥的反作用力變化劇烈常造成蝸輪開裂、螺栓剪斷等事故。

（5）高壓風(fēng)源管道內(nèi)來的異物也容易引起活塞閥充填塞死，造成卡阻。

總結(jié)以上分析，主要原因有2點，一是活塞閥體和活塞環(huán)材料受溫度影響較大，易變形膨脹，使得原有間隙變化造成抱死。二是蝶閥推桿力不夠，材料、間隙調(diào)整有問題。

三、處理方案

（1）在動力傳動上增設(shè)一臺減速機(jī)。

（2）在放風(fēng)閥體上把傳動臂桿改成齒輪，用鏈條連接，并增設(shè)鏈條調(diào)節(jié)裝置，使動力傳動裝置與閥體自由調(diào)節(jié)，保持鏈條的配合。

（3）在閥體內(nèi)的連桿傳動中增設(shè)調(diào)節(jié)螺母，讓連桿長短可調(diào)并能鎖緊，防松脫。

（4）更換活塞環(huán)材料，由原鎳銅合金變?yōu)楹辖痂T鐵，并對活塞環(huán)形狀重新設(shè)計，同時調(diào)整活塞環(huán)與柱體的間隙，改為自然張口。給活塞環(huán)切口一個壓緊力，在達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)形狀后切口間隙可滿足熱脹后的工藝要求，保證活塞環(huán)與柱體和活塞缸之間有適當(dāng)?shù)拈g隙，避免熱脹冷縮出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象。

（5）對高壓風(fēng)源管道進(jìn)行吹掃，特別是對前段管系的施工要事先申報，施工后必須將異物清掃干凈。

（6）采用變頻機(jī)電設(shè)備，使得操作人員調(diào)節(jié)放風(fēng)閥時做到運(yùn)轉(zhuǎn)無級調(diào)速，加減很少的風(fēng)量均能滿足。整套傳動裝置傳動力平穩(wěn)，正反動作時均速有力，靈活自如。

四、結(jié)束語

由于風(fēng)溫、風(fēng)量、風(fēng)壓的波動，對放風(fēng)閥的操作會產(chǎn)生多種變化需求，如手動、自動、快速加減風(fēng)和慢速調(diào)控等方式對放風(fēng)閥傳動要求很高。改進(jìn)后，解決了傳動系統(tǒng)中不合理的因素，保證了調(diào)速傳動的配合精準(zhǔn)，從而大大降低了因放風(fēng)閥造成的設(shè)備故障，此方案已全面推廣使用。但是專檢人員曾發(fā)現(xiàn)傳動部分減速機(jī)殼體發(fā)生過一次開裂，經(jīng)現(xiàn)場處理后仍正常運(yùn)行。因此，對放風(fēng)閥的改進(jìn)工作還不能停止，為了使該設(shè)備在高爐生產(chǎn)中不影響高爐正常生產(chǎn)，還必須做進(jìn)一步努力，使得傳動系統(tǒng)質(zhì)量進(jìn)一步提高，從而保障高爐順行、穩(wěn)行。