環(huán)冷機(jī)密封形式的優(yōu)化

王瑞環(huán)

摘 要：環(huán)冷機(jī)是我國(guó)部分大型生產(chǎn)工藝中最為重要的冷卻裝置。但由于國(guó)內(nèi)外在使用環(huán)冷機(jī)時(shí)多出現(xiàn)漏風(fēng)現(xiàn)象，究其原因主要是因?yàn)榄h(huán)冷機(jī)中的密封性因不同因素的存在逐漸降低，不僅導(dǎo)致整體冷卻效果下降，同時(shí)也極易對(duì)環(huán)冷機(jī)的整體使用效率和降溫質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響，因此，針對(duì)環(huán)冷機(jī)的密封技術(shù)和形式進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化是減少漏風(fēng)現(xiàn)象、提升環(huán)冷機(jī)實(shí)用性、高效性的最佳途徑。基于此，本文結(jié)合環(huán)冷機(jī)的基本運(yùn)行原理進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，并就導(dǎo)致漏風(fēng)現(xiàn)象的主要原因及解決方法以及密封形式的優(yōu)化途徑展開(kāi)了思考與探討。

關(guān)鍵詞：環(huán)形冷卻機(jī) 漏風(fēng)現(xiàn)象 密封形式 優(yōu)化途徑

中圖分類號(hào)：TH16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2019）03（c）-0085-02

在針對(duì)氧化球團(tuán)等進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，由于生產(chǎn)過(guò)程需要借助高溫確保產(chǎn)品成型，但在使用過(guò)程中必須將產(chǎn)品的溫度降低，因此則必須借助環(huán)冷機(jī)進(jìn)行冷卻。在氧化球團(tuán)生產(chǎn)過(guò)程中，需要借助環(huán)冷機(jī)將高溫生產(chǎn)環(huán)境下產(chǎn)生的氧化球團(tuán)從1300℃降低至150℃，進(jìn)而達(dá)到提升球團(tuán)生產(chǎn)效率的基本目的。而在冷卻過(guò)程中，環(huán)冷機(jī)需要在快速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下將溫度降低，但在降低過(guò)程中必須保證其內(nèi)部空氣的流動(dòng)性不會(huì)與外界產(chǎn)生沖突，因此，充分提升環(huán)冷機(jī)密封性是保證該設(shè)備冷卻率的關(guān)鍵要素。

1 環(huán)冷機(jī)的基本運(yùn)行原理

環(huán)冷機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置由兩套互成162°的傳動(dòng)系統(tǒng)組成。兩套系統(tǒng)都是懸掛在固定的門形框架上的，整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)可以繞門形框架上的軸產(chǎn)生少量轉(zhuǎn)動(dòng)以吸收回轉(zhuǎn)框架運(yùn)行過(guò)程中的震動(dòng)。環(huán)冷機(jī)的臺(tái)車體是用鉸鏈連接在回轉(zhuǎn)框架上的，臺(tái)車體在受料區(qū)域接受從給礦漏斗卸下的熾熱的燒結(jié)礦后，隨回轉(zhuǎn)框架沿水平圓形軌道做圓周運(yùn)動(dòng)。在卸礦區(qū)，水平圓形軌道改為向下彎曲的曲軌，裝滿燒結(jié)礦的臺(tái)車體底板隨曲軌軌跡傾斜，將冷卻的燒結(jié)礦從排料斗卸出，完成一個(gè)循環(huán)。

2 環(huán)冷機(jī)運(yùn)行中漏風(fēng)現(xiàn)象的成因及解決方法

（1）環(huán)冷機(jī)在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的漏風(fēng)現(xiàn)象類型及成因。

環(huán)冷機(jī)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，臺(tái)車與下部風(fēng)箱在運(yùn)動(dòng)時(shí)存在相對(duì)關(guān)系，而這兩個(gè)部門內(nèi)部本身存在一定溫度差異，導(dǎo)致其內(nèi)部因溫度的不同而產(chǎn)生不同程度的壓力值，但在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中必須保證其內(nèi)部壓強(qiáng)的穩(wěn)定，因此則必須做好密封工作，以免因內(nèi)外壓強(qiáng)交換導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)漏風(fēng)現(xiàn)象。但實(shí)際上，由于受到部分因素的影響，環(huán)冷機(jī)的臺(tái)車、下部風(fēng)箱以及燒結(jié)礦在運(yùn)行過(guò)程中仍舊會(huì)出現(xiàn)漏風(fēng)現(xiàn)象，其主要類型和成因包括以下幾種：

第一，臺(tái)車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中需要針對(duì)其風(fēng)室位置進(jìn)行密封，但由于臺(tái)車內(nèi)部本身具有高溫特點(diǎn)，且在運(yùn)動(dòng)時(shí)因長(zhǎng)期磨損導(dǎo)致其密封板受到摩擦、高溫和壓強(qiáng)多種條件的壓迫與影響，導(dǎo)致密封結(jié)構(gòu)出現(xiàn)熱脹現(xiàn)象，最終導(dǎo)致密封條出現(xiàn)嚴(yán)重變形，最終極易導(dǎo)致臺(tái)車部位出現(xiàn)漏風(fēng)現(xiàn)象。一旦造成漏風(fēng)，則極易導(dǎo)致煙氣被泄漏，導(dǎo)致煙氣在循環(huán)過(guò)程中產(chǎn)生的溫度逐漸降低，不僅增加了循環(huán)風(fēng)機(jī)的負(fù)荷程度，同時(shí)也極易增加環(huán)冷機(jī)在運(yùn)行過(guò)程的電力能耗，而一旦出現(xiàn)這種泄漏現(xiàn)象必須等待燒結(jié)過(guò)程停止才能夠進(jìn)行維修，反而使臺(tái)車運(yùn)行效率更加低下。

第二，一般情況下在針對(duì)環(huán)冷機(jī)的臺(tái)車和下部風(fēng)箱進(jìn)行密封時(shí)均采用最為有效的橡膠材料密封結(jié)構(gòu)，主要是為了借助橡膠材料耐磨性強(qiáng)、硬度高、彈性強(qiáng)的主要特點(diǎn)，以確保能夠延長(zhǎng)并提升環(huán)冷機(jī)的密封水平，但由于橡膠材料本身材質(zhì)在長(zhǎng)期與氧氣接觸過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)氧化反應(yīng)，導(dǎo)致整體彈性不斷降低，同時(shí)使用時(shí)間長(zhǎng)的橡膠材料老化現(xiàn)象較為嚴(yán)重，例如在使用過(guò)程中一旦啟用燒結(jié)余熱回收裝置，其產(chǎn)生的高溫輻射會(huì)導(dǎo)致橡膠密封材料極易出現(xiàn)破損，而臺(tái)車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中其底部位置極易與燒結(jié)礦極易與橡膠密封結(jié)構(gòu)出現(xiàn)接觸、摩擦情況，因長(zhǎng)期磨損和碰撞，極易導(dǎo)致密封橡膠出現(xiàn)破損甚至斷裂現(xiàn)象，致使漏風(fēng)情況出現(xiàn)。

第三，因環(huán)冷機(jī)在最初設(shè)計(jì)中需要將臺(tái)車欄板與煙道集氣罩之間留下一定距離，便與臺(tái)車的正常運(yùn)行。但在實(shí)際使用過(guò)程中，在燒結(jié)礦燒結(jié)之后需要借助集氣罩將待遇余熱的煙氣進(jìn)行回收再利用，但實(shí)際上當(dāng)煙氣產(chǎn)生時(shí)會(huì)因臺(tái)車欄板與集氣罩中的距離進(jìn)入冷空氣導(dǎo)致煙氣被吸走，不僅影響煙氣回收率，同時(shí)也極易導(dǎo)致臺(tái)車內(nèi)部溫度受到影響，無(wú)法充分發(fā)揮密封結(jié)構(gòu)的作用，出現(xiàn)漏風(fēng)現(xiàn)象。

（2）針對(duì)環(huán)冷機(jī)密封現(xiàn)象的解決方法。

第一，在針對(duì)風(fēng)箱部位進(jìn)行密封時(shí)，除了其余部位使用常規(guī)橡膠密封材料，頭部、尾部均采用金屬密封材質(zhì)，一方面可在臺(tái)車與其他部位碰撞時(shí)避免出現(xiàn)磨損和擦傷，另一方面可通過(guò)結(jié)合金屬材質(zhì)提升密封結(jié)構(gòu)質(zhì)量，延長(zhǎng)其使用壽命，進(jìn)一步提升其密封程度；第二，在環(huán)冷機(jī)運(yùn)行之前應(yīng)當(dāng)根據(jù)其具體需求選擇適合的潤(rùn)滑油，并借助自動(dòng)補(bǔ)充設(shè)備及對(duì)滑道添加潤(rùn)滑劑，提升其滑動(dòng)穩(wěn)定性和暢通性，減少漏風(fēng)現(xiàn)象的發(fā)生概率；第三，及時(shí)針對(duì)臺(tái)車的滑動(dòng)軌道進(jìn)行改造和優(yōu)化，可借助涂抹耐溫膠、增加擋風(fēng)板或鋼圈等方式降低溫度的散出，并對(duì)外界冷空氣進(jìn)行阻擋，盡可能維持臺(tái)車內(nèi)部溫度，降低漏風(fēng)率；第四，可在臺(tái)車側(cè)面以及支架區(qū)域設(shè)置彈簧石墨條，借助石墨硬度低、阻擋摩擦能力強(qiáng)、耐高溫以及抗腐蝕性強(qiáng)等特點(diǎn)對(duì)側(cè)面和支架處的密封結(jié)構(gòu)加以保護(hù)，減少并避免內(nèi)部高溫的泄露。

3 針對(duì)環(huán)冷機(jī)密封形式的優(yōu)化途徑及效益

雖然以上措施能夠在一定程度上減少漏風(fēng)現(xiàn)象的出現(xiàn)，但由于這些解決方法只能在短期內(nèi)對(duì)密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行維護(hù)和提升，但在長(zhǎng)期使用過(guò)程中仍舊極易出現(xiàn)漏風(fēng)現(xiàn)象，就目前來(lái)看，我國(guó)各個(gè)生產(chǎn)工廠內(nèi)使用的環(huán)冷機(jī)在使用過(guò)程中有60%以上的環(huán)冷機(jī)仍舊存在密封問(wèn)題，為此，必須針對(duì)環(huán)冷機(jī)的密封形式加以優(yōu)化。

而對(duì)所有密封形式中的問(wèn)題進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，絕大部分密封出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)主要是因?yàn)橄鹉z密封材料的老化速度快，出現(xiàn)破損后導(dǎo)致漏風(fēng)現(xiàn)象出現(xiàn)。

現(xiàn)有柔磁性密封技術(shù)被提出。該技術(shù)主要借助磁性剛刷，在鋼刷與環(huán)冷機(jī)相應(yīng)位置進(jìn)行摩擦和接觸的時(shí)候會(huì)通過(guò)涂刷精礦粉的方式提升臺(tái)車等位置的密封程度，既不會(huì)受溫度影響，同時(shí)也能夠提升整體密封程度，避免漏風(fēng)現(xiàn)象。在使用該密封形式對(duì)環(huán)冷機(jī)進(jìn)行優(yōu)化時(shí)主要針對(duì)環(huán)冷機(jī)底部、臺(tái)車橫梁等位置。

3.1 對(duì)環(huán)冷機(jī)底部密封的優(yōu)化

環(huán)冷機(jī)底部密封包括彈性裝置、底部密封裝置和內(nèi)部柔磁性密封裝置。彈性密封裝置的主要是增加接觸的緊密性。磁性鋼刷和精礦粉一起對(duì)環(huán)冷機(jī)底部密封。為了保證密封效果，兩者要具備適當(dāng)?shù)膶挾?。?nèi)部柔磁性密封鋼刷與內(nèi)部接觸摩擦，形成密封。

3.2 對(duì)臺(tái)車橫梁密封的優(yōu)化

為了預(yù)防燒結(jié)礦卡料，環(huán)冷機(jī)的橫梁與臺(tái)車體之間設(shè)計(jì)一定的距離，現(xiàn)有技術(shù)中大多數(shù)是采用橡膠密封。為了增加使用壽命，保證密封效果，更換成柔磁性密封技術(shù)。

3.3 優(yōu)化環(huán)冷機(jī)密封形式后產(chǎn)生的效益

第一，通過(guò)對(duì)環(huán)冷機(jī)密封形式進(jìn)行優(yōu)化，可大幅度降低生產(chǎn)冷卻過(guò)程中粉塵氣體總量，同時(shí)借助該種優(yōu)化形式可減少設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的噪音，提升環(huán)境水平；第二，優(yōu)化后的密封形式耐高溫效果更佳，且在冷卻后產(chǎn)品質(zhì)量得到提升，而借助該密封形式可降低對(duì)橡膠密封結(jié)構(gòu)的磨損率和更換率，節(jié)省電能消耗、延長(zhǎng)環(huán)冷機(jī)使用壽命，達(dá)到節(jié)能、環(huán)保的目的；第三，通過(guò)該密封形式可減少煙氣的散發(fā)量，極大程度地提升了對(duì)煙氣的回收率，并及時(shí)對(duì)粉塵氣體進(jìn)行有效控制，進(jìn)一步提升環(huán)冷機(jī)的使用效率，保證并提升了生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益及社會(huì)效益。

4 結(jié)語(yǔ)

傳統(tǒng)環(huán)冷機(jī)密封形式在使用過(guò)程中產(chǎn)生的能耗及損害均較大，不僅影響環(huán)冷機(jī)整體使用效率，同時(shí)對(duì)環(huán)境和成本經(jīng)濟(jì)均產(chǎn)生影響，而經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的環(huán)冷機(jī)密封形式不僅能夠節(jié)省能耗，同時(shí)也能夠最大限度地提升生產(chǎn)企業(yè)的綜合效益，為進(jìn)一步滿足我國(guó)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)提供有利條件。

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