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【摘要】针对炼铁高炉热风阀密封存在的不足之处, 通过对柔性石墨盘根密封的原理和材料的分析, 改进了密封材料, 取得了良好的密封效果和经济效益。
【关键词】 热风阀;柔性石墨;全碳/石墨盘根
1 概述
高炉热风阀在打开送风期间所有热空气都要经过阀门,当热风阀关闭时,把热风管道隔离开,这时热风阀一侧承受很大的热负荷。因此,热风阀的工作条件比高炉其它各阀要恶劣得多,用水有效冷却阀门零件是非常有必要的。马鞍山第二炼铁总厂2500m3 高炉热风阀在工作时,热风从阀杆处经常泄漏,导致高炉休风次数增加 , 影响正常生产。因此,分析密封失效的原因并采取相应措施解决问题至关重要。
2 密封失效产生原因分析
2 . 1 泄漏产生原因
热风阀的工作介质为1000～1300℃的热风, 压力为0.5MPa,冷却水压力为0.4MPa, 原采用国产柔性石墨盘根, 通过外侧压盖预紧 , 实现初始密封。
(1 )阀杆往复直线运动时, 盘根与阀杆产生相对滑动 ,如盘根的回弹性和密封记忆性差, 阀杆往复运动一段周期后, 填料体积损失量逐渐加大, 直至产生泄漏。
(2 )阀杆表面的铁原子与石墨中游离碳原子发生电化学腐蚀, 使阀杆表面出现麻点, 导致阀杆的尺寸误差变大; 表面粗糙度增加, 导致泄漏产生, 同时加剧对盘根的磨损 。
2 . 2 泄漏危害
(1 )频繁的泄漏, 增加检修次数和高炉休风次数, 影响正常生产, 造成严重经济损失;
(2 )阀杆的电解腐蚀, 使表面出现麻点, 需频繁更换阀杆, 使检修成本增加;
(3 )国产石墨材料在高温和水环境下易固结, 造成更换困难。
3 解决对策研究
3 . 1 石墨材料研究
通过泄漏原因分析, 如果从改善设备材料着手, 涉及面较广, 投资也大。为了彻底解决问题, 需从密封材料着手, 提高材料的性能。石墨材料密封产品早先是美国于20 世纪 60 年代为解决核工业压力容器泄漏而开发的理想密封制品, 它可替代传统密封材料制品,尤其高温高压工况下,密封效果理想。目前处理石墨工艺一般为通常柔性石墨盘根物理性能如下表:
3 . 2 解决对策研究
针对原用材料在使用过程中出现的问题, 重新选择新型进口密封材料 chesterton 1400R 全碳/石墨盘根, 在使用一段周期发现效果明显。
(1 )阀杆往复运动时, 盘根具有良好的密封记忆能力,无泄漏现象 ;
(2 )高温高压下无固结现象 ;
(3 )优良的润滑性对阀杆无磨损 ;
(4 )独特的缓蚀剂解决了阀杆的电解腐蚀问题。
4 经济效益
原采用国产柔性石墨盘根,一般2～3月内必须更换密封和阀杆,每次更换至少需休风8小时,直接间接损失达 350 万元左右。更换进口盘根使用后一年内未更换,直接节约检修成本和挽回经济损失共约 1400万元,保证了生产的正常连接运行 。
5 结束语
长期以来马钢炼铁高炉热风阀密封问题一直给生产和检修带来困难 , 通过新技术、新产品的应用改进了原有问题, 保证了炼铁高炉的连续稳定生产, 也为今后工作中积累了经验，具有一定的推广意义。
【参考文献】
[1] 胡国桢主编.《化工密封技术》.北京:化学工业出版社,1990
[2] 成大仙主编.《机械设计手册》.北京:化学工业出版社,2004
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