張永占，韓玉川，陳振國

(安陽鋼鐵股份有限公司)

摘　要：通過對幹（gàn）熄焦旋轉密封閥的結構分析和原理說明，針對存在的問題（tí）提出合適的修（xiū）複方法、材料和加工工（gōng）藝，形成了一（yī）套完整的修複技（jì）術，實施後保（bǎo）障了設備運行。

關鍵詞：幹（gàn）熄焦；密（mì）封閥修複；技術

0　前言

旋轉密（mì）封閥是（shì）幹（gàn）熄焦排焦係統的重要組成部分，其位置在幹熄爐底部焦炭出口的電磁振動給料器下部，在驅動裝置的動力下帶動轉子按規定的方向旋轉，將焦炭連續排出，即能連續定量的排料，又具有良好的密封性和耐（nài）磨性。可以有效控（kòng）製幹熄爐（lú）內的循環氣體（tǐ）和粉（fěn）塵的（de）外泄，穩定爐內（nèi）氣壓。這種密閉（bì）的結構（gòu）決定了旋轉密封閥的修複難度，其難點主（zhǔ）要在於轉（zhuǎn）子刃的堆（duī）焊加工和襯板材料的選擇上，通過（guò）研究（jiū），確立了堆焊加工工藝，選取了合適的材料，滿足了修複需要。

1　修複前出現的問題（tí）

本次修複的旋轉（zhuǎn）密封閥型號為QJXZ75－2，轉子直徑為1 800 mm，轉子寬為1 332 mm，轉速為2 r /min～6 r /min，環境溫度為200 ℃左（zuǒ）右，排焦能力為75 t /h。

修複前主要有以下問題: ( 1) 入料口軟（ruǎn）連接螺（luó）栓缺失、軟連接老化、漏風漏（lòu）料; ( 2) 葉片局部磨損，部（bù）分損壞嚴重; ( 3) 殼（ké）體內部的襯板部分生鏽、部分脫落; ( 4) 兩端麵密封不（bú）同程度的漏風; ( 5) 軸承（chéng）及軸（zhóu）承密封損壞，保持架脫落，噪音大; ( 6) 各潤滑油（yóu）管及分配器堵塞，油脂無法順暢（chàng）到達被潤滑部位;( 7) 台車車輪及軸承等部件部分缺（quē）失; ( 8) 外部防護欄杆局部缺失，需要重新加裝、清洗（xǐ）、噴漆; ( 9) 殼體外部防腐材料脫落。

2　旋轉密封閥的結構分析

根據從外到裏，從簡單到複雜的（de）原則（zé），逐步解體旋轉密封閥。結合（hé）搜集到的材料，確定密封閥結（jié）構有閥體（tǐ）、轉子、密封副、下料槽、機架、台車、驅（qū）動裝置和自動給脂潤滑（huá）裝置等及部分組成，其結構如圖1所示。

3　旋轉密封閥的工作原理

通（tōng）過深入焦（jiāo）化生產現場和解體的機構分析，認為旋（xuán）轉（zhuǎn）密封閥在旋轉過（guò）程中，焦（jiāo）炭經各個隔倉由上至下均勻排出（chū），為減少幹熄爐內（nèi）氣（qì）體介質外漏，需控製轉子（zǐ）刃及機體內壁的間隙，間隙越小，幹熄（xī）爐內氣體介質外漏量也就越小。轉子端麵密封采用軟硬結合的密封結構。密封副為一組銅環，由彈簧壓（yā）緊並能自（zì）動補償間隙誤差，密封副之間（jiān）由自動給脂裝置定量給脂保證潤滑，限度的減小磨損。為防止粉塵進入，在閥體兩側軸承箱內設（shè）計有氣體輔助密封，使幹熄爐內高溫含塵氣體不能進入軸承箱，改善了軸承和密封環的工作環境（jìng），能夠有效的防（fáng）止軸承（chéng）溫度升高，減少密封（fēng）環磨損。保證端麵密封裝置正常運行。

為（wéi）滿足連續密閉排（pái）焦（jiāo）功能，幹熄焦旋轉密封閥轉子內部為12 組葉片，轉（zhuǎn）子兩端支撐在閥體軸承箱內［1］。轉子驅動軸端與減速機相連，閥體上口內設調節刀，能有效防止卡料，閥體下口與下料槽相連，下（xià）料槽設有積窩，可存積焦炭，使焦炭在排（pái）除過（guò）程中形成料（liào）磨料，使落料盡量不接觸機體（tǐ），限度的減少磨損，以保護機體鋼結構。工作過程如圖2 所示。

閥體、轉子、下料槽（cáo）和驅動裝置組裝成一體置於台車上，台車下設有四個輪子。

4　根據裝置結（jié）構和工作原理，確定修（xiū）複（fù）材（cái）料

轉子刃（rèn）口采用特種（zhǒng）高硬度、高耐磨、高碳高釩高速工具鋼（gāng）。( 釩（fán）含量一般（bān）在3%以上、碳含量在1.2%以上、熱處理後具有很高耐磨性的高速鋼)轉子葉片表麵、閥體內表麵及下料槽內表麵采用高耐磨襯板。此種高耐磨襯板是在（zài）普通鋼板或耐熱鋼板、不鏽鋼（gāng）板上堆（duī）焊形成以體積（jī）分數達到50%以上Cr7C3 碳化物為主的合金耐磨層［2］，其密度≥3.6 g /cm³，洛氏硬度≥85 HＲC，壓強度≥850 MPa，斷裂韌性KIC ≥4.8 MPa . m1/2，抗彎（wān）強度≥290 MPa，導熱係數為20 W/m.K; 熱膨脹係數為7.2×10^－6 m/m.K。

密（mì）封閥入料口采用高鉻鑄鐵，是含鉻量在12%～28%之間（jiān）的鉻係白口鑄（zhù）鐵，由於鉻的大量加入使得白口鐵中的M3C 型碳化物變成M7C3 型碳化物。這種合金碳化物很硬，賦予了高鉻鑄鐵良好的耐磨性。另一方麵（miàn），在凝固（gù）過程中M7C3 型碳（tàn）化物呈杆狀孤立分布，使得高鉻鑄鐵的（de）韌性有了一定程度（dù）的（de）改善。

密封（fēng）副（fù）部位為高（gāo）錳耐磨鋼。其含碳量高，碳的質量分數達C = 0.9%～1.45%，Mn = 11%～14%，是抵抗強衝擊（jī）、大壓力物料磨損等耐磨材料中的佳選（xuǎn）擇，具有其它耐磨材料無法比（bǐ）擬的加（jiā）工硬化特性。

在較大衝擊或較大接觸應力的?用下，高錳鋼板表層產生加工硬化，表麵硬度由HB200 迅速提升到HB500 以上，從而產（chǎn）生高耐磨的表麵層，而鋼板內層奧氏（shì）體仍保持良好（hǎo）的衝擊韌性，是（shì）作為密封副部位的佳材料。

密（mì）封環為鑄造錫青銅。是以錫為主要合金元素的青銅（tóng）。含錫量一般在3%～ 14%之（zhī）間，有時還添加磷、鉛、鋅等（děng）元（yuán）素。磷是良好的脫氧劑，還能改善流動性和耐磨性。錫青銅中加鉛可改善可切削性和耐磨性，加鋅可改善（shàn）鑄（zhù）造性能（néng）。這種合金具有較高的力（lì）學性能、減磨（mó）性能和耐（nài）蝕性，易切削（xuē）加工，釺焊和焊接性（xìng）能好，收縮係數（shù）小，無磁性。是密封環的首選材料。

閥門主體采用（yòng）低碳合金結構鋼。具有較高的抗拉強度和屈強，適（shì）合做閥門基材。

5　製定（dìng）完善的（de）修複方案

5.1 人員配置

由於該修複項目技術難度高，材料應用複雜（zá），加工安裝（zhuāng）調整精度高，過程跟蹤及（jí）現場協（xié）調相當重（chóng）要，故設（shè）置兩名工程師以上專業技術人員為項目負責人，牽頭（tóu）組（zǔ）建（jiàn）修複隊伍( 含兩名經驗豐（fēng）富的裝配鉗工) ，全權負責該修複項目的實施。

5.2 設備配置

埋弧焊( 用於簡單磨損麵（miàn）的堆焊（hàn）) ; 大型數控龍門（mén）銑（xǐ）［3］、數（shù）控鏜（táng）床（chuáng）、6.3 m 立式車床( 用（yòng）於堆焊後的機械加工) ; 空氣壓（yā）縮機( 用於壓力試驗) ; 自動給脂泵( 用於壓（yā）力試（shì）驗時潤滑脂的充分供應) ; 動力傳動裝置( 用於修複後檢驗各（gè）項參數) 。輔助工器具( 用於拆解閥體及回裝) 。

5.3 工裝準備

閥體進料口試驗盲（máng）板及接（jiē）口裝置; 閥體左右密閉腔試驗法蘭及連接裝置; 移動式自動給脂泵（bèng）裝置;1: 1 動力傳動裝置; 閥體拆解所必須的工具。

5.4 修複過程

( 1) 旋（xuán）轉密封閥進入修複現場（chǎng）後，首先對閥體所有部位及拆解過程進（jìn）行全程方位拍照、存檔，以確保備（bèi）件整體的完整性，發（fā）現問題能夠及時溯源，便於查找原因。

( 2) 閥體拆解前首先打開兩端（duān）密封腔觀察孔（kǒng），看密封環及壓緊彈簧處是否幹淨整潔，若幹淨整潔證明密封環密封完好，閥體內（nèi）部灰塵沒有進入密封腔。修複相（xiàng）對（duì）簡單，若有明顯浮灰（huī），證明密封環（huán）已失效，修複難度較大。根據觀察情（qíng）況確定是否更換密封環（huán），並做好觀察（chá）記錄。

( 3) 安排（pái）專人拆解（jiě）閥體，除（chú）鏽、清灰、打（dǎ）磨、使設備恢複本色，拆解過程（chéng）注意零部件的標示及鬆緊程度的掌握，以便修複後回裝時提高效率。

( 4) 檢查（chá）更換入口（kǒu）處（chù）軟連接，若（ruò）軟連接失效，更換新的軟連接。

( 5) 對葉片磨損部位進（jìn）行堆（duī）焊處理，堆焊完成後，所有葉片在立式（shì）車床上整體加工，保證葉片與閥（fá）體之間的（de）間隙滿足要（yào）求。

( 6) 對所有襯板進（jìn）行檢查，能修（xiū）複的堆焊修磨，不能修複的測繪製作，更換新（xīn）的。

( 7) 對各處密封（fēng）麵進行檢查（chá），能修複（fù）則修複，不（bú）能修複換新。

( 8) 對各潤滑密封油路及分配器進行疏通清理，保證潤（rùn）滑充分，必要時更換油路分配器。

( 9) 對各軸承及軸承（chéng）密（mì）封（fēng）進行檢查（chá）清（qīng）洗，必要時更新，確保正常使用。

( 10) 對台車本（běn）體和閥體本（běn）體進行適（shì）用性和安全性檢查，確（què）保安全（quán）可靠。恢複損壞的欄杆防護。

( 11) 對入料口及（jí）密封腔進行試壓。

( 12) 用戶初步驗收，提出整改意見。

( 13) 對用戶提出的問題進行整改。

( 14) 進行各項壓力試驗，整理修複過程及參數。

( 15) 刷漆，出廠( 附相關技（jì）術文件) 。

( 16) 技術文（wén）件（jiàn）歸檔（dàng），工裝器具封存以備再次使用。

6　修複標準確定並（bìng）通過驗收

整體靜態密封試驗: 氣壓為11 000 Pa，靜置30 min，用肥皂水（shuǐ）塗在（zài）要檢查的法蘭、閥體等部位，確認無泄漏。

入口試驗: 轉子內通入5 500 Pa 的壓縮空氣（qì），空（kōng）氣流量小於1 000 m³ /h ～1 600 m³ /h。

兩側密封腔試驗: 兩側密封腔內通入10 000 Pa的壓縮空氣（qì），轉子按要求勻速轉（zhuǎn）動，自動給脂（zhī）裝置正常工作，氣腔（qiāng）內（nèi）壓（yā）力波動小於2 000 Pa，空氣流量為120 m3 /h ～200 m³ /h。

按此驗（yàn）收標（biāo）準，對修複好的旋轉密封閥進行驗收，參數見表1。

7　結（jié）語

通過本次旋轉密封閥修複技術研究，相關專業技術人員了（le）解了75 t 級旋轉密封閥的損壞特點和規律，掌握了（le）完整的修（xiū）複技術，並取得了良好的效果，為公（gōng）司（sī）幹熄焦（jiāo）設備的平穩運轉提供了技（jì）術保障。

8 參考文獻（xiàn）

［1］ 闌文友．冶金機械安裝［M］．北京: 冶金工業出版社，1997: 200．

［2］ 濮良（liáng）貴．機械設（shè）計［M］．北京: 高等教（jiāo）育出版社，2004: 98－100．

［3］ 王愛玲．機床數控技術［M］．北京: 高等教育出版社，2009: 73－74．

來源：《河南冶金》

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