新型柔性密封装置在锌冶炼回转窑的应用

冯长征 曹卫卫 谭德成

【摘要】窑尾密封是回转窑运行过程中的一项技术难题，因其属于动态运行设备，窑尾密封不严，会导致导致氧化锌泄漏，污染环境。经过优化设计，改变回转窑的迷宫密封结构，采用柔性密封材料制作一种新型密封装置，解决了运行过程中的漏料问题。

【关键词】浸出渣回转窑；氧化锌泄漏；柔性迷宫密封；优化设计

0前言

河南豫光锌业有限公司是一家以生产电解锌为主导产品的公司，年生产25万吨电锌，40万吨硫酸，同时综合回收铅、银、铜、镉、钴、铟等多种有价金属。我公司采用传统的常规湿法工艺生产电解锌，用Φ4.15m×58m回转窑挥发处理锌浸出渣，产出的氧化锌烟尘经过多膛炉脱除氟氯之后回收锌、铅、铟、镉等有价金属。回转窑运行8年后，尾部迷宫式密封因筒体变形，盘根磨损等原因，漏料严重，造成窑尾部氧化锌物料漏料，采用原迷宫式密封已起不到效果。经市场多方考察采用了新型柔性密封装置，满足了生产需求，起到了良好效果。

1回转窑旧密封形式存在的问题

回转窑是是一种煅烧、焙烧或干燥粒状及粉状物料的热工设备，在有色冶金行业主要用于湿法炼锌系统产生的浸出渣进行焙烧处理。含锌20%浸出渣中在1200℃以上的高温下，被一氧化碳还原为金属而挥发后进入热烟气中，在烟气中被氧化成氧化锌后，通过后续收尘系统回收。由于回转窑正常生产时窑尾压力要求在40Pa左右，建设时采用的的迷宫密封结构简单，密封不严，窑尾冒灰现象严重，氧化锌物料白白流失，同时泄漏的二氧化硫气体会对环境产生严重污染，不符合国家环保要求。因此窑尾冒烟问题迫切需要进行研究改造。

原窑尾密封设计采用迷宫密封结构（图1），内部的密封圈常因与窑体直接焊接相连，由于窑尾温度的变化导致密封圈经常出现开裂移位问题，阻力大。每次焊接处理必须进行停炉拆卸处理，维修量大且困难。

图1原密封结构图

回转窑采用4档8托轮支撑，液压挡轮控制上下行，上下行控制范围在±30mm，窑体在实际运行过程中径向摆动偏移达到20mm-50mm左右，这也导致迷宫密封间隙局部过大，冒烟问题更严重。

为了解决控制漏料、冒烟问题，先后在窑尾安装了两台100m2的脉冲收尘器，用于迷宫密封处冒出来的氧化锌烟尘的回收，有一定效果，但由于烟气量大、温度高（烟温达到250-350℃），收尘器中防水防油针刺毡布袋根本无法使用，经常出现烧损问题。后来选用耐高温的美塔斯滤袋（耐温<250℃），也在使用10天左右就得更换一批布袋，均是出现烧损严重问题。

2新型柔性密封装置的结构特点

为了彻底解决回转窑窑尾漏料、冒烟问题，我们多次实地考察水泥窑及同类设备的密封方案，对于转窑的密封均存在漏料、冒烟问题，也未得到很好的解决。

经过我们查阅资料，多方论证，结合锌浸出渣回转窑的结构特点，改变原有的迷宫密封结构，采用柔性密封材料，设计制作了一种新型柔性密封装置（附图2），由摩擦套挡圈、特种耐热钢摩擦套、锥体法兰、碳硅镍复合密封板、高润滑耐磨槽式耐热钢片和用于调整密封松紧的钢丝绳、滑轮等部件构成。

为了保障在柔性密封使用磨损后杜绝冒烟，保留窑尾一台收尘器，在柔性密封装置外围安装收尘罩，用于在柔性密封装置磨损情况下投用。此套密封装置具有密封结构简单，维修方便，密封效果好等优点。石墨密封块磨损后，只需将密封块的两条固定螺栓拆除即可更换。即使窑尾变形严重，回转窑运行中存在的上下行串动、变形及摆动问题，因复合密封板的柔性作用和调节钢丝绳的拉力大小可调，均能很好的进行密封。

图2新型密封结构示意图

图3新型密封结构安装图

3新型柔性密封装置的应用效果

回转窑新型柔性密封装置的应用，达到了预期的效果，一方面，窑尾漏料、冒烟现象消除，能够很好的保证窑尾正压生产要求；另一方面，窑尾脉冲收尘器停运，节约了收尘器电耗及收尘布袋效果。本装置克服了回转窑运行中存在的上下行串动、变形及摆动等问题对密封效果产生的不良影响，同时密封装置收集的氧化锌数量降低，更容易将收集的氧化锌从积灰斗排出，降低了职工劳动强度。

回转窑窑尾密封改造后，系统生产更加稳定，杜绝了因窑尾冒烟而引起的缩风减料现象的发生；窑尾收尘器停用，无收尘布袋更换及收尘器收集物料转运工作，工人劳动强度大大降低，现场环境得到改善，同时也减轻了冒烟现象对环境造成的污染。4结束语

本装置从2013年7月份开始应用，经过将近半年时间的使用，密封效果好，检查、维修均比较方便，解决了制约我公司回转窑生产的环保问题，同时降低了氧化锌物料在微正压下的损失。可以推广应用在锌冶炼企业回转窑的窑头和窑尾的密封，同时亦可应用于水泥回转窑的密封装置，具有较大的推广应用价值。

【参考文献】

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［２］吴宗泽，机械设计师手册[M]．机械工业出版社，2002．

［２］《有色冶金炉设计手册》编委会．有色冶金炉设计手册[M]．冶金工业出版社，2004，1．

［４］河南豫光锌业有限公司一期10万吨电锌图纸[Z]．北京设计院设计．

［５］张建良，闫永芳，徐萌，赵小红，张曦东．高炉含锌粉尘的脱锌处理[J]．鋼铁，2006（10）．

［６］陈文仲，王春华，刘宝玉，贾冯睿，田远航．回转窑供风管参数对窑内热工状况的影响[J]．化工学报，2011（11）．

［责任编辑：薛俊歌］