新烧结环冷机密封工艺技术研究

宋雷鸣

摘要：随着经济社会的快速发展，对于环保节能的方面重视度相当的高，在我们社会各个领域当中大量的应用新型节能环保技术。烧结环热矿冷机的废气漏风率直接关系影响着整个烧结环冷矿的生产品质和以及烧结矿在工艺中的节能降耗两个指标。现有环氧密封制冷技术只是针对制冷漏风压降问题的基本技术解决实施方案，难以做到从根本上有效降低采用环氧制冷机的实际漏风率。

关键词：节能环保制冷机械防漏风;柔性和磁性;密封

我国小型烧结机漏风率相对而言较高，国外大型烧结机平均漏风率已经减少搭到很低的程度。烧结环氧制冷机组的密封冷却效果不好，漏风也比较严重，烧结环氧矿的风机冷却制热效果降低了，烧结环氧制冷机组的产量和运行质量都受到了影响;风机冷却塔和风机运行电耗增加了，风机运行维护成本也增加了;风机漏出的大量含硫和粉尘有毒气体对周边环境造成了污染。余热综合利用技术是钢铁烧结机构节能的重要产业发展战略方向，我国大多数大型钢铁烧结公司都配备具有钢铁烧结机构余热后的发电通风系统，烧结机构易漏风，严重影响到钢铁锅炉加热进口时的烟气燃烧温度，降低钢铁锅炉加热产生蒸汽的热量。

1漏风原因分析与解决方案

烧结环式制冷机台车是连续相对运动制冷设备，台车与下部烧结风箱之间存在着相对运动。由于室外两者之间同时存在室外温度差和室内压力差，需要及时进行空气密封，以有效减少由温度压差和压力温差不同造成的室内空气反向流动而直接形成的空气漏风。一般使用情况下，烧结台车环氧制冷机的滑动密封原理是将具有耐高度高温的不锈橡胶板固定好并安装在风机台车的烧结上下车顶部或两侧风机机室两侧烟囱外罩上，通过控制橡胶板与不锈钢板之间的横向滑动，来对烧结台车与下部风室和两侧烟罩连接处的各个间隙部件进行滑动密封。

（1）进行风室加热处理的密封板由于制冷台车在风机运动过程中的上下左右经常窜动，并且在风机高温循环烟气等的作用下，造成带有橡胶板的密封板容易磨损而且变形严重，密封性性能较差，这种性能缺陷导致使整台环氧制冷机组的漏风率可高达30%-40%，这不仅大幅度降低了风机烟气的外漏再循环风机利用率，降低了外漏循环风机烟气的利用温度，影响风机发电量，同时还要补充大量的风机外漏循环烟气，大幅度地增加了再循环烟气风机的运行负荷，影响了风机余热量和烟气的循环利用，增加了风机电耗，对这些性能缺陷进行处理，必须做到等风机烧结整个工序之后有一个较长时间的滞后停产，才能对其进行一次局部性的检修。

（2）隔热烧结后的环式制冷机构在台车与下部环冷风箱之间部分使用了软橡胶材料密封，其它的优点主要是良好的隔热耐磨性、弹性和较高硬度。存在的主要 问题之一是该该橡胶如果长时间浸水使用容易发生老化，降低了该橡胶的连续使用寿命，容易在此处使用产生橡胶漏风。其产生原因主要是：一者就是由于高温高热环境，烧结后的环热矿冷机长年在这种高温高热环境下持续运行，密封塑料橡胶容易快速老化，特别恰当是为了增加橡胶烧结时的余热采用回收控制装置以后，密封塑料橡胶的烧结热辐射被大大加强，加速其高度老化生长速度;二者就是，高温大粉尘量的环境，高温大粉尘量的环境直接增加了密封橡胶间的摩擦;三者就是高速运动与水的碰撞，台车底部或者汽车冷却的顶部烧结环冷矿与密封橡胶发生碰撞，导致密封橡胶迅速断裂。上述种种原因，导致各种橡胶部件密封的使用寿命只有30～90天，密封件的橡胶部件出现严重破损后使其漏风率急剧增加，高达50%以上。

2环冷机漏风综合治理建议

我国国内现有的环氧烧结机和环氧制冷机的基本漏风率有的甚至高达60%，以上基本 漏风措施虽然已经可以有效达到一定的漏风效果，但是还存有很多新的缺陷，需要进一步进行改善或者提升。橡胶材料密封易发生老化，破损后橡胶漏风率大大增加。针对以上这些问题，柔性型磁性气体密封封套技术已经是主要的可代替密封技术之一。柔磁性钢刷密封材料技术主要是以专用磁性粉和钢刷密封为技术核心，增加磁性精矿和钢粉。磁性密封钢刷的摩擦作用主要是与其他环氧制冷机械及相关的零部件发生摩擦，起到增强密封性的效果。

2.1环冷机底部密封

弹性物体密封滑动装置的主要用途是为了增加物体接触的滑动紧密性。磁性不锈钢刷和其他精矿研磨粉一起对于循环冷机底部进行密封。为了有效保证使用密封器的效果，两者都需要分别具备适当的密封宽度。内部柔软的磁性零件密封由于钢板印刷与内部零件接触发生摩擦，形成磁性密封。

2.2臺车横梁密封

为了有效率地预防使用环流式冷机车体烧结过程产生的大量矿渣和卡料，环流式冷机的整个车体内部横梁与台式环冷机的整个车体之间都还需要分别设计一定的直接橡胶件与密封件的距离，现有的密封技术中大多数都用的是直接橡胶采用柔性的磁性复合橡胶进行密封。为了有效率地增加节能环保制冷机的密封使用寿命，保证良好的环冷密封使用效果，更换了各种合成柔性和磁性密封橡胶作为密封的配套技术。

2.3烟罩密封

为了更好地保证烧结过程中余热的合理利用和效果，环氧制冷机集风罩两边采用材料一般是耐热 的，比如：传输带、石棉布，他们的缺点是容易发生老化。环氧磁性钢刷集风罩具有良好的耐高温和抗腐蚀特性，在有效保证了密封和隔热效果的同时，增加了使用寿命。

3烧结余热回收的热量转换

在鼓风机余热转移回收的第一个过程当中，烧结矿台车当中的显热，会被环境空气转化为热烟气和水蒸汽。而其中的显热，需要鼓风机分两步的操作来完成这个余热转移的过程。首先，在整个鼓风机的余热转移作用下，环境空气可能会将环冷机和烧结矿台车当中的热空气和烧结矿料通过大气层进行穿透。在这一穿透的过程中，20摄氏度的高温热空气会被自动升温下降至380摄氏度。环冷机和烧结矿中没有完全停止燃 烧的高温烧结矿将可能会与环境空气中的热量和氧气浓度发生反应。从而环境空气会将其中的冷空气快速转化为高温的烟气，并且快速吸收环冷机和烧结矿当中的氧气和热量。此后，380摄氏度的高温热烟气在鼓风机锅炉的换热面积中快速穿过，对换热管当中的常温烟气和水蒸汽进行快速加热，使其快速转化为热烟气和水蒸汽。此时热烟气的燃烧温度可能会缓慢地下降，并将其中的高温热量和氧气传递出去给其中的水蒸汽。

4经济效益分析

环境质量方面，改造后，漏出的污染物和含粉尘气体进一步减少，噪音进一步降低，现场及周边环境得到改善。烧结矿余热回收产品与皮带的工艺改进技术方面，烧结矿冷却的效果进一步提高，品质进一步提升;新的橡胶密封体系使产品能够更好地耐受高温，减少了更换新一代橡胶密封的时间费用和更换频率;进一步减少烧结矿冷却的风量，节约了电耗;上游烧结矿的冷却效果进一步提升，下游皮带使用寿命进一步延长。在提高余热回收发电效率方面，提升了余热效率降低回收产品进口的温度，余热回收发电的效率得到显著提升。

结论

烧结矿的生产品质要不断提高、降低成本和烧节能降耗是主要。而烧结矿的漏风控制问题仍然是烧结厂的其中一个关键技术，柔磁性和钢刷综合密封技术的应用可以有效控制好烧结矿的漏风率，有利于大大提升烧结矿产品质量、降低烧结矿成本、增加烧结矿余热回收的效果，同时有利于改善烧结矿周边环境。

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（作者单位：山东省冶金设计院股份有限公司）