高炉布料气密箱新型密封的研究及应用

（唐山钢铁集团有限责任公司，河北 唐山 063000）

随着近年来我国钢铁冶炼技术的发展，钢铁企业设备向着大型化和智能化发展。因为无料钟炉顶这一革命性的发明，采用无料钟炉顶的高炉能准确地布出任何要求的料型且为高炉操作带来了新的方式，炼铁高炉的容积不断扩大，生产效率不断提高。气密箱作为高炉炉顶的核心设备，是实现溜槽布料的基础，其运行状态的稳定与否直接关系高炉生产的稳定性。布料气密箱在生产运行时处于高温、高压及大量烟尘的恶劣工况，高炉冶炼时产生的烟尘极易进入气密箱的内部，会对气密箱内部齿轮、回转支承、减速机等部件造成损害。传统布料气密箱壳体与旋转筒体之间使用简单的密封腔，配以密封圈。这种密封在高温高压的工况下，密封功能差，不能有效的隔绝冶炼烟尘，密封圈极易磨损失效，且更换不易，会降低布料气密箱使用寿命。这样的密封形式功能性较低，为提高布料气密箱的密封性，需要设计一种新型密封。

高炉布料气密箱的密封被设计为单一的密封形式，箱体与炉内只靠密封圈来隔绝，其隔绝烟尘的效果不甚理想，随着使用时间的增加，气密封能力越来越低，对气密箱的本体会造成损害。根据流体特性，增加烟尘进入气密箱体的行程和密封的层数。如果能在箱体和炉内之间形成两级密封，并对进入到布料气密箱的烟尘进行导流隔绝，进行主动密封，则可以提高布料气密箱的密封性，防止因密封圈损坏造成气密箱故障，提高布料气密箱的使用寿命。

将布料气密箱原单级密封，在其原有结构的基础上通过增加密封腔，改变密封形式，使其形成迷宫式两级密封，Ⅰ级密封水平布置，对烟尘进行阻隔分流，降低烟尘速度，Ⅱ级密封垂直布置，为耐高温防尘装置，进行二次防尘密封。Ⅰ级密封的导流板为1Cr18Ni9ti，Ⅱ级密封板为耐高温硅胶板。上述用于高炉布料气密箱的迷宫型密封，所述密封的Ⅰ级为水平布置圆形板与带凹槽的环形密封块，Ⅱ级为垂直布置筒形耐高温硅胶板与环形槽。

新型密封形成两级烟尘阻隔装置，Ⅰ级密封对烟尘进行阻隔分流，降低烟尘速度，Ⅱ级密进行二次防尘密封，提升布料气密箱防尘密封性能，可有效避免密封损坏造成的高炉休风，防尘效果较好，提高了布料气密箱的使用寿命。

如图1 所示，此新型密封是两级结构，分为Ⅰ和Ⅱ级，密封导流板为水平布置圆形板，密封块是带凹槽的环形密封块，密封块焊接在壳体上，密封导流板和密封块组成Ⅰ级密封；支撑板为环形板，密封硅胶板为垂直布置的筒形，凹形槽为环形槽，支撑板、密封硅胶板和凹形槽组成Ⅱ级密封。如图1 中显示，支撑板上设计有M12 螺栓连接，旋转底盘和密封导流板之间用螺栓连接，密封导流板和密封块相匹配，密封硅胶板和凹形槽相匹配。密封硅胶板是由钢板和耐高温硅胶板通过螺栓连接组成筒形结构，密封硅胶板整体焊接在支撑板上，支撑板焊接在壳体上，凹形槽焊接在旋转底盘上。

密封导流板呈水平布置，平行于旋转底盘，密封导流板为厚度为16mm的1Cr18Ni9ti 钢板，密封块上的凹槽高度为25mm，其中心线与密封导流板中心线相配合，水平方向的间隙为2±0.5mm；密封硅胶板垂直于旋转底盘 2，密封硅胶板6 由δ=6mm 的钢板δ=20mm 的耐高温硅胶板通过螺栓连接组成筒形结构，与凹形槽7 按中心线重合方式配合，垂直方向的间隙为1±0.5mm。

气密箱在工作时，壳体固定，旋转底盘旋转；密封块固定，导流板旋转，形成Ⅰ级密封，对进入的冶炼烟尘进行阻隔、导流，降低烟尘速度和进入量；

支撑板和密封硅胶板固定，而凹形槽和旋转底盘旋转，形成Ⅱ级密封，对通过Ⅰ进入的少量烟尘进行二次密封，阻止其进入布料气密箱腔体内。

按此将布料气密箱原单级密封，通过增加密封腔，改变密封形式，使其形成迷宫式两级密封，Ⅰ级密封由水平布置的密封导流板和密封块组成，对烟尘进行阻隔分流，降低烟尘速度；Ⅱ级密封为耐高温防尘装置，由垂直布置的密封硅胶板与凹形槽组成，进行二次防尘密封。提升布料气密箱防尘密封性能，可有效避免密封损坏造成的高炉休风，防尘效果较好，提高了布料气密箱的使用寿命。