高炉上下密胶圈损坏问题的研究

【摘 要】由于料罐中水分和灰尘混合后结块，改变了上下密胶圈的理想工作状态，造成上下密胶圈的寿命缩短，本文分析了胶圈损坏的原因和灰尘结块原因，并对结块的因素进行控制，进而提高上下密胶圈的使用寿命。
　　【关键词】高炉；上下密胶圈；寿命；水
　　引言
　　高炉上下密封阀是无料钟炉顶装料系统保持高压冶炼的传输通道，其机理是当焦炭、矿石等原燃料进入料罐，料罐由密封阀关闭后，罐内压力由常压转换为与高炉压力相同，以此避免布料过程中造成的顶压波动。上下密封阀胶圈是上下密封阀最为常用的易损件。胶圈破损不仅给设备休风率降低带来较大的压力，而且严重影响高炉顺行，造成大量原燃料在休、复风过程中白白浪费掉。上下密胶圈的使用寿命是制约高炉检修周期的一道瓶颈。在我厂的使用通常不超过3个月。因此，提高高炉上下密胶圈的使用寿命有着节约成本，降低设备检修频率，降低设备休风率的综合意义。
　　1 上下密胶圈的使用和损坏原因分析
　　1.1 上下密胶圈的基本结构与原理
　　上下密胶圈的结构示意图
　　其工作时依靠接触点与阀座压紧密封，压紧程度由驱动油缸行程和接近开关控制。
　　1.2 主要损坏方式分析
　　经过实际的调查，胶圈损坏的情况（依据实际、照片）如图：
　　经过实际损坏样品的观察，分析得出导致胶圈损坏的方式主要有：
　　1.2.1 从接触点龟裂
　　胶圈反复被挤压，阀座上的积灰结块改变了挤压的受力形式，平缓圆弧受力变为尖锐边角应力集中，对胶圈形成剪切作用。如图所示：
　　1.2.2 接触点的灰尘与气流冲刷损坏
　　在一些情况下，由于灰尘的结块高度不均匀或卡住焦炭颗粒等造成胶圈未压合严密，在未压合紧密的地方形成压差气流，加速胶圈的冲蚀速度。
　　1.2.3 正常的使用老化、龟裂、以及炉况异常的损坏。
　　由上述分析可知，由于灰尘结块恶化了胶圈的工作状态，是胶圈损坏的一个主要因素。
　　2 灰的结块原因与条件
　　2.1 原理分析
　　灰尘的主要成分含铁碳较高，并含有大量的氧化硅、氧化钙、氧化铝、氧化镁等，在温度较高时，这些粉末状的颗粒随气流漂浮，并附着在各种表面上，附着在阀座上的灰尘，由于液态水分的存在，二氧化碳的存在，在适合的温度下发生一系列的化学反应。生成难溶的各种盐和水合共晶物，发生结块现象。并在每次开关阀的过程中累积，逐渐形成影响胶圈寿命的硬层。
　　阀座上灰尘结块的条件：（1）液态水分和粉末灰尘的存在（2）适宜的温度（3）连续的积累.
　　其主要化学原理为
　　CAO+H2O=CA（OH）2
　　AI2O3+CA（OH）2=CA（ALO2）2+H2O
　　CAO+H2O+CO2=CACO3+H2O