高爐放風閥卡阻現象的分析與解決

張玉奎 王 剛 程 楊 卓玉武 劉志斌

（1.武鋼股份煉鐵廠 武漢 2.安陽鋼鐵集團有限責任公司 河南安陽）

一、放風閥的基本原理與作用

放風閥坐落在高壓空氣進入高爐前的管道上（圖1a），由Φ1700 mm蝶閥和一組活塞閥組合而成，工作溫度在250℃，日常加風、減風由爐前操作人員通過按鈕操作，利用閥板上的連桿傳動活塞進退，達到高爐調節風壓、風量的目的。當高爐需要加風時（圖1b），開啟Φ1700 mm蝶閥翻板，由連桿帶動活塞下行，活塞擋住活塞缸體花孔部位，使風量不會從花孔部位進入大氣。反之，當高爐需要減風時，Φ1700 mm蝶閥關閉，由連桿帶動Φ600 mm活塞閥柱體上行，露出花孔，使高壓空氣從花孔排入大氣，完成減風動作。

圖1 放風閥

二、常見故障及原因分析

偏心蝶閥與活塞閥組成的放風閥受到壓力、溫度的影響，經常出現的問題是渦輪無法轉動，人工強制開啟也無法扭動，造成放風閥無法工作。經開孔檢查發現，在高溫無潤滑狀態下，由于密封材料熱脹冷縮，活塞缸體與活塞產生抱死現象，活塞環與缸體有刮擦的痕跡。依據放風閥的損壞情況，仔細查看現場實物，發現活塞環口與缸體有劃傷痕、連桿調節裝置螺栓有松動、減速機傳動齒輪有開裂現象發生。放風閥通過蝶閥和活塞閥組合完成加風減風的任務，且各自間隙不一樣，在氣流通道沖刷處，物體間隙受到沖刷磨損而增大。

（1）放風閥在運行中由于風溫、風量、風壓的影響，活塞環與活塞缸、柱體的材料不同，熱脹系數不一樣，產生的熱變形也不同。由于活塞環是六方體，在環槽內有六個方向發生變形，最大的變形是切口處變形，產生堆積。六方體變形后使得活塞與缸體間隙變小，加上無法潤滑，從而產生抱死現象。

（2）高壓氣流沖刷活塞閥，受溫度壓力影響有較大磨損。當活塞環接口與活塞缸花孔切邊磨損加大時，活塞環切口極易卡在花孔邊沿，造成間斷啃阻。

（3）當活塞運動時，需克服摩擦阻力，此時連桿機構受摩擦力的影響，需要力矩增大，單個渦輪傳動極易發生轉動死角。由于連桿逐步變形，導致受力方向發生改變，易造成各部間隙變化，產生蝶閥推不動活塞閥的現象。

（4）蝶閥主軸為蝸輪蝸桿減速機傳動，當阻力發生變化時，電機與蝸輪傳動沖擊力也很大，活塞閥的反作用力變化劇烈常造成蝸輪開裂、螺栓剪斷等事故。

（5）高壓風源管道內來的異物也容易引起活塞閥充填塞死，造成卡阻。

總結以上分析，主要原因有2點，一是活塞閥體和活塞環材料受溫度影響較大，易變形膨脹，使得原有間隙變化造成抱死。二是蝶閥推桿力不夠，材料、間隙調整有問題。

三、處理方案

（1）在動力傳動上增設一臺減速機。

（2）在放風閥體上把傳動臂桿改成齒輪，用鏈條連接，并增設鏈條調節裝置，使動力傳動裝置與閥體自由調節，保持鏈條的配合。

（3）在閥體內的連桿傳動中增設調節螺母，讓連桿長短可調并能鎖緊，防松脫。

（4）更換活塞環材料，由原鎳銅合金變為合金鑄鐵，并對活塞環形狀重新設計，同時調整活塞環與柱體的間隙，改為自然張口。給活塞環切口一個壓緊力，在達到標準形狀后切口間隙可滿足熱脹后的工藝要求，保證活塞環與柱體和活塞缸之間有適當的間隙，避免熱脹冷縮出現卡阻現象。

（5）對高壓風源管道進行吹掃，特別是對前段管系的施工要事先申報，施工后必須將異物清掃干凈。

（6）采用變頻機電設備，使得操作人員調節放風閥時做到運轉無級調速，加減很少的風量均能滿足。整套傳動裝置傳動力平穩，正反動作時均速有力，靈活自如。

四、結束語

由于風溫、風量、風壓的波動，對放風閥的操作會產生多種變化需求，如手動、自動、快速加減風和慢速調控等方式對放風閥傳動要求很高。改進后，解決了傳動系統中不合理的因素，保證了調速傳動的配合精準，從而大大降低了因放風閥造成的設備故障，此方案已全面推廣使用。但是專檢人員曾發現傳動部分減速機殼體發生過一次開裂，經現場處理后仍正常運行。因此，對放風閥的改進工作還不能停止，為了使該設備在高爐生產中不影響高爐正常生產，還必須做進一步努力，使得傳動系統質量進一步提高，從而保障高爐順行、穩行。