帶式燒結(jié)機(jī)的密封形式分析

景蔚然 蔣保珠 冀留慶 富榮綿

（中鋼集團(tuán)工程設(shè)計(jì)研究院有限公司）

燒結(jié)作業(yè)是現(xiàn)代煉鐵過程的主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)之一，而燒結(jié)機(jī)是燒結(jié)工藝流程中的主要設(shè)備。燒結(jié)機(jī)主要分為平燒（環(huán)形燒結(jié)機(jī)）和帶燒（帶式燒結(jié)機(jī)），因平燒燒結(jié)面積小，產(chǎn)能較低，且對(duì)生產(chǎn)場(chǎng)地的要求較高，所以現(xiàn)今燒結(jié)工藝多用帶式燒結(jié)機(jī)[1-5]。

1 帶式燒結(jié)機(jī)的密封

帶式燒結(jié)機(jī)的密封位于風(fēng)箱兩端橫向和風(fēng)箱兩側(cè)縱向與運(yùn)動(dòng)的臺(tái)車之間，見圖1。燒結(jié)機(jī)通過這個(gè)相對(duì)密閉空間進(jìn)行負(fù)壓抽風(fēng)點(diǎn)火燃燒實(shí)現(xiàn)燒結(jié)工藝，風(fēng)箱內(nèi)部最大負(fù)壓值可能超過20 kPa（燒結(jié)面積越大負(fù)壓越大），最小則不足5 kPa（微負(fù)壓燒結(jié)）。

帶式燒結(jié)機(jī)密封位置主要分為臺(tái)車自身的密封、端部頭尾密封、中部密封與隔風(fēng)、側(cè)部密封等。

2 臺(tái)車自身的密封

臺(tái)車上下欄板之間的密封可通過增加法蘭止口來增強(qiáng)密封性；臺(tái)車車體可以將一段不高于300 mm 的下欄板與車體鑄造成一體而達(dá)到整體密封的效果，但此結(jié)構(gòu)對(duì)鑄造及加工能力要求較高，在5 m以下寬度的臺(tái)車設(shè)計(jì)中較為多見；臺(tái)車上欄板可以鑄造成一整塊來實(shí)現(xiàn)密封，不過這種設(shè)計(jì)一旦欄板在反復(fù)高溫作用下引起變形、產(chǎn)生裂縫就需要進(jìn)行整體更換，維護(hù)費(fèi)用相對(duì)較高；臺(tái)車篦條壓塊的密封可采用直孔配合平墊圈來實(shí)現(xiàn)，或選擇錐孔配合錐銷結(jié)構(gòu)，前者加工裝配容易但密封效果較差。隨著鑄造加工能力的進(jìn)步，整體臺(tái)車結(jié)構(gòu)的密封效果要高于分體臺(tái)車結(jié)構(gòu)。整體臺(tái)車結(jié)構(gòu)的密封示意見圖2。

3 端部頭尾密封

端部頭尾密封的主流形式分為傳統(tǒng)配重式密封、箱式全金屬柔磁性密封、箱式全金屬仿形柔性密封等。

（1）傳統(tǒng)配重式密封是通過重力杠桿升降調(diào)節(jié)密封板高度來實(shí)現(xiàn)的，此結(jié)構(gòu)在杠桿升降過程中容易產(chǎn)生10 mm 以上的高度間隙，而為保證機(jī)械運(yùn)動(dòng)，板與板之間還會(huì)設(shè)計(jì)有10 mm以上的水平間隙，在風(fēng)箱負(fù)壓作用下漏料會(huì)很嚴(yán)重，而密封板下方則是開放式的機(jī)構(gòu)，在積料不斷增加后會(huì)造成機(jī)械結(jié)構(gòu)卡死無法升降密封板，以至于密封失效。現(xiàn)今該結(jié)構(gòu)已被逐步淘汰。

（2）箱式全金屬柔磁性密封是由密封蓋板、蓋板下方的箱體以及兩者之間的調(diào)節(jié)螺栓與彈簧組成，在密封蓋板上設(shè)有磁性吸附塊，通過磁性吸附塊對(duì)磁鐵礦粉的吸附形成一道鐵礦粉密封。此結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于磁鐵礦粉密封與臺(tái)車之間是軟接觸，對(duì)臺(tái)車運(yùn)行阻力較小，磨損也較小，可以適應(yīng)臺(tái)車長時(shí)間運(yùn)行產(chǎn)生的塌腰形變。但磁鐵礦粉的密封性相對(duì)較差，磁性吸附塊容易造成漏料的增加，而且隨著時(shí)間延長，磁力的失效也在所難免，在3 m 以上寬度的臺(tái)車上使用效果不佳。

（3）箱式全金屬仿形柔性密封，采用在臺(tái)車與風(fēng)箱之間的空間進(jìn)行仿形箱式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使用多塊可單獨(dú)補(bǔ)償高度的NM400 材質(zhì)密封板，分段適應(yīng)臺(tái)車底面的不同程度的塌腰變形，密封板與臺(tái)車底面的安裝間隙為0～5 mm，密封板與箱體之間通過高強(qiáng)度彈簧與調(diào)節(jié)裝置連接，最大補(bǔ)償量可以達(dá)到40 mm。該結(jié)構(gòu)密封性較好，使用壽命相對(duì)較長，適用各種規(guī)格的燒結(jié)機(jī)，在端部頭尾密封中使用最為廣泛。箱式全金屬仿形柔性密封的結(jié)構(gòu)見圖3。

4 中部密封與隔風(fēng)

由于燒結(jié)工藝的不斷進(jìn)步，帶式燒結(jié)機(jī)風(fēng)箱分區(qū)域負(fù)壓抽風(fēng)燒結(jié)已經(jīng)逐步推廣，中部密封與隔風(fēng)就顯得越加重要。在風(fēng)箱燒結(jié)區(qū)域之間普遍使用800 mm 寬的箱式全金屬仿形柔性密封，這種分區(qū)密封裝置密封間隙小，密封間隙可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)償與調(diào)節(jié)，密封效果較固定隔風(fēng)要好。風(fēng)箱與風(fēng)箱之間的隔風(fēng)則通過固定隔風(fēng)裝置來實(shí)現(xiàn)，一般都采用水泥澆筑隔風(fēng)、焊接箱式隔風(fēng)、焊接三角板隔風(fēng)和新型固定隔風(fēng)。中部隔風(fēng)結(jié)構(gòu)見圖4。

（1）水泥澆筑隔風(fēng)澆筑量較大，容易開裂、掉落殘?jiān)灰赘鼡Q，對(duì)塌腰的臺(tái)車容易造成較大磨損，不經(jīng)濟(jì)也不環(huán)保，基本已經(jīng)被淘汰。

（2）焊接箱式隔風(fēng)目前應(yīng)用最為廣泛，但其隔風(fēng)面板的寬度影響有效抽風(fēng)面積，同時(shí)與臺(tái)車底面接觸時(shí)形成面與面接觸摩擦，產(chǎn)生較大的摩擦阻力，增加燒結(jié)機(jī)運(yùn)行負(fù)載，增加設(shè)備運(yùn)行成本，并加速臺(tái)車的損耗。

（3）焊接三角板隔風(fēng)是在焊接箱式隔風(fēng)的基礎(chǔ)上優(yōu)化而來，與臺(tái)車底梁的接觸不再是面接觸，而是線接觸，切實(shí)緩解了對(duì)抽風(fēng)面積減少的影響，但由于結(jié)構(gòu)原因，安裝焊接比較困難，強(qiáng)度較低且不耐磨，變形后很難起到隔風(fēng)作用。

（4）新型固定隔風(fēng)使風(fēng)箱與風(fēng)箱之間的隔風(fēng)效果明顯提升，鋼管與臺(tái)車下表面形成線接觸摩擦隔風(fēng)，對(duì)燒結(jié)實(shí)際抽風(fēng)面積幾乎沒有影響，而且對(duì)臺(tái)車的磨損也降為最低，鋼管的圓滑過渡延長了燒結(jié)機(jī)風(fēng)箱間隔風(fēng)裝置的使用壽命，其結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，與傳統(tǒng)隔風(fēng)相比其制造及安裝成本降低了50%以上，維護(hù)更換十分方便快捷，經(jīng)濟(jì)且環(huán)保，顯著降低了生產(chǎn)運(yùn)行成本。

5 側(cè)部密封

帶式燒結(jié)機(jī)側(cè)部密封是指運(yùn)動(dòng)的臺(tái)車與風(fēng)箱側(cè)梁之間的密封，目前主要有雙板簧彈性密封盒與固定滑道密封、新型柔性側(cè)密封2種形式。側(cè)部密封的結(jié)構(gòu)見圖5。

（1）雙板簧彈性密封盒與固定滑道密封是指，安裝在臺(tái)車下部的雙板簧彈性密封盒與安裝在風(fēng)箱側(cè)梁上的固定滑道呈微量過盈接觸狀態(tài)，二者相對(duì)滑動(dòng)，依靠潤滑油產(chǎn)生的油膜達(dá)到最優(yōu)密封效果。現(xiàn)今的燒結(jié)機(jī)普遍采用側(cè)部密封方式，密封效果較好，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高，使用壽命較長。但隨著設(shè)備的運(yùn)行也會(huì)出現(xiàn)固定滑道的磨損、變形，大量潤滑油被負(fù)壓吸入風(fēng)箱內(nèi)部，造成主風(fēng)機(jī)負(fù)載加大和潤滑油浪費(fèi)，維護(hù)和使用成本也較高。

（2）新型柔性側(cè)密封是指，將一種新型特種橡膠材料安裝在臺(tái)車下部，與焊接在風(fēng)箱側(cè)梁上的隔熱磨鐵通過風(fēng)箱中的負(fù)壓作用，使橡膠與隔熱磨鐵達(dá)到貼合，從而形成密封。此新型密封的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，且密封不需要潤滑油，因而使用成本很低，安裝較便捷。由于這種密封結(jié)構(gòu)對(duì)橡膠材料的機(jī)械性能要求較高，既要有柔性，可以被負(fù)壓吸附，又要有一定的耐磨性、耐熱性，由于表面硬度越高的材料越耐磨，所以該材料在柔性和耐磨性、耐熱性之間的平衡尤為重要。此結(jié)構(gòu)已初步應(yīng)用到200 m2以下的帶式燒結(jié)機(jī)中，或受到運(yùn)行長度的限制，目前大型燒結(jié)機(jī)的側(cè)部密封尚未采用該結(jié)構(gòu)。

6 結(jié) 語

隨著時(shí)代的發(fā)展與科技的進(jìn)步，國家對(duì)煉鐵燒結(jié)行業(yè)節(jié)能減排要求的逐步提高，在科研人員的不斷努力下，各種新型密封結(jié)構(gòu)層出不窮。根據(jù)燒結(jié)工藝的設(shè)計(jì)要求，合理地選擇帶式燒結(jié)機(jī)的密封形式可以降低燒結(jié)設(shè)備的采購成本，有效增強(qiáng)密封效果，減少設(shè)備運(yùn)行負(fù)載，節(jié)能減排，經(jīng)濟(jì)環(huán)保。