高爐上密封組合閥改進與快速高質修復實踐

鄭水賓

（杭州紫元置業有限公司，浙江 杭州 310022）

高爐上密封組合閥安裝在高爐節流閥料罐上方，高爐所需的物料，必須經上密封組合閥進入爐內，它是起密封作用，保證爐內壓力及煤氣流合理分布，提高冶煉效果，保證高爐生產正常順行，自投產使用以來，在生產時，經常發生故障。2016年發生了多次卡料和漏氣現象。可問題一直未得到根本性的解決，同時維護人力、成本大大增加，使用壽命也受到了很大的影響，不僅影響了高爐生產的順利進行，而且嚴重制約鐵水產能的提高。

1 工作原理、故障分析與統計

1.1 工作原理

上密封組合閥主要由閥殼、主軸、閥板、閥座、密封圈及驅動裝置等元件組成，上密封閥的開閉是由液壓系統驅動閥板做翻轉運動來完成的，當料罐排壓后，上密封閥閥板打開，爐料從受料漏斗經過上密封閥到料罐里，當料罐停止裝料后，上密封閥閥板關閉，對料罐進行密封，以保證高爐高壓操作，為了保證高爐閥板與閥座的密封性，在閥座的壓頭與密封圈接觸面上堆焊硬質合金，閥板上的密封圈采用硅橡膠密封。

1.2 故障分析

近年來，隨著鋼鐵產能的提高，為了滿足現有高爐的生產能力，高爐進行了擴容改造，爐頂上密封組合閥進行了改進置換。因是新設備，我們對其性能還不是很熟悉，一是使用環境惡劣，加上每天開關頻繁，造成閥板主軸軸向位移。二是用料結構的調整，以及調整不到位，加速了上密封組合閥硅橡膠的磨損。三是由于設計存在先天的缺陷，造成組合閥翻板主軸軸承缺油，受熱磨損。四是受高溫，環境等因素，密封材料選用不當，造成漏氣、漏油現象。

1.3 故障統計

根據高爐上密封組合閥故障，在改進前我們進行了統計，具體故障總數為：見表（1）。

表1 故障系統總數分析

2 改進與快速高質修復實踐

2.1 改進與快速修復要領概述

閥板位移：生產廠家為了便于主軸與閥板座的安裝，采用的是間隙配合。安裝好后，在使用過程中，由于上密封組合閥開關頻繁，只是靠平鍵的兩側面來轉遞轉矩而不能承受軸向力，而產生軸向位移，閥板關閉不嚴，造成泄漏。現加工兩塊半圓環套，擋在主軸與閥板的端面上，調整好閥蓋與閥座的最佳位置，直接用電焊把擋圈點焊在主軸上，做好固定，避免了閥板的位移。

密封材料的磨損：上密封組合閥以前采用的是石棉盤根和V型密封圈密封，石棉盤根因會吸油，彈性、收縮性能欠佳，在壓裝盤根時易產生局部裂縫和分成現象，經過一段時間使用后，易腐蝕被爐內的氣壓沖出，造成有少量的煤氣泄漏。通過實踐試驗，現統一改成1400艾志V型密封圈密封，因其有彈性、補償性能好、且耐高溫和耐腐蝕性能優等特點，而且它有壓環、密封環、支承環三個圈疊在一起使用,增強了其強度和防擠出現象，改善了密封效果，保證了各機構的良好密封。

硅橡膠磨損：由于用料結構的調整，以前采用的是45%左右燒結礦，現在采用的是75%左右的燒結礦。因其有菱角，表面較粗糙。還有安裝間隙未調整好，密封閥板在設計時，可以作水平調整，但它在使用一段時間后，隨著爐內高溫的烘烤，它有一定量的變形，在試驗密封性能時，閥板下面三顆螺栓必須經過調整，調整好后，將其固定。這樣可延長硅橡膠的使用壽命。

軸承磨損：組合閥閥座軸承，因為設計的先天缺陷，軸承沒有加油孔，這樣在長時間的使用和高溫烘烤下，軸承使用一段時間就會損壞。現在組合閥座上打一只Φ12的加油孔，供給一定的油量將軸承潤滑，從摩擦表面吸取熱量加以散發，改善軸承表面油液循環，使軸承轉動更靈活。組合閥閥座、閥板密封潤滑加油孔，以前采用的是鋼管管路加油，現改成高溫軟管加油，這樣在檢修時拆裝方便，供油流暢，提高了作業效率。

在拆除和安裝閥板、閥座和硅橡膠時，最好把上密組合閥翻身倒立，首先把閥板拆出，然后拆出閥座。其一：可以保證工作的安全正常開展；其二：安裝好閥板、閥座、硅橡膠時直接可以試漏，減少翻轉次數。

2.2 操作步驟

主要拆除步驟如下。

組織鉗工三名，焊工一名。準備電動扳手一把，套筒M24、M30、M36、M46各一只，接線板一只，榔頭、鑿子、撬棍各一把，若干測量器具，檢查鋼絲繩、吊鉤是否安全可靠，在工作前進行安全交底，并按各工種規范作業。

開始作業，首先把上密組合閥用吊機把它吊到安全的位置上，然后用壓縮空氣吹掃清除閥體、閥板、翻板、閥座、襯套上的積料。對設備進行全面清理，將與設備無關的雜物，積灰全部清理干凈。

拆除油管，油管接頭和液壓缸，油管以前是用鋼管，現已改成高溫軟管。

割除襯套擋板，焊好襯套吊點，綁扎好，用10T行車吊起放在指定的位置上。

拆出翻板角度裝置，再拆出上密組合閥閥件，扇形齒輪，翻板、端蓋、密封裝置、翻板主軸和軸承。

再把上密組合閥吊起翻身，放在安全的位置上，把閥板翻出，拆出閥板銷軸，吊出閥板，然后拆出閥座螺栓，吊出閥板底座。

拆出閥板曲柄，主軸端蓋、悶蓋、清理出填料密封裝置。

2.3 安裝前需做的工作

在安裝上密組合閥時，先用空壓機對組合閥進行吹掃，再用工業清洗劑對組合閥組件進行全面的清洗，檢查扇形齒輪工作面磨損情況是否有點蝕和剝落，軸承是否磨損、破裂等，通往翻板軸承的油孔是否堵塞，并對磨損的翻板進行焊補，根據零件缺陷情況，對照圖紙要求，進行修理或加工制作新件，相配零件的配合尺寸要準確，對重要配合尺寸進行復檢。裝配工作的好壞，對設備的使用周期起著決定性的作用，相反，盡管某些零件部件質量不高，但在裝配時經過仔細的修配和調整后，還能裝配出性能良好的產品。零部件的組裝和總裝，要保證其組裝的完整性，可靠性，要做到一次裝配成功，減少或消除因各種失誤而造成的返工拆卸，重新裝配。

2.4 主要安裝步驟

在安裝前，對所有的零件進行徹底清洗，確保零件的清潔，并用抹布把零件擦干備用。

安裝閥板、閥座時，因閥座與閥體有二條密封槽，在安裝時0型密封圈要做好固定，防止密封圈裝入槽外，并用塞尺檢查，調整好閥板、閥座及開關件硅橡膠密封圈的接觸配合面，并用水進行密封性試驗4小時，確保閥座與閥體、閥座與閥板自然關閉時，無滲漏現象。

然后把它綁扎好，用10T行車翻身把它放在安全的位置上，安裝好主軸和軸套，密封裝置，在安裝V型密封圈時，要一只一只的安裝，認真仔細，如果密封圈安裝不到位，可將一字螺絲刀磨鈍，插在密封圈的靜止面，放掉密封圈里面的空氣。

特別要強調的V型密封圈，它由支承環、密封環和壓環三種規格疊在一起使用，當壓環壓緊密封環時，壓環的V型槽角度與密封環完全吻合，而支承環的夾角略大于密封環，當壓環壓緊密封環時，支承環使密封環變形起密封作用，在安裝密封環時，里面要涂一層黃油，這樣主軸在傳動之中，密封環與主軸不會產生干摩擦，而且還改善了其密封效果。

安裝好閥板主軸的軸套、密封裝置、端蓋、悶蓋和曲柄。

安裝上密組合閥閥件時，靠翻板閥座面的軸承先安裝，裝上密封，擰緊前軸承端蓋螺栓，然后把上密組合閥綁扎好，吊到做好的架子上放穩，閥座套軸承內加好黃油，再把二根翻板主動和被動軸裝入軸承內，裝好密封填料，擰緊軸承端蓋，安裝好二只主動和被動翻板，再安裝好主動和被動軸的扇形齒輪，安裝好翻板的角度裝置。

把上密組合閥閥件綁扎好，吊入箱體調整好安裝，擰緊螺栓，把襯套吊入箱體，調整好。最后，裝上翻板油缸和閥板油缸。

2.5 調試

調試前必須對設備進行認真的檢查，防止因遺留物而造成事故，撤離工器具，清理作業現場，試車人員明確自己的責任并建立可靠的方法，防止試車時發生安全和設備事故。用自制的油管接頭，接到氣泵和油缸上，用氣泵壓縮空氣打壓，檢查閥板、翻板正反開關是否靈活，密封性是否良好，有無滲漏等現象發生，若正常，則交付使用。

3 與實施前對比

我們對改進前后的主要故障發生次數進行了分析與比較：（見表2）。

表2 主要故障前后對比分析

由上表可以看出，上密封組合閥通過改進以后，我們進行了跟蹤記錄，以前一年修復次數為25次，現在只有6次，改進后的上密封組合閥使用壽命有大幅度的提高，由原來使用10個月左右，改進之后到現在已使用18個月，通過檢測，除常規的硅橡膠磨損需更換外，另外各項指標在范圍之內，由此，我們得出結論，上密封組合閥故障產生的原因分析是正確的，所制定的改進方案也是可行的。

4 實行以來的實績、效果

表3 實行過程中的實績、效果

熟悉掌握該方法，可以使一些修復方面的“頑癥”得到有效的控制，提高了上密封組合閥的使用壽命，經測算，實施該方法以來，上密封組合閥使用壽命成倍增長，對鐵廠穩定爐況，降低高爐休風率和人力、財力、物料費用，都得到了較大的改善，為高爐爐況順利運行提供了有利的設備保障，它具有科學性、先進性、和普及推廣價值。以前，上密封組合閥因閥板位移、密封材料磨損、硅橡膠頻繁更換、軸承磨損等零部件失油而損壞報廢的現象得到有效控制。以前修復一只上密封組合閥需6個人，6天時間完成，現在4個人，只需3天就能完成，工作效率明顯提高，現改進后，設備內部材料可重復利用，可降低各種人力、財力、物料費用為38萬元左右，為高爐生產穩定順行，提供了強有力的設備保障。

5 結語

當代設備維修涉及工種廣泛，隨著設備技術的發展，設備的檢修需要先進的維修技術，通過改進，就能夠消除不必要的故障頻率，減少不必要的修復，經調查跟蹤記錄，改進、修復后的上密封組合閥壽命成倍增長。因此，我們得出結論，改進、修復的方法是正確的，在改進、修復過程中所制定的裝配工藝、調整間隙方法也是可行的。目前，上密封組合閥殼體檢修人孔改進方案，正在論證中。針對這一課題將在我們以后工作中逐步加以解決。根據實踐證明，經過改進經多年使用，杭鋼已將該方法作為重要理論實踐依據，作為處理設備故障的典型案例。