热风阀的工作原理及其在高炉生产实践中的应用.pdf

14梅山科技2023年第2 期热风阀的工作原理及其在高炉生产实践中的应用武林端木义兵（梅山钢铁公司炼铁厂南京2 1 0 0 3 9）高炉冶炼的过程简单讲就是铁矿石在焦炭等还原剂的作用下，通过热风炉输送过来的高温气体(1 1 8 0 1 2 5 0）在高炉内发生化学反应的过程。作为热风炉区域的关键设备，热风阀性能的优劣直接决定了送往高炉的热风是否稳定可靠，对高炉冶炼起着重要的作用。主要介绍了热风阀的工作原理以及在高炉生产实践中遇到的问题,并针对不同问题进行了简单分析。热风阀全称超高温衬里节能型水冷热风阀，适用于高炉热风炉系统，起切断、开启热风作用。阀门驱动形式有液压传动、电机传动、气压传动等，梅钢公司三座高炉热风阀驱动形式主要为液压传动。1热风阀的性能参数公称通径：二号高炉热风阀DN1300mm，四号高炉热风阀DN1600mm，五号高炉热风阀DN1800mm；工作压力：二号高炉热风阀0.45MPa,四号、五号高炉热风阀0.5 5 MPa;启闭压差：0.0 1 MPa;适用温度：1 40 0；适用介质：热风；冷却水压力：0.4 0.8 MPa;冷却水流量：阀体2 5 6 0 t/h，阀板1 5 6 0 t/h。2热热风阀的工艺及工作原理2.1热风炉的基本工艺及热风阀的作用热风炉在生产实践中一共有三种状态：送风状态、烧炉状态、换炉状态。其中送风状态和烧炉状态是一种静态过程，也就是在这两种状态下热风炉所有阀门均保持原有启闭状态不动作；而换炉状态是一个动态过程，在换炉过程中，热风炉相关阀门根据工艺要求处于浮动状态，当动作指令下达后，不同阀门按照程序设定开始动作，当换炉过程结束后，热风炉就进入送风或者烧炉的稳定状态。1)在送风状态，热风阀处于开启状态，保证该座热风炉由冷风阀输送过来的冷风把蓄热室中的热风通过拱顶联络管和热风总管传送至高炉风口，确保高炉正常进行冶炼。2）在烧炉状态，热风阀处于关闭状态，确保热风总管中的热气不倒灌至该座热风炉，保证该座热风炉正常烧炉。3）在换炉状态，热风阀开启时，要对热风炉进行充压，当热风炉炉内压力与热风总管压差绝对值小于1 0 kPa时，热风阀方可开启；当热风阀关闭到位时，要及时排掉热风炉炉内压力，热风总管侧的高压气体作用在热风阀阀板上，而产生的盲板力使热风阀具有良好的密封性能,进而保证了热风炉下一个状态的顺利进行。2.2热风阀的工作原理热风阀主要由阀体、阀盖、阀板、传动装置和阀杆等部件组成（见图1）。阀体为全焊接结构，阀体下部排污有圆管排污和方箱排污两种结构形式。阀板的行程由限位开关控制，阀板只在“全开”、“全闭”状态下工作。阀门的启闭靠动力通过链条带动阀杆作升降运动来实现，为减少动力设有平衡重（见图2）。此吊钩不能用来作阀门整体吊装使用液压缸传动架阀盖阀体整体吊装吊算图1 热风阀本体热风阀为异形水腔全焊接结构,采用冷却水强制冷却，具有耐高温、抗高压变形的特点。阀板武林等热风阀的工作原理及其在高炉生产实践中的应用开位开关配重链条关位开关吊架链轮阀杆阀板图2 热风阀驱动系统阀体冷却水由圆法兰上部进水管进人阀体（见图3），先流经密封面部位的异形水腔，然后由底部返回向上，再由阀体侧面引出进入阀盖，冷却阀盖后再由上部排水管排出。阀板冷却水（见图4)由一根阀杆进入，先冷却密封面部位，然后流经螺旋式水道从另一根阀杆排出。方法兰处覆设金属密封圈和密封胶，阀杆密封处采用浮动密封。阀门为单向密封，关闭时靠介质压差实现密封。阀体内腔、阀板两侧捣固耐火材料，阀体下部设有污物排放口和污水排放口。阀体出水口阀体进水口图3 阀体冷却系统阀板进水口阀板出水口出水向标图4阀板冷却系统液压驱动装置通过图2 中的阀杆与吊架相连接，吊架上部通过链条与配重上部相连接，配重下部通过链条与吊架下部相连接，形成封闭式链传动。油缸的活塞杆顶端与配重下端用耳环铰接。液压缸推动配重向上移动行程距离，通过链条带动吊架移动行程距离，吊架向下移动带动阀杆、阀板向下移动，实现阀门的关闭；.15.反之液压缸回拉配重向下移动行程距离，通过链条带动吊架向上移动行程距离，吊架向上移动带动阀杆、阀板向上移动，实现阀门的开启。3#热风阀在生产实践中的应用3.1热风阀的安装设备安装前，先清理阀体内腔，擦拭阀杆及密封面，检查有无损伤。各注油孔、各运动副、液压缸阀杆表面加涂润滑脂（用不低于HG7 2 H 的润滑脂）。检查各部件的螺栓紧固情况，检查驱动装置及传动部件是否完好正常，检查阀门耐火材料是否受潮、损坏。若阀门短时间存放，耐火材料轻度受潮时，可自行以1 5 0 1 8 0 烘烤2 4h或自然干燥后使用。存放时间超过一年,应对浇筑料的强度进行检验。任取三点，浇筑料强度应不小于3 0 MPa,若浇筑料损坏严重，会严重影响阀门的使用寿命。存放时间超过三年,耐材的强度和稳定性基本失效，阀门必须经过返厂修复方可使用。阀门若长时间储存，耐火材料表面可能会产生微小的龟裂纹，属于正常现象，不会对阀门的使用性能造成影响，可放心使用。但是要注意耐材须经正常养护后，阀门才能上线使用。养护时间不足即安装阀体进水口到高温管道（3 0 0 以上）使用，会引起耐材爆裂，导致阀门无法正常使用。自然养护时间为：夏季（平均环境温度2 5）不得少于1 0 天；春、秋季（平均环境温度1 8）不得少于1 5 天；冬季（平均环境温度1 0）不得少于2 8 天。注意阀门要垂直安装，并且须注意阀门具有方向性（见图5）。阀门与管路相连时，管道两侧法兰应对中，要防止因强力连接造成阀门整体变形而影响密封性能。需要注意的是阀门方向装反将给阀门造成严重损坏，必须明确安装方向后再进行安装。阀门与管道间的密封材进水向标料采用金属密封圈，吊装时不准划伤和粘上污物，以确保密封性能。按规定的起吊点起吊阀门，阀体所设吊装点供阀门整体吊装用，传动架所设的吊装点仅供吊装传动系统时使用。阀门处于“全开”位置时阀板应高出密封面，阀门处于“全闭”位置时阀板应处于自由悬垂状态，阀板落下时不应与阀体有冲击。阀门圆法兰、方法兰连接螺栓必须紧固好，阀杆密封处的螺栓紧固程度应以阀板动作灵活且不能卡住不动为准。16此侧为阀门的低压侧图5 热风阀安装方向阀门法兰螺栓连接建议采用力矩扳手进行紧固,拧紧力矩见表1。螺栓紧固时必须对角同时紧固,且拧紧力要均匀。表1 力矩扳手所需指示值规格M24拧紧力矩6 5 0.7951.81292.51758.92258.8 2923.33.2热风阀的日常维护日常生产中要严禁热风阀冷却水出现断水情况，定期检查冷却水的水温、水压、流量及外部供水管的工作情况；阀杆密封处、圆法兰连接处、密封面有无漏风现象；每周定期检查阀板动作情况，如阀板启闭动作是否到位、动作过程有无卡阻；每周检查一次各部位连接螺栓是否松动及脱落；传动装置有无杂音、螺纹有无松动、阀杆有无弯曲、限位开关动作情况有无损坏现象；安排好维护人员定期打开排污装置，清除落人阀内污物；排出冷却水中沉积杂质。润滑系统一定要保证集中润滑管路的畅通，绝不可有堵塞问题发生，安装时要确认，否则会影响阀门正常运行。润滑脂采用闪点不小于3 40 的锂基润滑油剂进行集中供油，润滑周期可为2 4h,亦可根据现场使用情况调整润滑周期。3.3热风阀日常主要故障现象及处理方法1)故障一：阀门不动作。原因：动力源损坏。处理方法：检查液压站内液压泵及系统溢流阀是否正常。梅山科技2)故障二：阀板动作过程不灵活，有卡阻现象。此侧为阀门的高压侧原因一：阀门开启时均压不足，造成阀板提升困难。处理方法：应使开启压差小于0.0 1 MPa。原因二：阀门工作时停水，阀板受急冷、急热而变形损坏。处理方法：应消除停水故障,变形严重者须修复或更换。承压方向原因三：操作过程中，阀板开启不到位，使阀板下部在高温介质冲击下变形或损坏；阀体或阀板开裂漏水。处理方法：应查明阀门损坏原因，修复或更换。3)故障三：阀杆密封处漏风。Nm原因：密封压盖螺栓松动；盘根失效。M27M302023年第2 期M33M36M39处理方法：及时安排检修维护人员进行调整处理；更换盘根。4)故障四：阀体安装法兰处漏风。原因：法兰连接螺栓松动；法兰密封失效。处理方法：安排检修人员及时紧固法兰螺栓，紧力矩参照性能参数；更换法兰密封或临时作焊接处理。5)故障五：阀板密封不严，阀门内泄漏。原因一：当阀门关闭时阀体、阀板密封面不对中。处理方法：调整阀体、阀板相对位置原因二：阀板或阀体密封面损坏或密封面之间存有异物造成阀体、阀板密封面不密合。处理方法：研修密封面；去除异物。4结 论随着科学技术的不断发展以及社会生产力的不断提高，高炉冶炼技术也在不断地更新迭代。作为高炉冶炼中重要的一环,热风炉的稳定运行对高炉产量的达标起着重要的作用。热风阀是热风炉系统的关键设备，毫不夸张地说，热风阀运行状态的稳定与否直接关乎着高炉冶炼的强度是否达标。基于此,相关技术人员和维护人员要不断加强对热风阀的日常管理维护工作，确保热风阀能够长寿、高效地为高炉生产服务。