海鑫高炉串罐式无料钟炉顶设备的故障分析与维护

海鑫高炉串罐式无料钟炉顶设备的故障分析与维护

董志勇

(山西海鑫国际钢铁有限公司)

摘 要 海鑫二铁厂2座高炉都采用引进PW公司专利技术由国内生产的串罐式无料钟炉顶设备，对串罐式无料钟炉质设备的关键部件：上、下密封阀、料流调节阀、气密箱、布料溜槽进行了性能和常见故障分析，并提出处理措施和维护方法，保证了高炉正常生

产。

关键词 高炉 炉顶设备 性能 故障 排除 1 引言

海鑫二铁厂2座(炉容分别为l080m3、l380m3)高炉都是采用引进PW公司专利技术由国内生产的串罐式无料钟炉顶设备，炉顶设备使用与维护的好坏，直接影响到高炉的正常生产，所以掌握炉顶设备的原理、性能要点及设备运行规律，对管好、用好、维护和检修炉顶设备将提供有力的技术支持。由于受专利技术保密的限制，给设备的使用维护造成一些困难，所以收集、消化吸收炉顶设备的技术性能特点就显得尤为重要。 2 炉顶设备的组成

无料钟炉顶设备主要由以下几部分组成：①受料罐；②上部料闸；③称量料罐(含上密封阀)；④均压／均压放散阀；⑤下阀箱(含料流阀及下密封阀)；⑥气密箱总成(含差动减速箱)；⑦布料溜槽；⑧探尺。1080m3高炉无料钟炉顶性能参数见表1。

表1 1080m3高炉无料钟炉顶性能参数

项目

设计炉顶压力，Mpa 上、下密封阀直径，mm 料流调节阀直径， 料罐有效容积，m3 均压/均压放散阀通径，mm

布料溜槽长度，mm 溜槽倾动角度范围 溜槽回转速度，r/min

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参数 0.20 Φ900 Φ750 21 DN300 2800 2°-53°

8

溜槽倾动速度，r/min 3 运行特点

0.2675 (1)炉顶设备中，除溜槽传动齿轮箱和探尺为电动外，上料闸、上下密封阀、均压／均压放散阀、料流调节阀都采用液压传动，各设备均按程序自动联锁操作，并在机旁设置便于检修的手动操作。还设置了一个双线式集中干油润滑站，分别对炉顶各运转设备进行自动润滑。

(2)采用软硬密封的上、下密封阀及称量料罐，具有良好的高压密封性能，可实现炉顶高压操作；溜槽传动齿轮箱具有灵活、均匀的布料手段，可进行单环、多环、定点布料；炉喉料面测量采用两个交流变频电机驱动的垂直探尺，探测范围8～12 m，具有连续测量及点测量的功能。 4 炉顶设备的故障分析与处理

对于现代化装备的炉顶设备，其故障有一定隐蔽性，往往造成连锁反应，影响故障判断的准确性，其诊断的关键在于要熟悉装料工艺流程和每台设备的工作原理，通过综合分析，作出故障部位和原因的准确判断，并制订可行处理方案，以将高炉生产损失减少到最低限度。炉顶的两个密封阀、料流调节阀及气密箱总成是装料设备的关键部件，因此我们应对以上部件进行重点监测与分析。 4.1上、下密封阀的故障分析与处理

(1)上密封阀安装在称量罐上部，是保证炉顶高压的关键设备之一，下密封阀安装于下阀箱内下料闸下面，它与上密封阀、均压及均压放散阀、料流调节阀共同配合完成炉内下料和保证高炉装料装置的高压密封。

(2)上、下密封阀驱动装置，都是由两个液压缸接驱动臂，经单臂曲拐可靠连接传动，使阀板有双运动；液压缸的控制电磁阀集中在液压阀台上，按高炉装料动作要求，有效控制阀的动作方向及开启速度。

(3)上、下密封阀的密封性能主要取决于阀座的耐磨程度、密封面的光洁性及阀板硅胶圈的寿命。海鑫1080m3高炉上密封阀阀座采用电加热，其目的是为了避免炉顶下料时的粉尘因湿气而粘结到阀座密封面上，影响密封面的接触可靠性。在1080m3高炉使用过程中发现电加热温度不易控制，加热线圈损坏后难更换，而蒸汽加热则更可靠和方便，所以l380m3高炉上密阀座更改设计为蒸汽加热。 (4)上、下密封阀常见故障分析与排除见表2。

表2 上、下密封阀常见故障分析与排除

故障

原因

措施

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阀板、阀座间有煤气泄露

阀板硅胶圈老化 阀座上有积灰 阀座磨损 阀板磨损 阀板与阀座错位

更换硅胶圈

清理积灰、检查并恢复阀座加热装置 更换磨损的阀座 更换阀板

调整驱动装置上旋转油缸的固定端座板位置

通过驱动装置有煤气泄露

旋转臂轴承填料盒中密封圈损坏

压紧油缸活塞O型圈损坏 活塞杆套杆干油管损坏

更换驱动装置

更换密封环

检查自动润滑系统分配器及管路 更换O型圈 更换套杆及干油管 检查液压系统

更换销轴或更换压紧油缸

压紧—松开动作故障 液压系统有问题

摆臂连杆销轴松动或接头丝扣坏

阀板旋入—旋出动作困难

液体系统有问题 旋转油岗坏 旋转臂轴承卡阻

检查液压系统 更换油缸 检查润滑或更换

4.2料流调节阀故障分析与处理 (1)料流调节阀的阀板为两个球面交错、八角对开式，阀板的驱动由一套双四连杆机构与油缸铰接，通过液压系统的电磁阀，液控单向阀，角编码器，联合控制合适的阀门开度，以达到控制料速的目的。其开启精度为±2°，每下一批料，料流阀均开一次，排除料罐内残余物料后再关闭。 (2)料流调节阀性能参数见表3。 表3 料流调节阀性能参数 项目 参数 第 3 页 共 7 页

料流阀通径,mm 工作压力,Mpa 工作温度,℃ 油缸规格,mm 油缸工作压力,Mpa 旋转最大角度 开口精度 开启关闭时间，s

DN750 0.245 120 – 180 Φ100/Φ70*470 18 63° ±2° 6

(3)料流调节阀常见故障诊断及排除。

①因料流调节阀闸门衬板松动引起的开关异常。阀的两个闸门各衬有6块耐磨衬板，由连接螺栓固定，经过一段时间使用后，衬板易产生松动，两个阀门之间发生卡阻，严重者会卡死，阀门无法开关。排除方法：首先判断有无硬性卡阻声音，再看油缸工作压力有无升高现象。确定后，采取多次强迫开关阀门，利用冲击力，振脱松动衬板或撞弯卡阻的螺栓，一般能暂时恢复自由开关，若强迫冲击多次无效，只有在休风后进入阀箱内迅速更换衬板及固定螺栓，以彻底解决。

②因轴承组件卡阻造成开关失灵。料流阀内侧轴承密封装于下阀箱内部，受炉顶高温烘烤，密封件易老化，煤气灰尘等杂质就会进入轴承内，造成轴承摩擦力增大，轴承劣化而卡阻，日常维护时，应加大干油润滑频次和油量，以防止灰尘杂质进入轴承腔内。海鑫1380m3高炉的料流阀于2003年5月份曾出现轴承润滑不到位而造成轴承组件卡阻(经检修，是因为设备干油润滑管不通，属制作缺陷)，高炉被迫休风检修，更换了一套下阀箱来排除故障。

③因液压系统故障引起的开关动作缓慢。如果发现料闸开关动作变慢，油缸活塞杆推进缓慢，停止位置不固定，但开关时平稳无冲击声音，则说明液压系统有问题。排除方法：检查液压阀台节流阀人口有无异物堵塞或检查电磁阀控制板输入电流是否太小，依据判断情况，更换节流阀或调大电磁阀输入电流，就可迅速排除故障。

④刚性异物卡阻，料闸只能开不能关到位。高炉上料过程中会偶然发生废钢头或大块料卡在料闸之间。导致料闸关不到位。诊断方法：若发现电脑画面上料闸的关闭信号无，应立即到现场确定油缸活塞杆位置是否回到位，若不到位，且停止位置固定，又有明显刚性冲击，则表明有异物卡阻，这时就必须休风进阀箱用气割割除异物，排除故障。 4.3气密箱故障分析与处理

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