遮蔽密封解决无料钟称量中的干涉缺陷.pdf

44-技术改造与改进第41卷2 0 2 3年第4期（总第2 2 6 期）遮蔽密封解决无料钟称量中的干涉缺陷杨继刚，李文智，刘文辉，夏峰，顾朝乐（鞍钢股份有限公司鲮鱼圈钢铁分公司炼铁部，辽宁营口1150 0 7）【摘要】本文通过长期的生产实践，依据TRIZ理论使矿石与矿粉各行其道，自动解决了称量的干涉，对提高北方冬季无料钟生产水平、提高炼铁高炉利用系数、保证生产顺行、提高国产替代，意义深远。【关键词】遮蔽技术；迷宫密封；干涉；管道缓冲器Masking Sealing s Problem-solvingon Interference Defect of Bell-less WeighingYang Jigang,Li Wenzhi,Liu Wenhui,Xia Feng,Gu Chaole(Iron Making Department of Bayuquan Iron and Steel Branch Companyof Angang Steel Company Ltd.,Yingkou Liaoning 115007)Abstract Through long-term production practice,according to TRIZ theory,this paper automatically solves the interference ofweighing by making ore and ore powder go their own way,which is of far-reaching significance for improving the productionlevel of bell-less in Northern China s winter,improving the utilization coefficient of iron-making blast furnace,ensuringproduction progress,and improving domestic substitution.Key Words masking technique;labyrinth seal;interference;pipe damper1前言鞍钢19 9 0 年开始从卢森堡PW公司引进无料钟炉顶技术到2 0 0 8 年引进德国TMT公司高炉出铁场设备以来，应用新技术和新设备，提高了高炉作业效率，降低了人工作业强度，从中感受到新一代高炉的科技力量。同时，进口的高炉设备，其运行还存在很多缺陷，限制了高效产能的运行。实际生产中称量罐的称量问题，一直备受关注。在冶金工业计量方面的称量，相对要复杂的多。既要计算投入的原材料种类的比例、数量、消耗，还要不间断的在恶劣的工况，如沙尘、尘垢、粉末、颗粒污染造成的干涉下进行称量，还要保证称量的准确性，但无论从压敏电器元件的传输，还是结构的改变方法，都无法解决称量问题。咨询国外技术代理，也找不到切实可行的解决办法。同时，查不到具体的资料和图纸，国外代理机构多次来访，也没有得到合理的解决方案。因此，通过创新，在不增加过度投入的基础上，使进口设备做到保运行、防污染、降成本，为今后的国产化，提供经验。2称量系统存在的问题2.1综合缺陷（1）受料罐与称量罐之间有上料闸，为了使称量值准确，料闸只能固定上罐一侧，而另一侧是使用软连接的密封罩，避免称量行程受到干涉。为防止落料过程中产生进溅，并有锥形漏斗做导料装置，由此与外壁形成环缝，向下放料时，环缝是吸除粉末的必经路径。鼓风机功率大了，会将大块矿石吸引到环缝上面，造成新的堵塞；风机功率低了，矿粉的吸除效率较低，随着矿石进人炉内，会造成炉况透气性不良，形成了既需要有环缝存在，又希望没有环缝存在的矛盾。（2）东北三省的大多数高炉，如鞍钢集团、营口五矿集团、通化钢铁厂、吉林建龙集团等多座北方高炉的无料钟高炉，冬季都出现称量值不稳定的缺陷，与南方高炉相比，北方高炉利用系数低、成本高。解决方法就是通过程序端设置，将称量的终端称值设置为负数，才能缓解零空点上料的计算方法。（3）称量罐数值波动、冻结的缺陷会引发上料延时等衍生事故，也会造成上密封阀夹料产生密封泄漏事故。在北方的冬季，这种设计缺陷在大、中型铁厂都未能得到解决，导致出现严重的污染，还有大量的矿石、焦炭的浪费。通常严重45技术改造与改进第41卷2 0 2 3年第4期（总第2 2 6 期）的缺陷出现在气温-10。扬尘现象导致大量矿石、矿粉落地，不仅污染环境，还会使下层平台的旋转设备工况劣化，如：油缸、齿轮箱的电机、马达，包括称量支撑压敏元件的信号传输受到影响。这种污染状态都是采取每天人工清除，很容易引发接触式煤气中毒的事故，且清除的矿石、矿粉还会丢进废料堆，浪费严重。（4）放料过程中，除尘风机的作用是使矿石与矿粉都堆积在2 0 mm环缝及附近，形成对环缝的堵塞，由于软连接处也大量积累矿粉，矿粉部分遇湿气会形成板结，也有散落的矿粉污染了支撑称量装置的压敏元件，形成了对称量值影响的恶性循环。2.2称量罐称值空点缺陷分析当10 1t矿石进人称量罐后，料闸打开放料，称量罐值很快显示0 t空点。当2 3t焦炭进人称量罐后，料闸打开放料，称量罐值显示5t以上剩余（矿石的比重 焦炭的比重）。因果链分析，当装人与焦炭同等重量的2 3t矿石时，料闸打开放料，称量罐值显示同样是5t左右的剩余。通过多次检验说明，称量值越小，其空点复位能力越差；称量值越大，其空点复位能力越强。分析结果为，称量装置存在干涉问题。2.3除尘风机与除尘管道的自身缺陷很难做到高匹配能力除尘风机功率的发挥也与其配套设备的组合密切相关。（1）观察发现，从8 0 m高处炉顶称量到地面风机室，管道全长550 m，直角弯数量达到11处，这些直角弯被专业称作为“管道缓冲器”，即管道内的流动体的流动速度，每到一个（管道缓冲器）直角弯，就会降低一次流动速度，也导致除尘管道的矿粉不能有效清除，成为矿粉在环缝淤积、污染称量的诱因。（2）如果减少管道缓冲器的数量，也会成为矿粉流速增加、磨损管皮的严重诱因。管皮磨损导致漏点，也会降低矿粉流量。（3）除尘风机的参数：转数为140 0 r/min；流量为6 万m/h；管道直径为8 0 0 mm。鼓风机的选型还是比较复杂的，比如：需要了解当地的气压、季节变化的温度，一整套公式计算下来还不一定准确，况且使用的风机是南方某通用风机机型。南方、北方的温度和气压的差异非常大，所以设计的风机会受到北方气候的影响。3方案选择（1）更换大功率除尘风机，成本高、周期长，效果不一定理想。如：550 m除尘管道局部磨损、腐蚀严重，也会形成新的缺陷和重大安全隐患。更换管道，需要人力、物力、时间周期和停产施工。（2）减少缓冲器的数量，也就是减少直角弯的数量可行。减掉多少缓冲器需要计算，还要立大修工程项目。（3）利用每半年的定修16 h处理以上缺陷，显然无法做到。4利用“遮蔽技术”解决缺陷4.1用较轻材质材料分隔、过滤（1）使用轻型材料。避免增加料罐整体重量。（2）使用耐磨材质。使用厚度为（51）mm橡胶板。（3）使用柔性材质。使用氟胶或硅胶等耐酸碱、耐暑寒、耐板结材质，避免互相干涉，或干涉后不影响称量数据。（4）紧固性方法。由于柔性材质容易产生撕裂的特性，在受料罐与上料闸的结合部，均匀分布型号M18至M22之间螺栓，胶板加工螺栓孔，使用厚2 mm、宽8 0 mm的钢板打孔压紧，并用有盖防尘螺帽紧固，便于局部劣化更换。紧固性方法是有效避免脱落的方法。（5）分N组安装。如果分N组安装，安装及更换更加简单易行。4.2组合方法与实施步骤（1）用组合方法制作组合成对的迷宫密封。即设上、下法兰之间的距离为“H”，就用3/4H或2/3H宽度的胶板，N段组合安装成一圈。分段组装，以密合为主。（2）组合方式是上面两条夹住下面一条，好像上下咬合的牙齿，即“虎牙咬合式迷宫密封”。上边两条胶板中间用一条2 0 mm宽的金属板隔离，采用两侧夹紧的金属板用螺栓固定。下边一条胶板也采用两侧夹紧的金属板用螺栓固定（3）安装方式简单实用，能够提高拆、装速度，节省操作时间。即：采用沟槽、滑道进行推、拉、拆、装的组装方式。这样就产生新的问题，如果设计为圆形的结构，会增加难度，一个是加工难度，二是拆装难度。实践证明，弧形运动会产生离心力，产生径向摩擦，增加了安装阻力，所以，用四边形结构，每条边框通过加工的燕尾46-(2022-11-03收稿上接第43页(2023-06-16收稿技术改造与改进第41卷2 0 2 3年第4期（总第2 2 6 期）型沟槽进行安装，直线推、拉、拆、装，然后连接组装起来，形成完整的密封装置。（4）这种虎口形式的迷宫密封是提前在定修前进行测量与制作，然后进行组合安装，大大节省了施工时间，也节省人力、物力成本，能够缩短加工周期。用几千元的成本，替代了百万以上的成本。（5）通过这种混合式的密封结构得到的效果就是，改造前称量罐实际清空后，仪表显示剩余590kg矿石，经过改造，称量罐实际清空后的仪表显示，只有极少量剩余或无剩余，对比改造前称量精度高达9 8%以上。5结语在工况恶劣的环境下，准确的称量无疑是艰以控制轨道几何尺寸状态。此外，对线路病害严重的地段，还应适当增加检查次数，以使设备技术状态处于有效监控之下6结语小半径曲线养护的重点是围绕曲线轨道几何尺寸不超限，曲线轨道设备处于正常有效使用状难的，大型设备的设计和投资有较高的成本投人，用创新思维和相关理论，能跳出固有的思维模式和思维空间。对冬季北方无料钟上料系统的称量体系进行的创新改造，有效和最大限度使矿粉污染得到有效遏制，使称量罐的称量精度显著提高。2022年以来鞍钢股份有限公司以及东北三省的一些炼铁高炉，相继使用了类似的方法，经过两年运行，“遮蔽技术”可以有效解决炉顶料罐干涉缺陷，避免称量故障，已得到实践充分验证。参考文献：1杨继刚.无料钟锥形上料漏斗遮缝导料装置.中国专利，ZL20182162422.0P.2019-06-26.2】孙永伟，（美）谢尔盖.伊克万科.TRIZ打开创新之门的金钥匙 M北京：科学出版社，2 0 19.态来进行作业。在日常养护维修中，还应根据线路平面、纵断面、运量、轨道设备状况及自然条件等摸索出轨道变化规律，从而对其进行状态质量控制。参考文献：1刘秉玺.铁路轨道 M.北京：中国铁道出版社,19 8 5.