球面偏置自锁钟阀在柳钢干法除尘上的使用实践
张洪波 广西柳钢机动厂
赵泽文 广西柳钢炼铁厂
范 胜 启东远大阀门有限公司
1．前言：
柳钢高炉干法除尘在高炉炉顶压力提高至0.1MPa后，短期内出现了大量的卸灰球阀损坏，频繁地停用箱体已危及高炉和除尘工艺的正常生产；泄漏的球阀基本无法修复，成本升高，分析其原因，主要是在卸灰过程中阀门的开关致使密封圈不可避免出现尘粒磨损，与此类似的情况在高炉喷煤系统喷吹罐球阀也曾经出现，后改用球面偏置钟阀解决了问题。于是从2003年2月柳钢炼铁厂与启东远大阀门有限公司在3＃炉干法除尘8#箱体上进行第一台钟阀替代球阀的研究试验工作，并取得成功。目前6＃7＃8＃高炉煤气干法系统40台卸灰阀均为球面偏置钟阀，其它1＃－5＃高炉干法除尘系统也逐步更新改造，目前已经使用14台，正在建设中的新4＃高炉共14台也将全部使用。
2．阀的结构对比分析：
2.1 球阀的结构分析
（！）球阀结构导致其密封面在运动过程中磨损客观存在，并与使用工况密切相关。
（2）维修更换密封件困难，球体吹损修复困难，一经吹损，几乎不能修复。
（3）球阀的制作工艺成本高，难度大，材质及密封件要求均很高，在追求低成本下难以保证阀门的质量。
2.2 钟阀的结构分析
（1）钟阀理论上分析为瞬间开启和关闭，零磨损，即使磨损后，也有维修方便的优点。
（2）钟阀钟面在与密封圈的反复接触并带压缩过程中，密封圈将变形老化失效，使用寿命长。
2.3 钟阀在干法除尘的使用上与高炉喷煤喷吹罐使用的最大区别：
（！）受压面不同（喷煤使用的是正压，能保证密封，干法是反压，技术上要解决密封问题），况且从煤气的安全性考虑，在压缩空气压力低或停的情况下，阀门在受煤气压力及尘灰重力的作用下不能自动打开，造成煤气泄漏，较为简易的办法是增加平衡重锤，这样比较笨重，而且使得气缸的承力加大；
（2）工作过程受压情况不同，干法钟阀开关过程均受压，而喷吹罐钟阀则不受压，阀门开关到位后才在罐内充压。
针对这种情况，我们与阀门专业生产厂家江苏启东远大阀门有限公司共同研制开发了机械自动锁紧机构，其重量仅有1Kg，性能安全可靠，并于2004年7月16日获得国家实用发明专利（专利号：ZL03 2 58959.X）。
3．钟阀的使用试验效果情况：
为了保证钟阀阀门的可行性，2003年2月18日在3#炉干法除尘8#箱体的卸灰球阀出现泄漏后，我们便开始进行更换钟阀，并制定了相应的卸灰操作方法，其中最大的改变就是要求当班卸灰完毕后进行钟阀检漏，简便易行的检漏程序非常有效，如曾经发生钟阀关阀后出现泄漏，停用箱体拆开人孔后发现密封面间夹有金属缠绕垫，经过检查处理确认后即可投入使用，通过这种方式监控阀门的完好状况，对周围岗位人员的安全有了保障。
在第一台钟阀使用实践中取得成功经验后，便开始全面推广。并在3#干法2＃箱体上改造安装第二台钟阀，要求制造阀门阀体时设计增加Φ300人孔，用于更换钟阀密封圈。目前已有1#－5＃高炉更新14台钟阀，2003年10月投产的6＃炉（750M3）干法使用12台钟阀，2004年6月投产的7#炉（1080M3）干法使用14台钟阀，2005年3月投产的8#炉（1250M3）干法使用14台钟阀，至2005年3月已在使用的钟阀有44台，建设中的新4#高炉将使用14台钟阀。
4．一代炉龄卸灰阀费用分析：
4.1 经济效益对比分析：
一代炉龄成本对比：
单台卸灰球阀所需费用Q1＝4.5万元／台×10年╱2.5年＝18万元；
(其中球阀4.5万元／台，球阀的寿命周期按2.5年)
单台卸灰钟阀所需费用Q2＝4万元／台+500元×10年╱1年＝4.5万元
(其中钟阀4万元/台，密封圈500元/条，密封圈寿命周期按1年/条)
6#炉一代炉龄10年干法除尘12台钟阀比球阀的使用节约成本：
单台钟阀比球阀的使用将节约成本：
（Q1－Q2）＝（18-4.5）=13.5万元
作为目前6#7#8#高炉已经全部设计使用的40台钟阀将节约成本：
13.5万元/台×40台＝540万元
而实际作为钟阀即使使用一代炉龄后还是正常完好的阀门。
4.2 人力成本对比：
（1）更换球阀需要操作工、电焊工、钳工、起重工配合下最少要4小时维修工作量
（2）更换钟阀密封圈只需要一个操作工1小时的工作量
以柳钢高炉干法除尘箱体卸灰阀如果都使用，经济效益将是巨大的，柳钢干法除尘从2003年2月开始已经没有再外构DN350气动卸灰球阀。目前用钟阀替代1－5#炉干法除尘上损坏的卸灰球阀14台，效果理想。随着干法除尘这项新技术在全国高炉上推广应用，卸灰专用球面偏置钟阀有推广的意义。
