高炉放风阀卡阻现象的分析与解决

张玉奎 王 刚 程 杨 卓玉武 刘志斌

（1.武钢股份炼铁厂 武汉 2.安阳钢铁集团有限责任公司 河南安阳）

一、放风阀的基本原理与作用

放风阀坐落在高压空气进入高炉前的管道上（图1a），由Φ1700 mm蝶阀和一组活塞阀组合而成，工作温度在250℃，日常加风、减风由炉前操作人员通过按钮操作，利用阀板上的连杆传动活塞进退，达到高炉调节风压、风量的目的。当高炉需要加风时（图1b），开启Φ1700 mm蝶阀翻板，由连杆带动活塞下行，活塞挡住活塞缸体花孔部位，使风量不会从花孔部位进入大气。反之，当高炉需要减风时，Φ1700 mm蝶阀关闭，由连杆带动Φ600 mm活塞阀柱体上行，露出花孔，使高压空气从花孔排入大气，完成减风动作。

图1 放风阀

二、常见故障及原因分析

偏心蝶阀与活塞阀组成的放风阀受到压力、温度的影响，经常出现的问题是涡轮无法转动，人工强制开启也无法扭动，造成放风阀无法工作。经开孔检查发现，在高温无润滑状态下，由于密封材料热胀冷缩，活塞缸体与活塞产生抱死现象，活塞环与缸体有刮擦的痕迹。依据放风阀的损坏情况，仔细查看现场实物，发现活塞环口与缸体有划伤痕、连杆调节装置螺栓有松动、减速机传动齿轮有开裂现象发生。放风阀通过蝶阀和活塞阀组合完成加风减风的任务，且各自间隙不一样，在气流通道冲刷处，物体间隙受到冲刷磨损而增大。

（1）放风阀在运行中由于风温、风量、风压的影响，活塞环与活塞缸、柱体的材料不同，热胀系数不一样，产生的热变形也不同。由于活塞环是六方体，在环槽内有六个方向发生变形，最大的变形是切口处变形，产生堆积。六方体变形后使得活塞与缸体间隙变小，加上无法润滑，从而产生抱死现象。

（2）高压气流冲刷活塞阀，受温度压力影响有较大磨损。当活塞环接口与活塞缸花孔切边磨损加大时，活塞环切口极易卡在花孔边沿，造成间断啃阻。

（3）当活塞运动时，需克服摩擦阻力，此时连杆机构受摩擦力的影响，需要力矩增大，单个涡轮传动极易发生转动死角。由于连杆逐步变形，导致受力方向发生改变，易造成各部间隙变化，产生蝶阀推不动活塞阀的现象。

（4）蝶阀主轴为蜗轮蜗杆减速机传动，当阻力发生变化时，电机与蜗轮传动冲击力也很大，活塞阀的反作用力变化剧烈常造成蜗轮开裂、螺栓剪断等事故。

（5）高压风源管道内来的异物也容易引起活塞阀充填塞死，造成卡阻。

总结以上分析，主要原因有2点，一是活塞阀体和活塞环材料受温度影响较大，易变形膨胀，使得原有间隙变化造成抱死。二是蝶阀推杆力不够，材料、间隙调整有问题。

三、处理方案

（1）在动力传动上增设一台减速机。

（2）在放风阀体上把传动臂杆改成齿轮，用链条连接，并增设链条调节装置，使动力传动装置与阀体自由调节，保持链条的配合。

（3）在阀体内的连杆传动中增设调节螺母，让连杆长短可调并能锁紧，防松脱。

（4）更换活塞环材料，由原镍铜合金变为合金铸铁，并对活塞环形状重新设计，同时调整活塞环与柱体的间隙，改为自然张口。给活塞环切口一个压紧力，在达到标准形状后切口间隙可满足热胀后的工艺要求，保证活塞环与柱体和活塞缸之间有适当的间隙，避免热胀冷缩出现卡阻现象。

（5）对高压风源管道进行吹扫，特别是对前段管系的施工要事先申报，施工后必须将异物清扫干净。

（6）采用变频机电设备，使得操作人员调节放风阀时做到运转无级调速，加减很少的风量均能满足。整套传动装置传动力平稳，正反动作时均速有力，灵活自如。

四、结束语

由于风温、风量、风压的波动，对放风阀的操作会产生多种变化需求，如手动、自动、快速加减风和慢速调控等方式对放风阀传动要求很高。改进后，解决了传动系统中不合理的因素，保证了调速传动的配合精准，从而大大降低了因放风阀造成的设备故障，此方案已全面推广使用。但是专检人员曾发现传动部分减速机壳体发生过一次开裂，经现场处理后仍正常运行。因此，对放风阀的改进工作还不能停止，为了使该设备在高炉生产中不影响高炉正常生产，还必须做进一步努力，使得传动系统质量进一步提高，从而保障高炉顺行、稳行。