1问题描述

　　国内大部分中小高炉，没有使用氮气来保护隔离，所以星减泄漏，首先是煤气泄漏，高炉煤气纯度高，对人的危害不言而喻。再者，气密箱内灰尘较多，进入星减后经常使轴承抱死，齿轮严重磨损，导致布料动作无法顺利实现，造成高炉非正常停产检修，更换星减大约需要4～8h，对450立高炉一个小时就会造成75t左右的产量损失。由于水蒸气的存在，泄漏还会造成润滑油品乳化，使润滑失效，同样会导致减速机不能正常工作，而且造成润滑油油耗剧增。由于气密箱内压力在0.1～0.2MPa，加之轴头伸入箱体使密封难度加大的同时泄漏处理(chǔ lǐ)也只能在拆下减速机后实施。这样一来，对密封件的性能和可靠性以及使用周期都是严峻的挑战。
　　如何实现长周期运行是摆在我们面前的一个难题。
　　2原有密封方案
　　改造前使用的是盘根密封，两个轴头的密封结构一样，盘根密封在使用的初期一个月左右其泄漏情况(Condition)是可以接受的，但是以后则越来越严重，由于密封部分在气密箱内部没有办法处理(chǔ lǐ)，只能带病运行或停产更换。而星减在高炉炉顶维护和更换均十分不便，况且严重影响生产的连续进行。这些问题(Emerson)是由盘根密封的特点决定的：首先盘根的回弹性差，只能靠压盖的压紧力提供密封力，当材料(Material)损耗或产生不可恢复的变形后，压盖的压紧力会下降(descend)甚至丧失导致泄漏。气密箱内颗粒较多也使盘根的磨损急剧，这加快了泄漏速度。即使采取措施（指针对问题的解决办法)使压盖可调也由于调节量的限制和盘根损耗无法补偿而失效。所以这种方式是无法满足星减长周期运行要求的。
　　3改造后的密封方案
　　为解决这个问题，我们前后使用了多种密封件和密封结构，但效果都不理想。经我们和艾志集团联合攻关，提出了如下解决方案，使问题发生了彻底（thorough)的改变。
　　（1）使用四氟(fluorine)纤维填料做最外面的第一道密封，虽然它对气体的密封效果不好，但是它有着良好的防尘效果，可以将炉内灰尘阻隔在密封系统(system)之外。
　　（2）使用AIG523复合材料油封做第二道密封，利用其良好的密封性能和承压能力作为对介质(起决定作用的物质)的主密封。
　　（3）使用AIG323i磁力机械油封做最后的一道防线。
　　防止小量泄漏的气体，同时阻止减速箱内介质外泄。
　　（4）在各级密封中间预装润滑脂，以保障在上一级密封效果理想的情况下，后一级密封不是处于干摩擦状态，更重要的是作为密封脂配合密封件对气体进行密封。行星齿轮减速机相对其他减速机,行星减速机具有高刚性,高精度(单级可做到1分以内),高传动效率(单级在97%-98%),高的 扭矩/体积比,终身免维护等特点。
　　（5）由于小轴端机械空间的限制（limit），我们油封的安装顺序和安装数量上略有调整：比大轴端少了两套油封，磁力油封在前而复合油封在后。
　　4方案(fāng àn)分析
　　针对高炉星减这个特殊的密封工况，第一个难点是用油封来对带有一定压力的气体进行密封，而且是有旋转运动的动密封状态。由于气体的穿透性和密封的困难程度要远大于对油液的密封，所以对密封件的质量和性能要求很高。再有是气体的润滑性很差，所以油封处于干摩擦状态，寿命极短，这就要求解决油封的润滑问题。第二个难点是介质(起决定作用的物质)的清洁性很差，这是密封件正常工作的大敌，因为颗粒介质会造成密封部位严重的磨损而使密封失效。有了这样的分析，我们解决问题的思路就明确了。
　　防尘问题(Emerson)的解决，使用传统的防尘圈等接触式密封件，寿命极短，在实际的解决问题过程(guò chéng)中已经证明。硬齿面齿轮减速机为达到特别低的输出转速，可以通过两个齿轮减速机相联的方法来实现。当采用这种传动方案时，可配置电机的功率必须依赖于减速机的极限输出扭矩，而不能通过电机功率来计算减速机的输出扭矩。
　　然而只有在使用四氟(fluorine)棒车削制作的四氟纤维填料时虽不能有效的封气，但经过长期使用却没有发现油品的颗粒污染，这使得我们最终选择它做防尘材料(Material)。
　　防尘问题解决之后，我们重点(zhòng diǎn)转到润滑的引入和油封的选用上。这两个问题，直接引入润滑油是方案(fāng àn)之一，在首钢设计院为首钢5500立高炉等设计的星减上已使用，但对中小高炉而言机械结构显得太复杂，加工难度太大。所以我们选用了预装润滑脂的方法，这个思路来源于轴承的润滑，在无感染和泄漏的情况(Condition)下，润滑脂的消耗量是很小的，所以在设计时留出存脂腔，安装油封时装入适量的润滑脂是能够满足星减大修周期使用要求的，实际效果也证明(zhèng míng)了它的可行性。只是选用的润滑脂质量要高，耐高温性和耐水性以及稳定性都要过关，这里我们选用了美国CHESTERTON615磺基聚合脂。其综合性能均超过其他极压脂和防水脂。
　　下来，密封件的选用是最关键（解释:比喻事物的重要组成部分)的了，是我们改造成败的保障。齿轮减速电机1、R系列同轴式斜齿轮减速机结合国际技术要求制造，具有很高的科技含量2、节省空间，可靠耐用，承受过载能力高，功率可达132KW; 3、能耗低，性能优越，减速机效率高达95%以上；4、振动小，噪音低，节能高；5、选用优质锻钢材料，钢性铸铁箱体，齿轮表面经过高频热处理；6、经过精密加工，确保轴平行度和定位轴承要求，形成斜齿轮传动总成的减速机配置了各种类电机，组合成机电一体化，完全保证了产品使用质量特性。我们对比了各种密封后选用了AIG323I和AIG5
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　　3. AIG323I磁力油封根据的是机械密封的原理，由一个动环（套在轴上和轴同步旋转）和一个静止环（装在设备压盖上相对静止）组成，两个环面接触并相对滑动，从而符合端面密封原理实现密封，其技术参数(parameter)为温度（temperature)160℃，压力3.3kg/cm2，线速度60m/s。
　　AIG523油封是一种先进的替代传统油封的新型密封，AIG523由金属支架，两道装配(assemble)O圈，进口指状弹簧，及密封环等组成。其密封环材料选用的是进口增强四氟，这种材料的摩擦系数非常小只有0.11，而且其导热性好，配合指状弹簧，使其包轴力更加有效。AIG523的技术参数：温度（temperature)230℃，压力3kg/cm2，线速度20m/s。
　　5改造结果
　　经我们在各个客户处推广使用，平均寿命达一年之久（原来使用盘根填料橡胶油封等等各种密封件时使用周期为1～3月），有效地保证了生产的连续稳定运行，综合成本大大降低（reduce)，同时减少了维修工作量，得到了厂家好评。