在由SMM主办的2025 SMM (第二十届) 铅锌大会暨产业博览会-铅锌冶炼综合回收技术及装备创新论坛上，四川大禹机械密封件制造有限公司矿山冶金密封事业部副总经理 陈春燕针对“突破技术创新，铅锌冶炼用密封装置的现状及未来”的话题展开分享。
铅锌冶炼行业概述
1. 行业规模不断扩大：
铅锌冶炼行业快速发展，产量和消费量持续增长，市场需求不断扩大。
2. 冶炼装置技术参数大幅提升：
冶炼工艺不断改进，为适应高效、节能、低碳、环保的要求，冶炼环境温度更高、压力更高，对设备的要求也更高。
3. 行业竞争更加激烈：
生产规模与技术持续提升，但仍面临节能降耗、低碳环保等要求和挑战。
4. 行业转型刻不容缓：
行业将向智能化、绿色化转型，利用先进技术提升效率，注重可持续发展。
铅锌冶炼行业密封技术发展现状及存在的问题
铅锌冶炼行业用密封件分类
按应用场景分为：
泵用密封、风机密封、反应釜密封。
按密封形式分为：
填料密封、K型密封圈密封、机械密封。
填料密封的原理与使用场景
工作原理：填料密封通过填料压盖施加的压力，使填料紧密贴合轴的表面，形成密封屏障，防止流体泄漏。
优势特点：填料密封具有结构简单、适应性强、成本较低等优点。
使用场景：冶炼厂各种泵、釜的轴密封。
填料密封的弊端
结构上的矛盾：
填料压得过紧会磨损快，压得太松会导致泄漏。
不适应环保的要求：
填料要正常工作需有轻微泄露润滑，环保要求却禁止泄漏。
使用工况局限：
难以应对含固体颗粒的料浆，将逐渐被淘汰。
K型密封的工作原理
1. 构造要素：
K型动力密封主要由副叶轮与K形密封圈两大部分组成。副叶轮的设计使其在工作时能够有效地产生离心力，为密封提供必要的负压环境。K密封圈则是实现密封功能的关键部件，通过与轴套的配合，减少液体的泄漏。
2. 运转时的状态：
在工作状态下，副叶轮的旋转会产生离心力，这种力使得密封腔内部形成负压状态。这种负压不仅有效止了液体的外泄，同时也使得K形密封圈的唇口处于松开的状态，形成与轴套之间的间隙。这一间隙的存在极大地小了磨损，从而延长了密封圈及整个置的使用寿命。
3. 停机时的状态：
当设备停止运转时，副叶轮也随之停止旋转，密封腔内的负压会转变为正压。在正压的作用下，K形密封圈的唇口会紧紧包住轴套，从而有效地密封，防止液体在停机状态下的泄漏。这种设计不仅增强了密封的可靠性，也提高了设备在各种工况下的适应能力。
K型密封的应用及特点
材料介绍：K型密封圈多采用氟橡胶，与工程塑料泵结合应用。
特点：高可靠性、适应性强、安装简便。
场景应用：广泛应用于常压浸出的锌冶炼行业。
K型密封的局限性
功率消耗大：工作时消耗泵10~15%的电机功率，对比重大的物料耗能更大。
磨损严重：橡胶材料受热收缩、软化影响密封性能和耐磨性。
工况局限：适用范围主要限于常温、低压、无颗粒工况。
机械密封的介绍
机械密封的定义：
机械密封是通过一组密封环，相对旋转又保持贴合，从而实现旋转轴密封的装置。这种设计使得机械密封能够在多种环境下有效工作，尤其是在高温、高压、高固含及强腐蚀的介质中表现出色。
机械密封的应用范围：
由于其独特的设计和优良的性能，机械密封广泛应用于各类工业设备中，如泵、压缩机和搅拌器等。它们的使用可以显著提高设备的安全性和效率，尤其是在需要处理苛刻介质的场合。
机械密封技术在现代铅锌冶炼行业的应用
机械密封应用历史
早期应用：
机械密封在湿法锌冶炼行业的大规模应用始于丹霞冶炼厂，丹霞冶炼厂是国内第一家使用长沙院氧压浸出工艺的炼锌企业。建厂初期从澳大利亚沃曼泵业公司引进氧压釜喂料泵，该泵采用二级串联加压方式把矿浆输送进高压釜。因为压力很高，沃曼公司采用了德国博格曼公司的机械密封。
国产化：
由于高昂价格，且使用寿命短，我公司跟丹冶合作，对进口机械密封进行国产化实验，效果非常明显。后来直接淘汰了进口泵更换为昆明嘉和泵业的合金泵及我公司改良的集装式机械密封。
技术改良：
我公司机械密封在丹霞经过使用验证，效果非常好。后面几年逐步把丹霞冶炼厂的大连振源泵、昆明嘉和泵全部改造成了集装式机械密封。
大面积推广：
国内湿法锌冶炼企业和泵厂纷纷采用机械密封作为主流的密封形式。目前不管是合金泵还是工程塑料泵，新建项目大多采用机械密封作为主要的轴封装置。
机械密封在现代铅锌冶炼装置的应用现状
冶金行业主流选择：
目前合金泵普遍采用机械密封，填料密封使用极少。包括西部矿业、驰宏呼伦贝尔、南方有色、誉升锗业等企业。
中国密封技术日趋成熟：
经过多年的改进，中国湿法冶炼机械密封技术已达世界领先水平。
后续推广趋势：
中国密封行业后续的主要任务是对国内现有常压浸出工艺的密封进行改造。逐渐推广机械密封。
机械密封在现代冶炼行业的技术优势
1. 泄漏控制：机械密封几乎可以做到0泄漏，保持环境清洁。
2. 低能耗：摩擦损失小，显著降低能耗，提高泵的效率。
3. 简化安装：集装式机械密封使安装与维护更加便捷。
机械密封行业怎么助力 “绿色 冶炼 ”工厂的建设
绿色冶炼的新要求
绿色冶炼的兴起给机械密封行业带来了新的要求和挑战。绿色冶炼的核心目标是减少资源消耗、降低污染排放和提高能源效率，这直接影响了机械密封的设计、材料选择、制造工艺和应用场景。具体而言，机械密封在以下几个方面面临新的挑战：
更高的密封性能要求：
在绿色冶炼过程中，需要尽量减少有害介质（如酸性气体、腐蚀液体等）的泄漏，以避免环境污染。因此，机械密封的密封性能必须显著提高，以确保安全和环保。
节能减排要求：
绿色冶炼强调降低能耗，机械密封需要在设计上减少摩擦损失，从而提高设备运行效率，实现节能减排的目标。
适应极端工况要求：
在绿色冶炼的某些工艺（如高温熔炼、高压反应）中，对机械密封的耐温和耐压性能提出了更高的要求，这需要行业在材料和设计上进行创新，以满足这些严苛的工况条件。
无水机械密封的技术
特殊材料 ：采用耐干磨、高温腐蚀的复合硬质材料。
结构设计 ：采用静止式补偿环，有效应对固含较高的介质。
适用工矿 ：矿浆、料污水电解液阳极泥等。
高压风机用浮环密封
优势特点 ：安装方便， 适应性强的风机无泄漏密封置。维修、更换时不需要拆不用对风机做动平衡 。
适用工矿 ：浮环密封可用于 轴流风机 、离心，用于密封各种有毒害气体
机械密封独立循环冷却系统
优势特点 :
冷却系统能有效降低密封面温度，减少热应力和磨损从而延长件的使用寿命。通过控制能保持密封面的稳定性和润滑，减少泄漏风险。
适用工矿 :
适用于泵、压缩机等设备在高温介质或环境中的密封。
“负加工费”的大环境下怎么选择经济适用的密封产品
“负加工费”概念及影响
盈利难题：
行业盈利低，锌冶炼厂生存面临困境，影响设备升级。
问题探讨：
行业内普遍对冶炼行业降本增效进行讨论与建议。
未来展望：
降本增效仍有较大空间，成为行业内的重要课题。
淘汰低效密封技术
淘汰落后密封技术的必要性
前面提到，传统填料密封、K型密封存在泄漏量大、能耗高等缺点，造成冶炼厂运行成本高。
K型密封、填料密封改造的实施方案
不用淘汰整泵，只需要对现有泵的密封箱（泵盖）进行简单改造就能装机械密封。
机械密封再制造
成本控制：机械密封的再制造显著降低成本，节约资源。
环境保护 ：有效减少废旧零件的浪费，推动可持续发展。
成功案例 ：丹霞冶炼厂再 制造技术的成功应用，降低维护费用显著 。
机械密封未来发展趋势与技术创新
智能化与数字将得到广泛应用
智能制造：密封行业将逐步引入机器人、自动化设备，减少工干预提升生产精度和效率。
数字孪生：未来虚拟仿真将引入生产流程：通过数字孪技术，企业可以在环境中模和优化流程，减少实际生产中的试错成本。
智能合约：通过架构智能合约模式，企业够自动化执行同条款，无需人为干预即可保质量按期交货。
数字化系统集成应用
实时数据资源化与可视化：
我们通过DY-MIS系统将所有生产数据实现资源化和可视化。这一创新使得生产装配、测试和包装等过程能够被实时监督和控制，从而显著提高了生产效率和资产利用率。通过数据的可视化，管理者可以更直观地了解生产过程中的各项指标及时作出调整，确保生产活动的高效进行。
DY-MIS作为自研核心系统，贯穿大禹全部业务线。
数字化车间重点打造零件级、成品级的追踪溯源，每批次零件和每个成套产品都有独立的身份证。
以系统驱动生产流程管控，替代传统统计员、调度员生产管理方式，由数据驱动执行。
AI技术将颠覆现有服务模式
预测性维护：
AI通过分析设备数据，预测故障并提前维护，避免计划外停机。
数据驱动决策：
利用大数据分析，企业能够基于实时数据做出更精准的决策，提升生产效率和产品质量。
远程诊断与支持：
AI结合物联网技术，能够远程诊断设备故障，通过AR技术，技术人员可以远程指导客户进行设备维修，提升问题解决效率。
用于高参数的新材料将不断突破
机械性能优化：
新材料将提升产品的耐磨、耐高压、耐冲刷性能。
物理性能优化：
新材料将提升产品的导热性，增强产品的耐温性。
化学性能优化：
新材料将提升产品的化学稳定性，增加耐腐蚀能力。
机械密封市场将会不断细分
不同行业的特定需求：
机械密封广泛应用于石油化工、电力、水处理、制药、食品饮料等多个行业。每个行业对机械密封的性能、材料、耐腐蚀性等都有不同的要求，这样的要求推动着市场进一步细分。
定制化解决方案：
根据不同应用场景，定制化结构、材料、解决方案成为趋势，推动市场向更细分的领域发展。
