風(fēng)機(jī)在冶金行業(yè)的應(yīng)用及未來發(fā)展趨勢(shì)

張榮俠

【摘 要】風(fēng)機(jī)在鋼鐵與其它金屬材料的冶煉過程中占有極重要的位置。從礦石到煉成鋼要經(jīng)過礦石燒結(jié)、煉鐵和煉鋼等主要冶煉過程，即鋼鐵冶煉的全部工藝流程中都需要風(fēng)機(jī)。本文介紹了燒結(jié)用風(fēng)機(jī)、焦?fàn)t煤氣輸送鼓風(fēng)機(jī)、高爐鼓風(fēng)機(jī)、化鐵爐用風(fēng)機(jī)、轉(zhuǎn)爐二次煙氣除塵風(fēng)機(jī)等在冶金工業(yè)的應(yīng)用。并以離心式壓縮機(jī)、燒結(jié)引風(fēng)機(jī)和高爐煤氣余壓回收透平發(fā)電裝置為例探討其未來的發(fā)展趨勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】風(fēng)機(jī) 、壓縮機(jī)、燒結(jié)引風(fēng)機(jī)

【中圖分類號(hào)】TH43 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1672-5158（2013）03-0204-01

1.風(fēng)機(jī)在冶金行業(yè)的應(yīng)用

1. 1燒結(jié)用風(fēng)機(jī)

冶煉用的礦石在冶煉之前對(duì)礦石要進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)要用燒結(jié)機(jī)，而燒結(jié)爐則需用煙氣主抽風(fēng)機(jī)和冷卻通風(fēng)機(jī)。例如某中型鋼廠有兩個(gè)礦石燒結(jié)車間，一個(gè)裝有62.5m2燒結(jié)機(jī)5臺(tái)的車間，共使用風(fēng)機(jī)29臺(tái)，其中用在燒結(jié)機(jī)上有18臺(tái)；另一個(gè)裝有75m2燒結(jié)機(jī)3臺(tái)的車間，共使用風(fēng)機(jī)90臺(tái)，其中用在燒結(jié)機(jī)上有8臺(tái)，其它風(fēng)機(jī)用在通風(fēng)、除塵、降溫及冷卻。風(fēng)機(jī)行業(yè)生產(chǎn)的抽送燒結(jié)煙氣的離心鼓風(fēng)機(jī)有幾十種型號(hào)規(guī)格，目前國(guó)內(nèi)最大的燒結(jié)鼓風(fēng)機(jī)SJ16000型，流量16000m3/min，功率達(dá)5000kW。

1.2焦?fàn)t煤氣輸送鼓風(fēng)機(jī)

焦炭是冶煉鋼鐵的主要燃料和還原劑，也是高爐中料粒的支撐劑和疏松劑，而煉焦?fàn)t內(nèi)的煤氣須經(jīng)風(fēng)機(jī)抽出后，一部分作為煉焦?fàn)t的燃料，一部分加壓后送往鋼廠作為燃料，另一部分用作生產(chǎn)其它副產(chǎn)品。

焦?fàn)t煤氣輸送的典型代表產(chǎn)品象我公司生產(chǎn)的2D90型離心鼓風(fēng)機(jī)。其主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是采用全可控渦三元流葉輪的專有專利，機(jī)組效率高、能耗低。其機(jī)組配置有：電動(dòng)機(jī)+增速型液力偶合器+離心鼓風(fēng)機(jī)或變頻電機(jī)+增速箱+離心式鼓風(fēng)機(jī)、潤(rùn)滑系統(tǒng)和儀控系統(tǒng)組成。機(jī)殼為水平剖分式結(jié)構(gòu)，軸承箱下面有橫縱向定位鍵槽，以保持機(jī)體良好對(duì)中，并能適應(yīng)機(jī)殼熱膨脹；軸承箱與殼體鑄成一體，增強(qiáng)剛度便于拆卸檢修。 轉(zhuǎn)子由主軸、葉輪、隔套、平衡盤和半聯(lián)軸器等組成。軸承分為支撐軸承和止推軸承兩部分，支撐軸承為橢圓瓦或錯(cuò)位瓦滑動(dòng)軸承，止推軸承為米切爾雙面止推滑動(dòng)軸承。密封設(shè)在級(jí)間、葉輪進(jìn)口、平衡盤外圍及軸兩端，均為迷宮式拉別令密封，軸封采用迷宮密封+氮?dú)狻Ｆ渲饕阅軈?shù)：進(jìn)口流量為12655m3/min，進(jìn)口壓力95kPaA，出口壓力125kPaA。

1.3、高爐鼓風(fēng)機(jī)

在生鐵冶煉過程中，必須用高爐鼓風(fēng)機(jī)向高爐輸送一定量助燃的空氣（或氧氣）以提高爐內(nèi)溫度。此外，還需要將燃燒空氣送到熱風(fēng)爐里的離心通風(fēng)機(jī)。

氧氣對(duì)鋼鐵工業(yè)在于強(qiáng)化冶煉過程。在煉鋼方面用于氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼，氧氣底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼，平爐熔池吹氧煉鋼，電爐氧氣煉鋼等多種。特別是氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼已成為鋼鐵工業(yè)飛躍發(fā)展的一條主要途徑。煉鋼用氧量非常之大，空氣中含有氧氣，因此，就用到高爐鼓風(fēng)機(jī)。高爐鼓風(fēng)機(jī)的典型代表產(chǎn)品象交大賽爾生產(chǎn)的離心式壓縮機(jī)3DJK系列（進(jìn)口導(dǎo)葉可調(diào)）和4SJK系列（進(jìn)口導(dǎo)葉可調(diào)+段間冷卻器）。其主要性能參數(shù)：流量范圍1200～5500m3/min（壓縮機(jī)進(jìn)口體積流量），壓比2.9～6.5。

2.未來的發(fā)展趨勢(shì)

冶金工業(yè)所用的風(fēng)機(jī)種類盡管有許多種，但相對(duì)來講有一定難度。目前，國(guó)內(nèi)高爐工藝上用到的壓縮機(jī)有離心式（軸流式）壓縮機(jī)、燒結(jié)引風(fēng)機(jī)和高爐煤氣余壓回收透平發(fā)電裝置。

2.1、離心式壓縮機(jī)

西安交大賽爾采用企業(yè)自有的知識(shí)產(chǎn)權(quán)專利，葉輪采用全可控渦技術(shù)，機(jī)組效率高于國(guó)外、國(guó)內(nèi)三元流直線葉輪。且配有進(jìn)口導(dǎo)葉可調(diào)機(jī)構(gòu)，滿足變工況需求。

國(guó)外生產(chǎn)軸流壓縮機(jī)的主要廠家有瑞士蘇爾壽公司、德國(guó)MANGHH、日本三菱重工株式會(huì)社、川崎重工株式會(huì)社和美國(guó)愛利奧特公司、DRESER-RAND公司。國(guó)內(nèi)陜西鼓風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)軸流式壓縮機(jī)。近年來，為了提高軸流壓縮機(jī)的效率，蘇爾壽公司采用混合反動(dòng)度設(shè)計(jì)方法改善了級(jí)間匹配。減少動(dòng)葉葉頂與機(jī)殼間間隙也能提高壓縮機(jī)性能和效率。在降低軸流壓縮機(jī)噪聲方面，國(guó)外多放在隔聲、消聲上，其措施是：（1）采用加厚鑄造機(jī)殼，減弱噪聲散射；（2）采用隔聲罩和消聲器，減少噪聲擴(kuò)散。

2.2、燒結(jié)引風(fēng)機(jī)

燒結(jié)引風(fēng)機(jī)作為燒結(jié)機(jī)配套的主抽煙機(jī)，其耗電量大約占燒結(jié)廠總耗電量的50%以上。又因其輸送的介質(zhì)為燒結(jié)煙氣，含塵量大，因此，提高效率，降低能耗，加強(qiáng)耐磨措施，提高使用壽命，仍是燒結(jié)引風(fēng)機(jī)的主要技術(shù)課題。燒結(jié)引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量取決于燒結(jié)機(jī)的燒結(jié)面積；壓力取決于燒結(jié)料層的厚度。燒結(jié)機(jī)的大型化（已可生產(chǎn)1000m2的燒結(jié)機(jī)）和厚料層（已達(dá)700mm），促使燒結(jié)引風(fēng)機(jī)向大風(fēng)量、高負(fù)壓方向發(fā)展。燒結(jié)引風(fēng)機(jī)的最大流量為40000m3/min，最高壓力為19620Pa，最大功率為14500kW。由于制造工藝條件和運(yùn)輸條件等因素的限制，特大型燒結(jié)機(jī)配套的燒結(jié)引風(fēng)機(jī)往往采用雙機(jī)并聯(lián)形式。

燒結(jié)引風(fēng)機(jī)的耐磨措施： （1）鋸齒形中盤不僅可以改善葉輪出口氣流分布和降低GD2，而且可避免煙氣對(duì)中盤的沖刷； （2）葉片上裝有可更換的耐磨襯板（襯板表面堆焊碳化鎢）； （3）由可更換的錐盤保護(hù)中盤不受磨損； （4）機(jī)殼裝有渦形襯板和側(cè)襯板；（5）表面涂覆涂覆陶瓷防磨涂料、涂覆樹酯、石英粉加水玻璃等涂料； （6）表面強(qiáng)化處理表面堆焊、熱噴涂、滲硼、激光表面硬化和高頻淬火等。

目前，國(guó)外正在進(jìn)行關(guān)于燒結(jié)引風(fēng)機(jī)氣動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算的二相流（固體微粒和燒結(jié)煙氣）的研究，試圖從空氣動(dòng)力學(xué)方面來進(jìn)一步解決燒結(jié)引風(fēng)機(jī)的磨損問題。

2.3、高爐煤氣余壓回收透平發(fā)電裝置（GRT）

該裝置發(fā)展最快、水平最高的是日本。據(jù)1987年資料統(tǒng)計(jì)，1500m3以上的高爐共47座，安裝了38套TRT裝置；2000m3以上的高爐共38座，安裝了35套TRT裝置。目前無論是GRT裝置的質(zhì)量、數(shù)量，還是效率，日本都處于領(lǐng)先地位。

參考文獻(xiàn)

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[2] 陳子立：礦用風(fēng)機(jī)在冶金行業(yè)的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 通用機(jī)械，2009年第10期。