鼓風機在冶金行業中的應用及發展趨勢(鼓風機在冶金行業中的應用及發展趨勢分析)

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鼓風機在冶金行業中的應用及發展趨勢

鼓風機在冶金行業中的應用及發展趨勢

一、鼓風機在冶金工業中的應用

風機在冶煉行業中占有重要地位。從礦石到煉鋼，要經過礦石燒結、煉鐵、煉鋼等主要冶煉工序，即鋼鐵冶煉的所有工藝流程都需要風機。

圖1冶金行業流程圖

1.燒結風機

待冶煉的礦石在冶煉前要進行燒結，燒結用燒結機，燒結爐用煙氣主抽風機和冷卻風機。

2.輸送焦爐煤氣的羅茨鼓風機

焦炭是冶煉鋼鐵的主要燃料和還原劑，也是高爐顆粒的支撐劑和疏松劑。煉焦爐內的氣體被風機抽出后，一部分作為煉焦爐的燃料，一部分加壓后作為燃料送往鋼廠，另一部分用于生產其他副產品。

焦爐煤氣輸送的典型代表產品是羅茨鼓風機，其主要結構特點是機組由電機、齒輪增速器、離心鼓風機、潤滑系統和儀表控制系統組成。機殼為水平分體式結構，軸承箱下方有橫向和縱向定位鍵槽，以保持機體良好對中，適應機殼熱膨脹；軸承箱與殼體鑄造成一體，增強了剛性，便于拆卸和維修。

它由轉子軸、葉輪、墊片、平衡盤和半聯軸器組成。葉輪由高強度合金鋼焊接而成。

軸承分為兩部分:支撐軸承和推力軸承。支撐軸承為橢圓瓦滑動軸承，推力軸承為米切爾雙面推力滑動軸承。

密封位于級間、葉輪入口、平衡盤周邊和軸的兩端，所有這些都是迷宮式密封。

圖2羅茨鼓風機

3.高爐鼓風機

在生鐵冶煉過程中，必須由高爐鼓風機向高爐輸送一定量的助燃空氣體(或氧氣)，以提高爐內溫度。此外，還需要將燃燒空氣體送至熱風爐的離心風機。

制氧行業在于強化冶煉過程。在煉鋼方面，用于氧氣頂吹轉爐煉鋼、氧氣底吹轉爐煉鋼、平爐熔池吹氧煉鋼、電爐氧氣煉鋼等。特別是氧氣頂吹轉爐煉鋼已經成為鋼鐵工業快速發展的主要途徑。煉鋼用氧量很大，是用空氣體分離設備從空氣體中深度冷凍得到的。每臺制氧機必須使用空氣體壓縮機、氧氣壓縮機、加熱鼓風機和透平膨脹機，俗稱“四臺制氧機”。

4.轉爐二次煙氣除塵風機

轉爐二次煙氣除塵系統是指除轉爐煙氣凈化回收以外的所有粉塵點的煙氣收集和除塵。包括轉爐裝鐵、轉爐吹煉、吹氬站、鐵水除渣站和鐵水澆注站。

5.鋼鐵廠電站用離心壓縮機

離心式壓縮機是在引進技術的基礎上發展起來的。其主要特點是整體組裝結構，壓縮機、變速箱、中冷器和潤滑油系統共用一個底座。安裝進口調節葉片是優化壓縮機非工作點性能最經濟的方法。入口葉片根據現場實際運行情況自動調節，可實現壓縮機出口在風量變化時的恒壓輸出。

6.熔鐵爐鼓風機

除了鋼鐵冶煉過程中使用的風機外，一般機械鑄造廠常用的沖天爐、油爐、煤粉爐都需要鼓風機(高壓風機或鼓風機)送出足夠的空氣體進行燃燒。

7、高爐煤氣余壓回收渦輪發電機

高爐煤氣余壓回收透平發電裝置是一種利用高爐爐頂煤氣壓力能通過透平膨脹做功，帶動發電機發電的能量回收裝置。TRT裝置不僅回收了原減壓閥釋放的能量(約為高爐鼓風機所需能量的30%)，還凈化了煤氣，提高了高爐爐頂壓力的控制品質。

二、未來發展趨勢

冶金行業使用的風機雖然種類很多，但是相對來說比較難。能代表風機設計制造水平的有三種，分別是軸流壓縮機、燒結引風機和氣體輸送羅茨鼓風機。這三種風機國外的技術水平高于國內，國外的先進技術水平是我國應該積極爭取的未來發展趨勢。

圖3冶金行業工作圖

1.軸向式壓縮機

軸流壓縮機具有效率高、容量大、性能調節范圍廣的特點。目前國外1000m3以上的高爐全部采用軸流壓縮機。作為高爐用軸流壓縮機，流量達到了10000m3/min，壓力達到了0.69MPa，功率達到了70000kW。

近年來，為了提高軸流壓縮機的效率，國外更加重視隔聲和消聲。采取的措施有:采用加厚鑄造外殼，減少噪聲散射；(2)采用隔聲罩和消聲器，減少噪聲擴散。電子計算機作為調節的中央指揮系統，實現調節的自動化和軸流壓氣機運行的優化。

2.燒結引風機

燒結引風機作為燒結機的主要吸煙設備，消耗燒結廠總電耗的50%左右。由于其輸送介質為含塵量較大的燒結煙氣，提高效率、降低能耗、加強耐磨措施、延長使用壽命仍是燒結引風機的主要技術問題。

燒結引風機的風量取決于燒結機的燒結面積；壓力取決于燒結材料層的厚度。

燒結機的大型化(可生產1000m2燒結機)和厚料層(可達700mm)推動燒結引風機向大風量、高負壓方向發展。燒結引風機最大流量40000 m3/min，最大壓力19620Pa，最大功率14500kW。

由于制造工藝條件和運輸條件的限制，特大型燒結機的燒結引風機通常是并聯的。

燒結引風機的耐磨措施；

(1)鋸齒形中盤不僅可以改善葉輪出口的氣流分布，降低GD2，還可以避免煙氣對中盤的侵蝕；

(2)葉片裝有可更換的耐磨襯板(襯板表面堆焊碳化鎢)；

(3)可更換的錐板保護中間板免受磨損；

(4)殼體上設有渦卷襯套和側襯套；

(5)在表面涂覆陶瓷耐磨涂層、樹脂涂層、石英粉和水玻璃；

(6)表面強化處理:堆焊、熱噴涂、滲硼、激光表面硬化和高頻淬火。

目前國外正在研究燒結引風機氣動設計計算中的兩相流(固體顆粒和燒結煙氣)，試圖從空空氣動力學上進一步解決燒結引風機的磨損問題。

3.氣體輸送用羅茨鼓風機

該設備發展迅速，水平較高。

隨著冶金工業的發展，氣體輸送是冶金工業的重要環節，羅茨風機的選擇尤為關鍵。合適的羅茨風機可以降低噪音，提高工作效率，提高產品質量。隨著科學技術的發展，未來的羅茨鼓風機將實現自動化、集成化和高效化。

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