风机在冶金行业的应用及未来发展趋势

张荣侠

【摘 要】风机在钢铁与其它金属材料的冶炼过程中占有极重要的位置。从矿石到炼成钢要经过矿石烧结、炼铁和炼钢等主要冶炼过程，即钢铁冶炼的全部工艺流程中都需要风机。本文介绍了烧结用风机、焦炉煤气输送鼓风机、高炉鼓风机、化铁炉用风机、转炉二次烟气除尘风机等在冶金工业的应用。并以离心式压缩机、烧结引风机和高炉煤气余压回收透平发电装置为例探讨其未来的发展趋势。

【关键词】风机 、压缩机、烧结引风机

【中图分类号】TH43 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）03-0204-01

1.风机在冶金行业的应用

1. 1烧结用风机

冶炼用的矿石在冶炼之前对矿石要进行烧结，烧结要用烧结机，而烧结炉则需用烟气主抽风机和冷却通风机。例如某中型钢厂有两个矿石烧结车间，一个装有62.5m2烧结机5台的车间，共使用风机29台，其中用在烧结机上有18台；另一个装有75m2烧结机3台的车间，共使用风机90台，其中用在烧结机上有8台，其它风机用在通风、除尘、降温及冷却。风机行业生产的抽送烧结烟气的离心鼓风机有几十种型号规格，目前国内最大的烧结鼓风机SJ16000型，流量16000m3/min，功率达5000kW。

1.2焦炉煤气输送鼓风机

焦炭是冶炼钢铁的主要燃料和还原剂，也是高炉中料粒的支撑剂和疏松剂，而炼焦炉内的煤气须经风机抽出后，一部分作为炼焦炉的燃料，一部分加压后送往钢厂作为燃料，另一部分用作生产其它副产品。

焦炉煤气输送的典型代表产品象我公司生产的2D90型离心鼓风机。其主要结构特点是采用全可控涡三元流叶轮的专有专利，机组效率高、能耗低。其机组配置有：电动机+增速型液力偶合器+离心鼓风机或变频电机+增速箱+离心式鼓风机、润滑系统和仪控系统组成。机壳为水平剖分式结构，轴承箱下面有横纵向定位键槽，以保持机体良好对中，并能适应机壳热膨胀；轴承箱与壳体铸成一体，增强刚度便于拆卸检修。 转子由主轴、叶轮、隔套、平衡盘和半联轴器等组成。轴承分为支撑轴承和止推轴承两部分，支撑轴承为椭圆瓦或错位瓦滑动轴承，止推轴承为米切尔双面止推滑动轴承。密封设在级间、叶轮进口、平衡盘外围及轴两端，均为迷宫式拉别令密封，轴封采用迷宫密封+氮气。其主要性能参数：进口流量为12655m3/min，进口压力95kPaA，出口压力125kPaA。

1.3、高炉鼓风机

在生铁冶炼过程中，必须用高炉鼓风机向高炉输送一定量助燃的空气（或氧气）以提高炉内温度。此外，还需要将燃烧空气送到热风炉里的离心通风机。

氧气对钢铁工业在于强化冶炼过程。在炼钢方面用于氧气顶吹转炉炼钢，氧气底吹转炉炼钢，平炉熔池吹氧炼钢，电炉氧气炼钢等多种。特别是氧气顶吹转炉炼钢已成为钢铁工业飞跃发展的一条主要途径。炼钢用氧量非常之大，空气中含有氧气，因此，就用到高炉鼓风机。高炉鼓风机的典型代表产品象交大赛尔生产的离心式压缩机3DJK系列（进口导叶可调）和4SJK系列（进口导叶可调+段间冷却器）。其主要性能参数：流量范围1200～5500m3/min（压缩机进口体积流量），压比2.9～6.5。

2.未来的发展趋势

冶金工业所用的风机种类尽管有许多种，但相对来讲有一定难度。目前，国内高炉工艺上用到的压缩机有离心式（轴流式）压缩机、烧结引风机和高炉煤气余压回收透平发电装置。

2.1、离心式压缩机

西安交大赛尔采用企业自有的知识产权专利，叶轮采用全可控涡技术，机组效率高于国外、国内三元流直线叶轮。且配有进口导叶可调机构，满足变工况需求。

国外生产轴流压缩机的主要厂家有瑞士苏尔寿公司、德国MANGHH、日本三菱重工株式会社、川崎重工株式会社和美国爱利奥特公司、DRESER-RAND公司。国内陕西鼓风机厂生产轴流式压缩机。近年来，为了提高轴流压缩机的效率，苏尔寿公司采用混合反动度设计方法改善了级间匹配。减少动叶叶顶与机壳间间隙也能提高压缩机性能和效率。在降低轴流压缩机噪声方面，国外多放在隔声、消声上，其措施是：（1）采用加厚铸造机壳，减弱噪声散射；（2）采用隔声罩和消声器，减少噪声扩散。

2.2、烧结引风机

烧结引风机作为烧结机配套的主抽烟机，其耗电量大约占烧结厂总耗电量的50%以上。又因其输送的介质为烧结烟气，含尘量大，因此，提高效率，降低能耗，加强耐磨措施，提高使用寿命，仍是烧结引风机的主要技术课题。烧结引风机的风量取决于烧结机的烧结面积；压力取决于烧结料层的厚度。烧结机的大型化（已可生产1000m2的烧结机）和厚料层（已达700mm），促使烧结引风机向大风量、高负压方向发展。烧结引风机的最大流量为40000m3/min，最高压力为19620Pa，最大功率为14500kW。由于制造工艺条件和运输条件等因素的限制，特大型烧结机配套的烧结引风机往往采用双机并联形式。

烧结引风机的耐磨措施： （1）锯齿形中盘不仅可以改善叶轮出口气流分布和降低GD2，而且可避免烟气对中盘的冲刷； （2）叶片上装有可更换的耐磨衬板（衬板表面堆焊碳化钨）； （3）由可更换的锥盘保护中盘不受磨损； （4）机壳装有涡形衬板和侧衬板；（5）表面涂覆涂覆陶瓷防磨涂料、涂覆树酯、石英粉加水玻璃等涂料； （6）表面强化处理表面堆焊、热喷涂、渗硼、激光表面硬化和高频淬火等。

目前，国外正在进行关于烧结引风机气动设计计算的二相流（固体微粒和烧结烟气）的研究，试图从空气动力学方面来进一步解决烧结引风机的磨损问题。

2.3、高炉煤气余压回收透平发电装置（GRT）

该装置发展最快、水平最高的是日本。据1987年资料统计，1500m3以上的高炉共47座，安装了38套TRT装置；2000m3以上的高炉共38座，安装了35套TRT装置。目前无论是GRT装置的质量、数量，还是效率，日本都处于领先地位。

参考文献

[1]彭秀蔓：风机在冶金行业的应用及节能潜力与总体市场预测[J].风机技术，2008年第3期

[2] 陈子立：矿用风机在冶金行业的应用与发展[J]. 通用机械，2009年第10期。