轻稀土钕(Nd)提纯风机:AII(Nd)2837-2.96型离心鼓风机技术详解

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：轻稀土提纯、钕(Nd)分离、离心鼓风机、AII(Nd)2837-2.96、风机维修、工业气体输送、稀土冶炼设备

第一章 稀土提纯工艺中的气体输送关键设备

1.1 稀土冶炼与气体输送的密切关系

稀土元素提纯是现代高新技术产业的核心环节，其中轻稀土（铈组稀土）的分离提纯尤为重要。钕(Nd)作为轻稀土家族中的重要成员，是制造高性能钕铁硼永磁材料的关键原料，其纯度直接决定最终产品的磁性能。在稀土矿的化学处理过程中，气体输送设备扮演着至关重要的角色:从浮选工序的气体搅拌，到萃取分离过程的惰性气体保护，再到尾气处理系统的气体输送，每一个环节都离不开高性能离心鼓风机的支持。

稀土提纯工艺对气体输送设备有着特殊要求：首先，输送介质可能是腐蚀性气体、易燃易爆气体或高纯度保护气体；其次，工艺流程要求风机具备精确的压力和流量控制能力；再者，稀土生产环境的特殊性要求设备具有极高的可靠性和耐腐蚀性。这些特殊要求催生了专门针对稀土行业设计的鼓风机系列，其中AII(Nd)型系列单级双支撑加压风机就是为钕提纯工艺量身打造的关键设备。

1.2 稀土专用风机系列概览

在稀土冶炼行业，根据不同工艺环节的需求，发展出了多个专用风机系列：

第二章 AII(Nd)2837-2.96型风机技术详解

2.1 型号解读与技术参数

AII(Nd)2837-2.96这一完整型号包含了丰富的信息：

该风机设计流量范围通常为1500-3500m³/h，具体工况流量取决于管网特性。主轴转速一般为2950r/min（采用四极电机直驱）或更高（采用增速齿轮箱）。功率配置根据具体工况在55-132kW之间选择。效率方面，在设计点附近可达82%-85%，属于高效节能产品。

2.2 结构与工作原理

AII(Nd)2837-2.96型风机为单级离心式结构，气体沿轴向进入进气室，经收敛段加速后进入叶轮。叶轮通过高速旋转将机械能传递给气体，气体获得动能和压力能。从叶轮出来的高速气体进入蜗壳，蜗壳的过流截面逐渐扩大，将部分动能转化为静压能，最后从出口排出。

气动设计特点：

强度设计考虑：

2.3 关键零部件详解

2.3.1 风机主轴

主轴材料通常选用42CrMo或35CrMo合金钢，调质处理后硬度达到HB240-280。主轴加工精度要求极高：支承轴颈的圆柱度不超过0.008mm，表面粗糙度Ra≤0.8μm；叶轮安装段的径向跳动不超过0.02mm。主轴与叶轮采用过盈配合加键连接，过盈量按传递扭矩计算确定，通常为轴径的0.08%-0.12%。

2.3.2 风机轴承与轴瓦

AII(Nd)型采用滑动轴承（轴瓦）支撑，相比滚动轴承具有承载力大、阻尼性能好、寿命长的优点。轴瓦材料为巴氏合金（ZChSnSb11-6），厚度3-5mm，浇铸在铸钢瓦背上。轴承间隙按主轴直径的0.12%-0.15%设计，例如对于φ100mm的主轴，直径间隙为0.12-0.15mm。

润滑油系统采用强制润滑，油压通常保持在0.1-0.15MPa，进油温度控制在35-45℃。轴承温度报警值设为75℃，停机保护值设为85℃。轴瓦与主轴接触角应在60°-90°之间，接触点不少于3点/cm²。

2.3.3 风机转子总成

转子总成包括主轴、叶轮、平衡盘、联轴器等旋转部件的组合体。动平衡精度要求达到G2.5级，即在最高工作转速下，允许的剩余不平衡量导致的振动速度不超过2.5mm/s。平衡校正采用两面校正法，先进行单面静平衡，再进行双面动平衡。

叶轮是转子的核心部件，根据输送介质的不同选用不同材料：

2.3.4 密封系统

气封：在叶轮进口处设置迷宫密封，减少内部泄漏。迷宫密封间隙通常为0.2-0.4mm，根据气体温度和材料热膨胀系数确定。密封齿数一般为4-6齿，采用高低齿结构增强密封效果。

碳环密封：用于轴端密封，防止气体外泄。碳环材料为浸渍树脂或金属的石墨，具有良好的自润滑性和耐磨性。每组碳环由3-4个环组成，环内径比轴径小0.5-1mm，依靠弹性抱紧主轴。碳环密封允许的泄漏量通常小于0.5m³/h。

油封：采用骨架油封或机械密封，防止润滑油外泄。骨架油封材料一般为氟橡胶或丁腈橡胶，工作线速度不超过12m/s。对于高速场合，需采用机械密封，密封面材料常用碳化硅对硬质合金。

2.3.5 轴承箱

轴承箱为铸铁或铸钢件，分为上盖和下座两部分，用螺栓连接。箱体设计有足够的刚性，防止在载荷作用下变形影响轴承对中。轴承箱与机壳之间设有隔热层，减少热传导。箱体上设有油位计、温度计接口、泄油孔等附件。

第三章 风机在稀土提纯中的特殊应用

3.1 钕提纯工艺与风机匹配

钕的提纯主要采用溶剂萃取法，工艺流程包括：

在萃取分离阶段，需要向萃取槽中通入惰性气体（如氮气或氩气）防止稀土离子氧化，此时AII(Nd)2837-2.96型风机可提供稳定、纯净的气流。风机流量需根据萃取槽容积和工艺要求计算确定，一般按每小时换气3-5次设计。压力要求不高，但流量稳定性至关重要，因为流量波动会影响萃取平衡。

在灼烧工序，需要向灼烧炉提供精确控制的空气或氧气流，控制灼烧温度和氧化程度。此时风机需具备良好的调节性能，通常配备变频调速或进口导叶调节装置。

3.2 不同工业气体的输送要点

稀土提纯过程中涉及多种工业气体，对风机的要求各不相同：

空气：最常用的介质，注意过滤除尘，防止叶轮磨损。进气过滤器精度不低于10μm，压差报警值设为1.2kPa。

工业烟气：通常含有腐蚀性成分（如HF、HCl），风机需采用耐腐蚀材料，过流部件采用不锈钢或衬氟。运行温度一般不超过200℃，过高需考虑冷却措施。

二氧化碳(CO₂)：密度大于空气，相同工况下风机压力需要提高约1.5倍。注意CO₂在高压下可能液化，出口压力需控制在临界压力以下。

氮气(N₂)与氩气(Ar)：惰性气体，材料无特殊要求，但密封需更严格，防止空气渗入影响气体纯度。碳环密封间隙可适当减小。

氧气(O₂)：强氧化性，所有过流部件必须严格脱脂，禁油。叶轮宜采用铜合金或不锈钢，运行中严禁油脂接触。流速需控制在安全范围内，防止静电积聚。

氢气(H₂)：密度小，相同压升所需功率较小，但泄漏风险大。密封系统需特别设计，通常采用双端面机械密封加氮气隔离。防爆等级需达到ExdⅡCT4以上。

氦气(He)与氖气(Ne)：稀有气体，价值高，要求泄漏量极小。建议采用磁力驱动或全封闭结构，彻底消除轴封泄漏。

混合无毒工业气体：需明确气体成分和比例，按混合气体的物性参数（分子量、比热比等）重新计算风机性能曲线。

3.3 风机选型计算方法

风机选型需根据工艺要求进行计算，主要步骤如下：

第四章 风机维护与故障处理

4.1 日常维护要点

运行监控：

定期维护：

4.2 常见故障与处理

4.2.1 振动超标

可能原因及处理：

4.2.2 轴承温度高

可能原因：

4.2.3 风量不足

可能原因：

4.2.4 异响

可能原因：

4.3 大修技术要点

风机大修周期通常为2-3年或运行20000小时，主要内容包括：

拆卸顺序：

检测项目：

装配要点：

试车程序：

第五章 技术创新与发展趋势

5.1 智能化监测系统

现代稀土提纯风机正朝着智能化方向发展，AII(Nd)型风机可集成以下智能监测功能：

5.2 新材料应用

5.3 节能技术

5.4 标准化与模块化

新一代稀土提纯风机趋向标准化和模块化设计：

第六章 结语

AII(Nd)2837-2.96型离心鼓风机作为轻稀土钕提纯工艺中的关键设备，其性能直接影响稀土产品的纯度和生产成本。正确选型、合理使用、科学维护是保证风机长期稳定运行的关键。随着稀土产业的不断升级，对风机设备也提出了更高要求：更高效率、更智能化、更环保、更可靠。作为风机技术人员，我们需要不断学习新技术，掌握新方法，为稀土产业的发展提供可靠的设备保障。

稀土被誉为“工业维生素”，而风机则是稀土提纯工艺的“肺部”，为整个流程提供动力和保障。只有深入了解工艺需求，掌握设备特性，才能让风机在稀土提纯中发挥最大效能，为我国稀土产业的发展贡献力量。