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轻稀土钕(Nd)提纯离心鼓风机技术基础详解:以AII(Nd)1688-2.87型风机为核心 关键词:轻稀土提纯、钕(Nd)分离、离心鼓风机、AII(Nd)1688-2.87、风机结构、配件维护、修理技术 一、 引言:离心鼓风机在轻稀土(铈组)提纯工艺中的关键角色 在稀土工业中,轻稀土(铈组稀土,主要包括镧、铈、镨、钕等)的分离与提纯是获取高价值单一稀土产品的核心环节。钕(Nd)作为制造高性能钕铁硼永磁材料的关键元素,其纯度直接影响最终磁体的性能。在整个湿法冶金工艺流程中,从矿石分解、萃取分离到沉淀煅烧,多个工段都需要稳定、可靠的气体输送与加压设备,为化学反应提供氧化空气、为料液搅拌提供动力、或为物料流态化干燥创造条-件。离心鼓风机正是承担这一重任的“动力心脏”。 离心鼓风机通过高速旋转的叶轮对气体做功,将机械能转化为气体的压力能与动能,从而实现气体的连续输送与增压。相较于其他类型风机,它具有效率较高、流量稳定、运行平稳、维护相对简便等特点,特别适合于稀土提纯过程中对气体介质洁净度、压力稳定性有严格要求的场合。针对不同工艺环节(如跳汰、浮选、加压氧化、流态化输送等)的具体参数需求,发展出了如C(Nd)、CF(Nd)、AII(Nd)等系列化专用风机。本文将系统阐述相关基础知识,并重点围绕 AII(Nd)1688-2.87型单级双支撑加压风机展开,对其型号含义、核心配件及修理要点进行详细说明。 二、 轻稀土提严工艺配套风机系列简介与型号解读 在钕提纯生产线中,根据不同的功能定位和工况要求,主要应用以下几类风机,其型号编码体系具有明确的指代意义: “C(Nd)”型系列多级离心鼓风机:代表采用多级叶轮串联的结构。气体逐级增压,最终达到较高的出口压力。适用于需要中等流量、较高压力的工艺点,如某些氧化焙烧工序的供风。 “CF(Nd)”与“CJ(Nd)”型系列专用浮选离心鼓风机:专门为浮选车间设计。浮选过程需要大量、稳定、压力特定的空气产生气泡,这两种系列风机在气动设计和材料选择上考虑了浮选药剂的可能腐蚀及长期连续运行的需求。 “D(Nd)”型系列高速高压多级离心鼓风机:其特点是转子转速极高,结合多级结构,能实现很高的单机压比。示例型号 “D(Nd)300-1.8”的解读为:“D”即D系列;流量为每分钟300立方米;“-1.8”表示出风口绝对压力为1.8个大气压(即表压约为0.8公斤力/平方厘米)。该型号通常与跳汰机等重选设备配套,其选型根据空气消耗量和设备阻力确定。型号中未标注进口气压时,默认进气压力为1个标准大气压。 “AI(Nd)”型系列单级悬臂加压风机与“S(Nd)”型系列单级高速双支撑加压风机:均为单级结构。AI系列叶轮悬臂安装,结构紧凑;S系列采用双支撑、高转速设计,适用于流量较大、压升要求较高的单点加压。两者均要求良好的动平衡精度。 “AII(Nd)”型系列单级双支撑加压风机:本文的核心机型。它采用单级叶轮,叶轮转子两端由轴承支撑(双支撑),结构刚性优于悬臂式,运行更稳定,能承受更高的转子重量和一定的轴向载荷,是中压、大流量工况的优选。接下来将对其进行重点剖析。三、 核心机型剖析:AII(Nd)1688-2.87型风机详解 型号全称:AII(Nd)1688-2.87 型单级双支撑加压离心鼓风机 “AII”:标识该风机属于AII系列,即单级、双支撑(叶轮两侧有轴承支撑)结构形式。 “(Nd)”:明确此风机专为钕(Nd)及其他轻稀土元素的提纯工艺流程设计和制造,在材料选择(如接触介质的过流部件耐蚀性)、密封方案等方面考虑了工艺特性。 “1688”:代表风机在标准进气状态下的额定流量,为每分钟1688立方米。这是风机选型中最关键的参数之一,需严格匹配工艺计算所需的风量。 “-2.87”:表示风机出口处的气体绝对压力为2.87个大气压。这意味着风机需要将标准状态下的进气,压力提升约1.87个大气压(表压)。这个压力值对于确保气体能有效穿透液层进行氧化反应、或克服后端干燥塔等设备阻力至关重要。 进气压条件:根据命名规则,此型号未使用“/”符号分隔进、出口压力参数,因此默认其设计进气压力为1个标准大气压(绝压)。若工况进气压力非标(如从上一工序来),则需在选型时特别说明。主要技术特点与应用场景: 四、 核心配件系统解析 一台高效稳定的离心鼓风机,是其各个精密部件协同工作的结果。以下结合AII(Nd)系列,对关键配件进行说明: 风机主轴:风机转子的核心骨架,承载叶轮并传递扭矩。通常采用高强度合金钢(如40CrNiMoA)锻件精密加工而成,需经过调质处理以获得优良的综合机械性能。其上的轴承档、叶轮安装档、轴封档的尺寸精度、形位公差(特别是同心度、圆柱度)和表面粗糙度要求极高,直接关系到整个转子总成的动平衡质量与运行振动水平。 风机转子总成:这是鼓风机的“做功心脏”。主要由主轴、叶轮、平衡盘(如有)、联轴器等部件组成,并经过高速动平衡校正。叶轮是核心中的核心,多为闭式或半开式设计,采用高强度铝合金或不锈钢焊接/铸造而成。其型线设计(叶片进口角、出口角、叶片形状等)直接决定了风机的压力-流量特性曲线和效率。转子总成的平衡精度等级常要求达到G2.5或更高,以确保高速运转下的平稳。 轴承与轴瓦:对于AII(Nd)这类双支撑风机,轴承是支撑转子、保证其平稳旋转的关键。大型离心鼓风机常采用滑动轴承(即轴瓦)。轴瓦通常由巴氏合金(一种耐磨锡基合金)衬层浇铸在钢制瓦背上制成,具有承载能力大、耐冲击、运行平稳噪音小等优点。润滑油在轴与轴瓦间形成稳定的油膜,起润滑和冷却作用。轴承的间隙(顶隙、侧隙)是装配和检修中必须严格控制的关键数据。 密封系统:防止气体泄漏和润滑油污染的核心。 气封与油封:在轴承箱与机壳之间,设有复杂的密封组。靠近叶轮侧多为碳环密封或梳齿密封(迷宫密封),利用多道狭窄间隙形成节流效应,阻隔工艺气体外泄。靠近轴承侧则为油封(如骨架油封、迷宫式油封),防止润滑油沿轴渗出。 碳环密封:在要求较高的场合(如输送稀有、贵重或有害气体)被广泛应用。它由若干块碳精环组成,在弹簧力作用下紧贴轴套表面,实现接触式密封,泄漏量极小。其优点是自润滑、耐高温、适应微小的轴向窜动,但需要洁净的密封气(通常是加压的洁净空气或氮气)进行保护和冷却。 轴承箱:是容纳轴承、轴瓦并提供润滑油路的封闭壳体。它必须有足够的刚性以防止变形,内部油路设计需确保润滑油能均匀、充足地到达各润滑点。轴承箱上通常设有观察窗、温度计插孔和振动探头安装孔。五、 风机常见故障与修理要点 离心鼓风机的修理是恢复其性能、延长使用寿命的关键。修理工作必须由专业人员进行,并遵循严格的规程。 (一)常见故障分析 振动超标:最常见故障。原因可能包括:转子动平衡失效(叶轮积垢、磨损、叶片断裂);轴承磨损或间隙过大;联轴器对中不良;地脚螺栓松动;主轴弯曲;喘振(风机在不稳定工况区运行)等。 轴承温度过高:可能由润滑油品质不佳、油量不足、油路堵塞、冷却不良、轴承间隙过小、轴向力过大或轴瓦刮研不良导致接触不佳引起。 风量或压力不足:进气过滤器堵塞;密封间隙(特别是叶轮口圈密封)磨损过大导致内泄漏严重;转速未达到额定值;工艺系统阻力超出设计值。 异常噪音:轴承损坏、转子与静止件摩擦、喘振、齿轮传动(如有)故障等。 气体或润滑油泄漏:密封件(碳环、油封、气封)老化或磨损;密封压盖螺栓松动;轴套磨损。(二)主要部件的修理与装配要点 转子总成的检修与动平衡: 拆卸后,彻底清洁所有部件,检查叶轮有无裂纹、腐蚀和磨损。轻微磨损可修复,严重则需更换。 检查主轴各档尺寸和形位公差,必要时进行磨削修复或镀铬处理。 动平衡校正是转子修理的核心步骤。必须在高精度动平衡机上,按照风机工作转速(或按第一临界转速划分)的要求进行。不平衡量的修正可通过在叶轮特定位置去重(钻孔)或加重(加平衡块)实现,直到剩余不平衡量满足标准要求。 滑动轴承(轴瓦)的检修: 检查巴氏合金层有无剥落、裂纹、烧熔及磨损。若存在缺陷或顶隙超过允许值的1.5倍,需重新浇铸巴氏合金并机加工。 新瓦或修复瓦需进行刮研,以确保轴与瓦的接触角(通常为60°-90°)和接触点(每平方英寸不少于2-3点)符合要求,并形成合适的油楔。轴承间隙需用压铅法精确测量,确保符合设计图纸要求。 密封系统的更换: 碳环密封:更换时,确保所有碳环块在密封盒内能自由滑动但不松旷。弹簧弹力需均匀。安装时注意方向,并保证轴向间隙。投入使用前,必须先投用密封气。 迷宫密封:检查梳齿是否完好、尖锐。密封间隙是关键,需用塞尺按上下左右四点测量,通常要求均匀且不超过标准值。间隙过大会泄漏,过小可能摩擦。 油封:更换时注意唇口方向朝向油侧,安装工具应专用,防止唇口翻边或弹簧脱落。 总装与对中: 所有零件清洁、检查合格后,按拆卸的逆序进行装配。装配过程中,关键配合尺寸如轴承间隙、叶轮与扩压器的轴向间隙、密封间隙等需反复测量确认。 风机本体与电机(或齿轮箱)的对中是装配的最后一道关键工序。必须使用激光对中仪或双表法,在冷态下精确校正两联轴器的平行偏差(偏移)和角度偏差(张口),并预留适当的运行时热膨胀量。对中不良是引发振动和轴承损坏的主要原因之一。(三)修理后的试运行 六、 结论 在轻稀土钕提纯这一高技术、高价值的产业领域中,专用离心鼓风机如 AII(Nd)1688-2.87型风机,已不再是简单的通用设备,而是深度融入工艺流程、影响产品指标的关键装备。深入理解其型号背后的技术参数、熟练掌握其核心配件(如转子、轴承、密封)的结构原理与维护修理要点,对于保障稀土生产线的稳定运行、提升产品质量、降低能耗与维护成本具有重要意义。随着稀土分离技术的不断进步和对产品纯度要求的日益提高,对配套风机的效率、稳定性和智能化控制水平也提出了更高要求,这将继续推动专用离心鼓风机技术向更精密、更可靠、更高效的方向发展。作为设备技术与管理人-员,持续深化对这些“工艺肺腑”的认识,是实现精益生产与设备全生命周期管理优化的基石。 AI1060-1.2048/0.8479型离心风机基础知识解析及其在二氧化硫气体输送中的应用 特殊气体风机基础知识解析:以C(T)3200-1.23多级型号为核心 重稀土镥(Lu)提纯专用风机技术解析:以D(Lu)1270-2.49型鼓风机为核心 特殊气体风机基础知识解析:以C(T)674-2.81型号为核心 特殊气体风机基础知识解析:以C(T)1768-2.10型号为核心 特殊气体风机基础知识解析:以C(T)2602-1.24多级型号为核心 特殊气体风机基础知识解析:以C(T)1920-1.97型号为例 风机选型参考:C410-2.825/0.965离心鼓风机技术说明 重稀土铽(Tb)提纯风机D(Tb)1232-2.11技术解析与工业气体输送应用 特殊气体风机:C(T)1437-2.6型号解析及配件修理与有毒气体说明 《AI1100-1.3033/0.9332型离心式二氧化硫气体输送风机技术解析》 稀土矿提纯风机基础知识解析:以D(XT)1750-1.86型号为例 冶炼高炉风机:D2412-2.7型号解析及配件与修理深度探讨 水蒸汽离心鼓风机基础知识与C(H2O)1228-1.95型号深度解析 特殊气体风机基础知识解析:以C(T)2447-1.45型号为核心 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