重稀土铥(Tm)提纯专用风机:D(Tm)1058-2.27型高速高压多级离心鼓风机技术解析与应用

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：重稀土铥(Tm)提纯、D(Tm)1058-2.27多级离心鼓风机、稀土冶炼专用风机、风机配件与修理、工业气体输送、离心鼓风机技术

引言

在稀土金属，特别是重稀土铥(Tm)的湿法冶金与火法提纯工艺中，气体输送与加压设备扮演着至关重要的角色。从矿浆浮选、溶液萃取吹脱、到高纯金属制备过程中的惰性气氛保护与循环，都需要稳定、可靠且工况适配性强的鼓风机设备。离心鼓风机以其结构紧凑、运行平稳、效率高、易于与工艺系统集成等优点，成为稀土冶炼，尤其是高压气体输送场景的首选。本文将从稀土冶炼工艺需求出发，聚焦于重稀土铥(Tm)提纯流程中的关键气体动力设备，重点解析D(Tm)1058-2.27型高速高压多级离心鼓风机的基础知识、设计特点、核心配件构成、维护修理要点，并概述其他相关系列风机及可输送工业气体的特性。

第一章 稀土铥(Tm)提纯工艺与风机需求概述

重稀土铥(Tm)的提纯是一个复杂且精密的化学与物理过程。典型的流程可能涉及酸溶、溶剂萃取、离子交换、还原蒸馏或熔盐电解等步骤。在这些过程中，风机主要承担以下任务：

气体供应与加压：为氧化、还原或保护性气氛（如氮气、氩气）提供稳定气源，并克服反应器、管道系统的阻力。

气力搅拌与吹脱：在萃取槽或反应釜中，通过鼓入特定气体（如空气、氮气）促进混合、强化传质或驱除挥发性组分。

尾气输送与处理：输送工艺产生的烟气或废气至处理系统。

专用浮选：在稀土矿的初步富集阶段，为浮选机提供特定压力的空气，形成气泡以分离矿物。

这些工况对风机提出了特殊要求：高可靠性（连续生产）、压力适应范围广（从低压浮选到高压反应）、介质多样性（从空气到各类惰性、活性气体）、良好的密封性（防止贵重气体泄漏或空气渗入）、以及一定的耐腐蚀能力（针对可能夹带的酸性或碱性气雾）。为此，专门发展出了针对稀土行业的“Tm”系列风机，其中D系列高速高压多级离心鼓风机是应对高压、大风量需求的核心机型。

第二章 D(Tm)1058-2.27型高速高压多级离心鼓风机详解

2.1 型号释义与基本参数
风机完整型号：D(Tm)1058-2.27

D：代表“D型系列高速高压多级离心鼓风机”。该系列采用多级叶轮串联结构，通过逐级增压，最终实现较高的出口压力。其设计转速高，结构精密，适用于对压头要求显著的工况。

(Tm)：专用标识，表示该风机为重稀土铥(Tm)提纯工艺专门设计或优化选型。意味着在材料选择、密封配置、工况点设定等方面，已充分考虑铥提纯流程中的特定气体介质（如氩气、氮气）、压力需求和环境条件。

1058：表示风机在标准进气状态（通常指进气压力为1个标准大气压，温度20℃，介质为空气）下的额定流量，单位为立方米每分钟。即，此风机设计流量为1058 m³/min。这是一个非常可观的流量，表明该风机用于大规模生产或高气耗工艺环节。

-2.27：表示风机的出口相对压力（表压）为2.27个大气压。换算成常用压力单位约为2.27 kgf/cm²（或约0.227 MPa）。这表明风机能够将气体从进口压力（默认为1个大气压，若无特殊标注“/”及进口压力值）提升至出口绝对压力约为3.27个大气压。

进口气压说明：根据参考说明，型号中若无“/”分隔符及进口压力值，则默认风机设计进气压力为1个标准大气压（绝对压力）。对于D(Tm)1058-2.27，其设计进气即为常压。

2.2 结构特点与工作原理
D(Tm)1058-2.27属于多级离心鼓风机。其核心工作原理是：原动机（通常为电动机通过齿轮箱增速或直联高速电机）驱动风机主轴高速旋转，固定于主轴上的风机转子总成（包含多个串联的叶轮和隔套）随之转动。气体从进口进入首级叶轮，在高速旋转的叶轮叶片作用下获得动能和静压能；流出后经扩压器和回流器导流，进入下一级叶轮再次增压，如此逐级累积，最终在末级获得设计压力（2.27个大气压表压）后从出口排出。

其结构特点突出在：

多级串联：通过多个叶轮实现高压比，效率高于单级风机在同等压比下的水平。

高速设计：通常搭配齿轮增速箱或采用高速永磁同步电机，转速可达每分钟数千甚至上万转，这是实现紧凑结构和高压头的基础。

精密对称：转子经过严格的动平衡校正，确保在高速下运行平稳，振动值极低。

专用气体适配：针对Tm提纯可能使用的氩气、氮气等介质，其气动设计（叶型、级数）进行了优化，以保证在设计点的高效运行。

第三章 风机核心配件系统说明

D(Tm)系列风机的可靠运行依赖于其精密的配件系统。以下对关键部件进行说明：

3.1 风机转子总成
这是风机的“心脏”，包括主轴、各级叶轮、平衡盘（鼓）、定距套等。叶轮通常采用高强度合金钢（如沉淀硬化不锈钢）精密铸造或焊接而成，以承受高速旋转的离心力。针对输送惰性气体，材料选择也需考虑相容性。转子组装后必须进行高速动平衡，确保残余不平衡量在极低范围内，这是保证长周期稳定运行的关键。

3.2 轴承与润滑系统

风机轴承用轴瓦：对于大型高速多级风机，常采用滑动轴承（轴瓦）。轴瓦材料多为巴氏合金，具有良好的嵌藏性、顺应性和抗胶合能力。它依靠压力油在轴颈与轴瓦间形成稳定的油膜，实现液体摩擦，具有承载能力强、阻尼性好、寿命长的优点。需要配备精密的强制润滑油站，保证油压、油温、油质稳定。

轴承箱：是容纳和支撑轴承的壳体，为轴承提供精确的对中和稳定的运行环境。箱体需有足够的刚性，防止变形影响轴的对中。内部设有油路、测温测振探头接口等。

3.3 密封系统
密封是防止气体泄漏和油品污染的核心，尤其对于输送贵重或高纯气体的Tm提纯工艺至关重要。

气封与油封：在级间和轴端，常采用迷宫密封。它是一种非接触式密封，通过一系列节流齿隙与轴形成曲折路径，大幅降低气体泄漏量。结构简单，可靠性高。

碳环密封：在需要更高密封性能的场合（如输送氢气等小分子气体或压力更高时），会采用接触式碳环密封。碳环在弹簧力作用下与轴轻微接触，形成有效密封。碳材料具有良好的自润滑性和耐磨性，但需要清洁的密封气（通常是隔离氮气）辅助。

3.4 其他关键配件

齿轮增速箱（若采用）：将电机转速提升至风机工作转速，是高速风机的核心动力传递部件，精度要求极高。

进口导叶或阀门：用于调节流量和压力，适应工艺变化。

进出口消音器：降低气流噪声。

监测仪表：包括振动、温度、压力传感器，实时监控运行状态。

第四章 风机维护、常见故障与修理要点

对于D(Tm)1058-2.27这类关键设备，预防性维护和及时修理至关重要。

4.1 日常维护

润滑油系统：定期检查油位、油温、油压，按时化验油质，更换滤芯。油质清洁是滑动轴承寿命的保证。

振动与温度监测：持续监测轴承振动和温度，建立趋势图，早期发现异常。

密封系统检查：检查密封气压力是否正常，观察是否有异常泄漏。

清洁：保持设备表面及周围环境清洁，防止灰尘进入进气道或冷却系统。

4.2 常见故障与修理

振动超标：

可能原因：转子动平衡失效（结垢、部件松动或损坏）；对中不良；轴承磨损；基础松动。

修理：停机检查对中；检查地脚螺栓；拆卸检查转子，重新进行高速动平衡；检查更换轴瓦。

轴承温度高：

可能原因：润滑油不足、油质差、油路堵塞；轴承磨损或刮伤；冷却不良；负载过大。

修理：检查润滑系统；化验更换润滑油；检查清洗冷却器；检查轴承接触情况，必要时研刮或更换轴瓦。

性能下降（压力或流量不足）：

可能原因：进口过滤器堵塞；密封间隙过大导致内泄漏严重；叶轮腐蚀或磨损；转速下降。

修理：清洁或更换过滤器；检查调整或更换迷宫密封齿、碳环；检查叶轮状况，严重时更换；检查驱动系统。

气体泄漏：

可能原因：轴端密封（迷宫或碳环）磨损损坏；壳体连接面密封失效。

修理：更换损坏的密封组件；紧固或更换连接面密封垫。

修理注意事项：风机大修必须在具备条件的专业车间进行。拆卸需按顺序，标记部件方位。装配时需严格控制各部间隙（如气封间隙、轴承间隙），确保对中精度。修理后应重新进行机械运转试验和性能测试。

第五章 稀土冶炼其他系列风机及输送气体概述

除了高压力的D系列，Tm提纯工艺链的不同环节还需其他类型的风机配合：

“C(Tm)”型系列多级离心鼓风机：中压多级风机，适用于压力需求适中、流量较大的环节，如大型萃取槽的气体搅拌或车间通风换气。

“CF(Tm)”与“CJ(Tm)”型系列专用浮选离心鼓风机：专门为稀土矿浮选工序设计。浮选工艺需要稳定、持续且压力特定的空气流，以在矿浆中产生适宜大小的气泡。CF/CJ系列针对此工况优化，通常压力范围在0.2-0.6个大气压（表压）左右，流量根据浮选槽规模配置。

“AI(Tm)”型系列单级悬臂加压风机：结构相对简单，叶轮悬臂安装。适用于中小流量、中低压力（如保护气加压、小规模吹脱）的场合，维护方便。

“S(Tm)”型系列单级高速双支撑加压风机与“AII(Tm)”型系列单级双支撑加压风机：均为单级结构，区别在于S系列转速更高（通常为高速直驱或齿轮增速），可达到更高的单级压升；AII系列为传统双支撑结构，转速相对较低，坚固耐用。两者均适用于中等压力和流量的气体输送，如向还原炉供应保护性气体。

可输送工业气体：
Tm系列风机根据设计和材料选择，可安全输送多种工业气体，包括但不限于：

空气：最常用介质，用于浮选、搅拌、氧化等。

惰性气体：氮气(N₂)、氩气(Ar)、氦气(He)。这是Tm火法冶炼（如还原蒸馏、熔炼）中至关重要的保护气氛，防止高温下金属氧化。风机需保证极低的泄漏率和内部清洁度。

活性气体：氧气(O₂)（用于氧化工序）、氢气(H₂)（用于还原工序）。输送这些气体需特别关注密封性、防泄漏安全设计以及材料的相容性（如防氢脆）。

其他气体：二氧化碳(CO₂)、氖气(Ne)以及混合无毒工业气体。
选型要点：不同气体的分子量、比热容、压缩性等物性参数差异巨大，直接影响风机的性能（压力、轴功率）。因此，为特定气体选型时，必须根据气体物性对风机的设计参数（转速、功率）进行换算和修正，不能简单套用空气工况的数据。

结论

D(Tm)1058-2.27型高速高压多级离心鼓风机作为重稀土铥(Tm)大规模、高压提纯工艺中的关键动力设备，其大流量（1058 m³/min）、高压力（出口2.27个大气压）的特点，满足了现代稀土冶炼对高效气体加压输送的苛刻需求。深入理解其型号含义、结构原理、核心配件系统以及维护修理知识，对于保障风机稳定运行、延长设备寿命、确保整个Tm提纯生产线的连续高效至关重要。同时，根据工艺流程中不同环节的具体需求，合理选用C(Tm)、CF(Tm)、AI(Tm)等系列风机，并充分考虑所输送工业气体的特性进行精准选型与适配，是构建可靠、经济、安全的稀土冶炼气体供应系统的核心工程实践。随着稀土工业技术的不断发展，对专用风机的效率、可靠性和智能化水平也将提出更高的要求。