重稀土钪(Sc)提纯专用离心鼓风机技术解析:以D(Sc)1928-1.47型高速高压多级离心鼓风机为例

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重稀土钪(Sc)提纯专用离心鼓风机技术解析:以D(Sc)1928-1.47型高速高压多级离心鼓风机为例

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：重稀土钪提纯，离心鼓风机，D(Sc)1928-1.47，风机配件，风机维修，工业气体输送

第一章稀土矿提纯与风机技术概述

1.1 重稀土钪的提纯工艺特点

重稀土元素钪(Sc)作为战略性矿产资源，在航空航天、新能源、特种合金等领域具有不可替代的作用。钪的提纯工艺通常包括矿石破碎、浮选、浸出、萃取、结晶等多个环节，其中多个工序需要专用气体输送设备提供稳定的气源支持。这些工艺对气体输送设备提出了特殊要求：需保持恒定的流量与压力、耐腐蚀性、防泄漏性以及长期运行的可靠性。

1.2 离心鼓风机在钪提纯中的应用定位

离心鼓风机在钪提纯工艺中主要承担以下关键任务：

为浮选工序提供充足、稳定的空气，形成适宜的气泡大小与分布在浸出与萃取工序中输送惰性保护气体（如氮气、氩气）为烟气处理系统提供动力，确保有害气体安全排放在结晶干燥环节提供洁净、干燥的热风或冷风

针对这些复杂工况，我公司开发了完整的“Sc”系列专用风机产品线，包括：“C(Sc)”型系列多级离心鼓风机，“CF(Sc)”型系列专用浮选离心鼓风机，“CJ(Sc)”型系列专用浮选离心鼓风机，“D(Sc)”型系列高速高压多级离心鼓风机，“AI(Sc)”型系列单级悬臂加压风机，“S(Sc)”型系列单级高速双支撑加压风机，“AII(Sc)”型系列单级双支撑加压风机。

第二章 D(Sc)1928-1.47型高速高压多级离心鼓风机详解

2.1 型号命名规则解析

在全面解析D(Sc)1928-1.47型风机之前，有必要明确我公司专用风机的型号命名体系。以参考型号D(Sc)300-1.8为例：

“D”代表D系列高速高压多级离心鼓风机 “(Sc)”表示专为重稀土钪提纯工艺优化设计 “300”表示额定流量为每分钟300立方米 “-1.8”表示出风口压力为1.8个大气压（表压）若型号中无“/”符号，表示进风口压力为标准大气压（1个大气压）

2.2 D(Sc)1928-1.47型风机技术参数与特性

重稀土钪(Sc)提纯专用风机D(Sc)1928-1.47是针对中型钪提纯生产线设计的高性能设备，其技术特点如下：

流量与压力参数：额定流量：1928立方米/分钟出口压力：1.47个大气压（表压）进口压力：标准大气压（1个大气压）该压力流量组合特别适用于钪矿浮选工序的气量要求，能够为大型浮选槽组提供均匀、稳定的气源 结构特点：采用多级叶轮串联设计，每级叶轮均经过气动优化，确保高效率整体齿轮增速结构，主轴转速可达18000-25000转/分钟紧凑型设计，占地面积小，适合矿山有限空间安装 材料选择：与工艺气体接触部分采用双相不锈钢或特种合金，抵抗钪提纯过程中可能产生的酸性介质腐蚀转子组件进行动平衡校正，精度达到G2.5级，确保高速运转平稳 性能曲线特征：该型号风机具有平坦的性能曲线，在系统阻力变化时流量波动小高效区宽广，在80%-110%额定流量范围内效率保持较高水平

2.3 选型与应用场景

重稀土钪(Sc)提纯专用风机D(Sc)1928-1.47主要适用于：

日处理原矿500-800吨的中型钪提纯生产线浮选工序中的充气作业，特别适合充气量要求大的粗选和扫选作业与跳汰机配套使用，提供稳定床层流体动力也可用于浸出槽的搅拌充气或氧化作业

选型时需综合考虑：

工艺流程的总气量需求及压力损失工作环境的海拔高度、环境温度工艺气体的成分、湿度、洁净度电源条件及控制要求

第三章风机核心配件技术说明

3.1 风机主轴系统

主轴是离心鼓风机的核心传动部件，重稀土钪(Sc)提纯专用风机D(Sc)1928-1.47的主轴系统具有以下特点：

材料与工艺：采用42CrMoA高强度合金钢，调质处理后硬度达到HB260-290 精加工前进行超声波探伤和磁粉探伤，确保无内部缺陷轴颈表面进行高频淬火，硬度HRC52-56，提高耐磨性 精度要求：主轴各段轴颈圆柱度误差不超过0.005mm 主轴径向跳动量全长不超过0.02mm 键槽对称度误差不超过0.02mm

3.2 轴承与轴瓦系统

针对高速高压运行条件，重稀土钪(Sc)提纯专用风机D(Sc)1928-1.47采用滑动轴承（轴瓦）支撑：

轴瓦结构：五瓣可倾瓦结构，每块瓦块可独立摆动，形成最佳油膜瓦背为碳钢，衬层为巴氏合金（ChSnSb11-6），厚度2-3mm 进油边有导油斜面，出油边有刮油槽，确保充分润滑 润滑系统：强制润滑，油压0.15-0.25MPa，进油温度35-45℃ 润滑油采用ISO VG46透平油，每季度取样化验配备双联油过滤器，在线切换，确保供油洁净

3.3 风机转子总成

转子总成包括叶轮、主轴、平衡盘、联轴器等组件：

叶轮技术：闭式后弯叶片设计，叶片数12-16片，效率可达85%以上材料根据输送介质选择：空气用铝合金，腐蚀性气体用不锈钢每级叶轮单独做动平衡，整体组装后再次进行高速动平衡 平衡装置：轴向力平衡采用平衡盘结构，平衡90%以上轴向推力剩余轴向力由推力轴承承担，延长轴承寿命

3.4 密封系统

重稀土钪(Sc)提纯专用风机D(Sc)1928-1.47采用多重密封组合：

气封系统：迷宫密封与碳环密封组合使用迷宫密封间隙0.20-0.35mm，形成多级节流降压碳环密封作为辅助密封，提高密封效果 碳环密封：由多个碳环片组成，每片厚度3-5mm 弹簧提供径向压紧力，确保与轴紧密接触耐温可达250℃，适应高温工况 油封系统：骨架油封与迷宫油封组合防止润滑油泄漏，同时阻止外部杂质进入轴承箱

3.5 轴承箱与机壳

轴承箱：铸铁箱体，结构刚性强，减少振动传递设有观察窗和温度计插孔，便于巡检底部回油槽坡度不小于1:20，确保回油畅通机壳：水平剖分式设计，便于检修进出风口方向可根据现场布置调整内表面涂防腐蚀涂层，延长使用寿命

第四章风机维护与修理要点

4.1 日常维护规范

重稀土钪(Sc)提纯专用风机D(Sc)1928-1.47的日常维护包括：

运行监测：每小时记录轴承温度、振动值、油压油温轴承温度报警值85℃，停机值95℃ 振动速度有效值报警值4.5mm/s，停机值7.1mm/s 定期检查：每日检查油位、油质，有无泄漏每周检查联轴器对中情况，偏差不超过0.05mm 每月清洗油过滤器，检查滤芯压差

4.2 常见故障与处理

振动超标：原因可能：转子不平衡、对中不良、轴承损坏、基础松动处理步骤：检查地脚螺栓→检查对中→检查轴承间隙→转子动平衡 轴承温度高：原因可能：供油不足、油质污染、轴承间隙不当、负载过大处理步骤：检查油系统→取样化验油质→检查轴承间隙→检查系统阻力 性能下降：原因可能：密封间隙过大、叶轮腐蚀、进口过滤器堵塞处理步骤：检查密封间隙→检查叶轮状况→检查过滤装置

4.3 大修流程与标准

重稀土钪(Sc)提纯专用风机D(Sc)1928-1.47的大修周期一般为24000运行小时，大修内容包括：

拆卸与清洗：按顺序拆卸附属管线、联轴器、轴承盖、转子组件使用专用清洗剂清洗各部件，避免损坏配合表面 检查与测量：主轴：检查直线度、轴颈尺寸、表面状况叶轮：检查叶片磨损、焊缝裂纹、口环间隙轴承：测量轴瓦间隙、接触角、巴氏合金贴合度密封：测量迷宫密封间隙、检查碳环磨损 修理与更换：轴颈磨损可采用镀铬修复，单边厚度不超过0.3mm 叶轮腐蚀超过原厚度1/3时应更换碳环密封磨损超过原始高度1/2应整套更换 回装与调试：按制造厂提供间隙标准装配（如：径向轴承间隙为轴颈直径的1.2‰-1.5‰）分阶段拧紧螺栓，对称均匀施力重新对中，冷态对中应考虑热膨胀偏移量试运行：先点动检查，再低速运行，最后满载运行

第五章工业气体输送专用风机技术

5.1 不同工业气体的输送要求

重稀土钪(Sc)提纯专用风机系列可输送多种工业气体，每种气体对风机有特殊要求：

空气：最常用介质，注意过滤尘埃，含尘量不超过10mg/m³ 湿度较高时应考虑防腐措施，特别是南方潮湿地区 工业烟气：通常含有SO₂、NOx等腐蚀性成分，需耐腐蚀材料温度较高（150-300℃），需考虑热膨胀和材料高温性能可能含有颗粒物，需前置除尘，避免叶轮磨损 二氧化碳(CO₂)：密度大于空气，相同工况下功率需求增加纯度要求高时需严格防止润滑油污染注意冬季可能形成干冰堵塞 氮气(N₂)、氩气(Ar)：惰性气体，材料选择相对宽松但窒息风险高，要求严格密封常用于保护气氛，纯度要求99.95%以上 氧气(O₂)：强氧化性，禁油要求严格所有接触表面需脱脂处理，采用无油润滑流速需控制，避免静电积累 氢气(H₂)：密度小，泄漏风险高，密封要求极高易产生氢脆现象，材料需特殊选择防爆要求高，电气设备需防爆设计 氦气(He)、氖气(Ne)：稀有气体，价值高，要求零泄漏分子量小，易泄漏，密封系统需特殊设计回收利用经济性强，可靠性要求极高

5.2 气体特性对风机设计的影响

不同气体特性直接影响风机设计和选型：

气体密度影响：风机压力与气体密度成正比：压力变化等于密度变化乘以原压力值功率与气体密度成正比：功率变化等于密度变化乘以原功率值如氢气密度仅为空气的1/14，输送氢气时压力与功率大幅下降 压缩性影响：当压力比大于1.1时需考虑气体可压缩性采用多变过程计算公式代替离心泵的简单公式 绝热指数影响：影响压缩过程中的温升计算氧气、氮气等双原子气体绝热指数为1.4 二氧化碳等三原子气体绝热指数为1.3

5.3 专用风机的选型要点

针对不同气体，重稀土钪(Sc)提纯专用风机系列选型需注意：

材料选择：腐蚀性气体：采用双相不锈钢、哈氏合金、钛材氧气：采用不锈钢、铜合金，禁油处理一般惰性气体：碳钢喷涂防腐涂层即可 密封等级：普通空气：迷宫密封+碳环密封有毒有害气体：干气密封+迷宫密封稀有贵重气体：串联式干气密封+隔离气系统 安全防护：易燃易爆气体：防爆电机、静电导出装置有毒气体：负压操作、泄漏监测报警高温气体：隔热层、冷却系统

第六章钪提纯工艺与风机系统集成

6.1 工艺匹配性设计

重稀土钪(Sc)提纯专用风机D(Sc)1928-1.47与提纯工艺的集成要点：

浮选工序匹配：风机压力需克服管道阻力、液位静压和分配器阻力总压力损失计算公式为：管道摩擦阻力加局部阻力加液位静压加分配器阻力气量根据矿石处理量、浮选槽容积、充气强度计算 气体分配系统：主管道流速8-12m/s，支管道流速6-10m/s 采用环形管网，保证各浮选槽压力均衡每个槽前设调节阀，微调气量 控制策略：根据矿浆浓度、品位变化调节气量采用变频控制，节能同时精确控制工艺参数与自动化系统集成，实现远程监控与调节

6.2 节能优化措施

高效运行区选择：使常用工况点位于风机高效区（最高效率点的±10%范围内）避免长期在低负荷区运行，效率急剧下降 系统阻力优化：减少不必要的管道弯头、变径定期清洗气体过滤器，避免堵塞增加阻力选择低阻力气体分布器 余热利用：风机压缩产生的热量可用于冬季供暖或工艺预热排气温度计算公式：排气绝对温度等于进气绝对温度乘以压力比的(绝热指数减1)除以绝热指数次方

6.3 智能化升级方向

未来重稀土钪(Sc)提纯专用风机将向智能化发展：

安装振动、温度、压力等多参数在线监测传感器建立故障预测与健康管理系统(PHM) 与工艺控制系统深度集成，实现自适应调节利用大数据分析，优化运行参数和维护周期

结语

重稀土钪(Sc)提纯专用风机D(Sc)1928-1.47作为钪资源高效提取的关键装备，其设计融合了流体力学、材料科学、机械制造等多学科知识。在实际应用中，正确的选型、规范的安装、精心的维护是确保风机长期稳定运行的基础。随着稀土战略地位的提升和提纯技术的进步，专用风机技术也将不断创新，为保障我国稀土资源安全、推动高端制造发展提供坚实支撑。

风机技术人员需不断学习新知识、掌握新技能，既要理解设备本身的原理结构，也要熟悉工艺流程需求，在两者之间找到最佳匹配点，才能真正发挥设备效能，为稀土产业发展贡献力量。

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