重稀土钪(Sc)提纯专用风机:D(Sc)2669-1.28型高速高压多级离心鼓风机技术解析

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：重稀土钪提纯、离心鼓风机、D(Sc)2669-1.28、风机配件、风机维修、工业气体输送、稀土选矿设备

引言：稀土提纯工艺对风机的特殊要求

稀土元素作为战略性资源，其提纯工艺对设备有着极为苛刻的要求。重稀土钪(Sc)作为稀土家族中的重要成员，在航空航天、激光材料、固体燃料电池等领域具有不可替代的作用。钪的提纯过程涉及浮选、萃取、分离等多个环节，其中离心鼓风机作为提供气动力的核心设备，其性能直接影响到提纯效率和产品纯度。本文将重点解析钪提纯专用风机D(Sc)2669-1.28的技术特点，并对风机配件、维修保养以及工业气体输送应用进行系统阐述。

一、重稀土钪提纯工艺与风机选型

钪的提纯工艺通常包括矿石破碎、浮选、酸浸、萃取、煅烧等步骤，不同工序对风机的压力、流量、材质和密封性有着不同要求。在浮选阶段，需要风机提供稳定气流使矿浆充气，形成气泡携带钪矿物上浮；在萃取和分离阶段，可能需要输送惰性气体保护或特定工业气体参与反应。

针对钪提纯的特殊性，风机行业开发了多个专用系列：

二、D(Sc)2669-1.28型高速高压多级离心鼓风机详解

2.1 型号含义解读

型号“D(Sc)2669-1.28”按照行业标准解读如下：

该型号风机主要与跳汰机、浮选柱等选矿设备配套使用，为钪矿物分离提供稳定、可调节的气流。

2.2 设计与性能特点

D(Sc)2669-1.28型风机针对重稀土提纯的高标准要求，具有以下技术特征：

结构设计：采用多级离心式结构，通过多个叶轮串联工作，逐级提高气体压力。级数设计经过优化，在保证压力提升的同时，控制温升在允许范围内，避免对钪提纯工艺造成热干扰。

材料选择：与钪矿物接触或可能接触的部件采用特种不锈钢或钛合金材料，具备优异的耐腐蚀性能。特别是考虑到提纯过程中可能使用酸性或碱性介质，过流部件表面进行了特殊处理，提高耐蚀性。

精度控制：转子动平衡精度达到G2.5级（按照国际标准化组织ISO1940标准），确保高速运转时的稳定性，振动值控制在2.8毫米/秒以下（根据国际标准化组织ISO10816标准），减少对精密提纯设备的干扰。

密封系统：采用多重密封组合设计，包括碳环密封、迷宫密封和气体密封，确保无泄漏运行。对于可能涉及有害或贵重气体的场合，密封系统能保证气体零外泄，满足环保和安全生产要求。

调节性能：配备进口导叶调节装置或变频调速系统，风量调节范围达到40%-100%，压力调节范围达到60%-110%，能够精确匹配钪提纯工艺的参数变化。

三、D(Sc)2669-1.28型风机核心配件解析

3.1 风机主轴

主轴作为传递动力的核心部件，采用42CrMoA合金钢锻造，经调质处理和精密加工而成。主轴设计充分考虑临界转速避让，工作转速远离一阶和二阶临界转速，确保运行稳定性。主轴与叶轮的配合采用过盈配合加键连接的双重固定方式，确保在高转速下不会发生松动。

3.2 风机轴承与轴瓦

D(Sc)2669-1.28型风机采用滑动轴承结构，轴瓦材料为巴氏合金（锡锑铜合金），具有优异的耐磨性和嵌藏性。轴瓦内表面开设油槽，确保润滑油形成完整油膜，将轴与轴瓦之间的固体摩擦转化为液体摩擦，减少磨损。轴承设计采用可倾瓦结构，每块瓦块可独立摆动，自动形成最佳油楔，提高稳定性和抗振性。

3.3 风机转子总成

转子总成包括主轴、叶轮、平衡盘、推力盘等组件。叶轮采用后弯式叶片设计，效率高、稳定工作区宽。每个叶轮均经过超速试验，试验转速为工作转速的115%，持续运行2分钟，确保结构完整性。转子组装后进行高速动平衡，不平衡量小于1克·毫米/千克（按照国际标准化组织ISO1940 G2.5等级）。

3.4 密封系统

气封：采用迷宫密封结构，通过一系列环形齿片与轴形成微小间隙，气体通过齿片时节流膨胀，压力降低，减少泄漏量。迷宫密封片材料为铜合金，具有良好的耐磨性和一定的让步性，避免与轴直接摩擦时损伤主轴。

碳环密封：由多个碳环组成，每个碳环由弹簧提供径向力，保持与轴的紧密接触。碳材料具有自润滑性，摩擦系数小，耐高温，即使在干运转条件下也能维持一定时间的密封效果。碳环密封特别适用于不允许有任何泄漏的贵重或有毒气体场合。

油封：防止润滑油从轴承箱泄漏，采用双唇口骨架油封，主唇口防止箱内油外泄，副唇口防止外部污染物进入。油封材料根据润滑油种类和工作温度选择，通常为氟橡胶或聚四氟乙烯复合材料。

3.5 轴承箱

轴承箱为铸铁或铸钢结构，具有足够的刚度和强度，确保轴承对中精度长期稳定。轴承箱内设有润滑油路和冷却水腔，润滑油系统通常包括主油泵、辅助油泵、油冷却器和双联过滤器，确保任何工况下轴承都能得到充分润滑和冷却。

四、D(Sc)2669-1.28型风机的维修与保养

4.1 日常维护要点

每日检查风机振动、轴承温度、润滑油位和油压；每周检查密封气体压力、冷却水流量；每月分析润滑油质，检测水分和杂质含量；每季度检查联轴器对中状况，测量电机和风机振动频谱。

4.2 定期检修内容

小修（运行4000-8000小时）：检查并更换润滑油，清洗油过滤器，检查碳环密封磨损情况，检查联轴器弹性元件，紧固所有连接螺栓。

中修（运行16000-24000小时）：包括小修全部内容，增加检查轴承间隙、测量轴瓦厚度、检查叶轮磨损和积垢情况、校验仪表和控制系统。

大修（运行48000-72000小时）：全面拆卸风机，检查主轴直线度、叶轮内孔尺寸、壳体变形情况，更换所有密封件和易损件，转子重新动平衡，机组重新对中，设备重新涂装。

4.3 常见故障处理

振动超标：可能原因包括转子不平衡、轴承损坏、对中不良、基础松动或共振。处理步骤：首先检查基础螺栓和连接件紧固情况；其次检查对中数据；再测量振动频谱，判断故障类型；最后针对性处理。

轴承温度高：可能原因包括润滑油不足或变质、冷却系统故障、轴承间隙过小、负载过大。处理步骤：检查油位和油质；检查冷却水流量和温度；测量轴承间隙；检查工艺系统是否超压。

气量或压力不足：可能原因包括过滤器堵塞、密封间隙过大、转速下降、工艺系统变化。处理步骤：检查进气过滤器压差；测量密封间隙；检查电机转速和频率；评估工艺参数变化。

五、工业气体输送在稀土提纯中的应用

钪提纯过程中可能涉及多种工业气体的输送，不同气体对风机有不同要求：

惰性气体（氦气He、氖气Ne、氩气Ar）输送：主要用于保护性气氛，防止钪及其化合物氧化。惰性气体密度与空气不同，风机需重新计算性能曲线。氦气密度小，所需功率较低；氩气密度大，所需功率较高。

反应气体（氧气O₂、氢气H₂）输送：氧气可能用于煅烧工序，氢气用于还原工序。氧气输送风机需严格脱脂，所有零件禁油处理，防止燃爆。氢气输送需特别注意密封，防止泄漏，同时电机需防爆设计。

工艺气体（二氧化碳CO₂、氮气N₂）输送：二氧化碳可能用于pH调节或沉淀工序，氮气常用于保护气和吹扫气。二氧化碳略有腐蚀性，需考虑材料耐蚀性；氮气性质稳定，与空气输送要求类似。

混合无毒工业气体输送：根据具体成分确定气体常数、比热比等参数，重新计算风机性能。混合气体可能改变喘振边界，需调整防喘振控制参数。

对于上述工业气体输送，D(Sc)系列风机可根据气体特性进行定制：改变材料应对腐蚀性气体；加强密封应对易燃易爆或有毒气体；调整叶轮设计应对气体密度变化；特殊处理应对气体纯度要求。

六、结语

重稀土钪提纯专用风机D(Sc)2669-1.28是钪资源高效开发利用的关键设备之一，其设计充分考虑了钪提纯工艺的特殊要求，在材料选择、密封设计、调节性能等方面进行了专门优化。正确的选型、安装、操作和维护是确保风机长期稳定运行、保障钪提纯生产线连续生产的基础。随着稀土提纯技术的不断发展，对风机的精度、效率和可靠性提出了更高要求，未来风机技术将更加注重智能化控制、能效提升和与工艺的深度集成，为稀土产业的升级发展提供坚实保障。