重稀土钪(Sc)提纯专用离心鼓风机技术全解：以D(Sc)1675-2.74型号为核心

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重稀土钪(Sc)提纯专用离心鼓风机技术全解：以D(Sc)1675-2.74型号为核心

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：重稀土钪提纯、离心鼓风机、D(Sc)1675-2.74、风机配件、风机修理、工业气体输送、多级离心鼓风机

一、引言：稀土提纯工艺中的“心脏”设备

在重稀土元素，尤其是战略金属钪（Sc）的湿法冶金提纯工艺中，离心鼓风机扮演着无可替代的关键角色。从矿浆的浮选搅拌、萃取分离过程中的气体加压输送，到最终煅烧环节的烟气处理，都需要风机提供稳定、纯净且参数精确的气流。作为工艺系统的“心脏”，风机的性能直接关系到钪的回收率、产品纯度及生产能耗。为适应复杂苛刻的工况，一系列以“(Sc)”标识的专用风机应运而生。本文将深入剖析其中代表高效高压工况的重稀土钪(Sc)提纯专用风机:D(Sc)1675-2.74，并系统阐述其配套风机族群、核心配件构成、维护修理要点及工业气体输送的特殊考量。

二、重稀土钪提纯专用风机家族概览

钪提纯流程长、环节多，不同阶段对风机的流量、压力、介质及密封性要求各异，因此衍生出全系列的专用风机：

“C(Sc)”型系列多级离心鼓风机：结构经典，运行平稳可靠，适用于中等压力、大流量的气体输送环节，如为大型萃取槽或反应釜提供氧化/搅拌空气。 “CF(Sc)”与“CJ(Sc)”型系列专用浮选离心鼓风机：专门针对浮选工段设计。重点优化了流量调节范围和运行稳定性，确保为浮选机提供持续恒定的充气量，是影响钪矿初选富集效率的关键设备。 “AI(Sc)”型系列单级悬臂加压风机：结构紧凑，适用于中低压、小流量的局部工艺点气体补充或循环。 “S(Sc)”型系列单级高速双支撑加压风机与“AII(Sc)”型系列单级双支撑加压风机：二者均为转子两端支撑，稳定性高。前者转速更高，适合更高压比需求；后者更为经济耐用，适用于多种稳定的工艺气体循环场景。 “D(Sc)”型系列高速高压多级离心鼓风机：本文重点。该系列风机通过多级叶轮串联和高速转子设计，能提供普通离心风机难以达到的更高压头，是钪提纯后端高压氧化、物料气力输送或特定高压反应器供气的核心装备。

三、核心机型深度解析：D(Sc)1675-2.74重稀土钪提纯专用风机

型号释义：遵循统一的命名规则，“D”代表高速高压多级离心鼓风机系列；“(Sc)”明确其重稀土钪提纯专用设计；“1675”表示风机在标准进气状态下的额定流量为每分钟1675立方米；“-2.74”表示风机的出口绝对压力为2.74个大气压（即绝压274kPa）。若无“/”及前置数字，则默认进口压力为1个标准大气压。因此，该风机设计提供高达约1.74 bar（表压）的压升。

设计与应用特点：

高压头生成：通过精心计算的多级叶轮（通常为2-6级）串联设计，每级叶轮逐级提升气体压力，最终累积达到2.74ata的高压输出。这满足了钪提纯过程中某些需要穿透深层液柱或克服高阻力管路系统的工艺要求。 高转速设计：采用高速齿轮箱或变频电机直驱，转子工作转速可达每分钟数千甚至上万转。这是实现紧凑结构下高单级压比的关键，转速与压头遵循“压比与转速的平方成正比”的基本原理。 材料与防腐：鉴于钪提纯环境中可能存在的酸性气体或腐蚀性氛围，过流部件（如机壳、叶轮、隔板）常采用不锈钢（如304、316L）或双相钢制造。对于D(Sc)1675-2.74，根据输送介质的具体成分，可能进行特殊的表面处理或选用更高级别的耐蚀合金。 精密密封系统：高压差工况对密封提出了严苛要求。该型号标配高效的碳环密封系统。碳环具有良好的自润滑性和耐磨性，能在微小的间隙下形成有效的气流阻力，极大减少高压气体的轴向泄漏，确保工艺气体的有效利用和系统压力的稳定。 应用场景：特别适用于需要将氧气（O₂）、氮气（N₂）或特定工艺气体高压注入加压反应釜（如高压酸浸或氧化焙烧尾气处理）、或用于物料的气力提升输送等关键高压环节。

四、风机核心配件详解

以D(Sc)1675-2.74为代表的高速高压风机，其可靠性建立在核心配件的精密设计与制造上：

风机主轴：作为整个转子系统的核心承力与传动部件，采用高强度合金钢（如42CrMo）锻制，经调质处理获得优良的综合机械性能。高精度磨削确保各装配段的同心度和轴颈粗糙度，以承受高转速下的交变应力。 风机转子总成：包含主轴、多级叶轮、平衡盘、联轴器等。叶轮采用后弯式叶片设计，效率高、稳定区宽，并通过动平衡（G2.5级或更高）校正，确保在工作转速下振动值极小。平衡盘用于平衡大部分轴向推力。 轴承与轴瓦：高速风机常采用滑动轴承（轴瓦）。轴瓦内衬巴氏合金，具有良好的嵌藏性和顺应性，需强制润滑油系统形成稳定的动压油膜，支撑转子平稳运行。润滑油温、油压的监控至关重要。 密封系统： 气封（级间密封与轴端密封）：通常采用迷宫密封，利用一系列节流齿隙消耗气体能量以降低泄漏。在D(Sc)1675-2.74中，与碳环密封组合使用，进一步提升密封效果。油封：位于轴承箱两端，防止润滑油外泄并阻止外部杂质进入。常用骨架油封或迷宫式油封。 碳环密封：由多个预紧的碳环组成，紧密贴合在轴套上，实现近乎接触式的非接触密封，特别适用于高压、洁净或贵重气体的密封，是(Sc)系列风机的标志性配置之一。 轴承箱：容纳轴承、轴瓦及润滑油的铸件。要求刚性好、散热佳，内部油路设计合理，确保润滑油能均匀、充分地润滑和冷却轴承。

五、风机维护与修理要点

专用风机的维护修理需秉持“预防为主，精准维修”的原则：

日常巡检与维护：监测振动、噪音、轴承温度及润滑油压、油质。检查碳环密封的泄漏情况，听诊其运行有无异常摩擦声。清洁进气管路过滤器，防止杂物损坏叶轮或密封。 定期检修：按周期更换润滑油，清洗油路及轴承箱。检查联轴器对中情况，误差需严格控制在允许范围内。检查地脚螺栓紧固状态。 计划性大修与故障修理： 转子动平衡修复：振动超标时，需离线在动平衡机上校正。不平衡量计算公式为：允许剩余不平衡量等于转子质量乘以许用偏心距。 轴瓦刮研与更换：当轴瓦间隙超过设计值的1.5倍或出现拉伤、剥落时，需重新刮研或更换。刮研要求接触点均匀分布。 密封更换：碳环密封和迷宫密封齿磨损后间隙增大，导致泄漏量超标，必须成组更换。安装碳环时需注意环的朝向和预紧力。 叶轮检修：检查叶片磨损、腐蚀及焊缝情况。关键部位可进行无损探伤。严重损坏需返厂或由专业厂家修复，不可擅自焊接改变其质量分布。 主轴检查：检查轴颈磨损、圆度及表面粗糙度，必要时进行磨削修复或喷涂再加工。需进行磁粉探伤检查有无裂纹。

六、输送各类工业气体的特殊考量

(Sc)系列风机设计可输送多种工业气体，但气体物性差异巨大，选型与应用时必须调整：

气体密度影响：风机产生的压头与气体密度成正比。输送密度远小于空气的氢气（H₂）、氦气（He）时，相同转速下压头急剧下降，需更高转速或更大尺寸；输送密度大的二氧化碳（CO₂）时，压头增大，电机功率需相应增加。功率与气体密度成正比。 压缩性与温升：对于氧气（O₂）等，需严格控制温升以防危险。对于真实气体效应明显的气体，需用真实气体状态方程校核性能。 腐蚀与材料兼容性：输送湿氯气、二氧化硫（工业烟气成分）时，需采用特种合金或衬塑。输送氧气时，所有部件必须严格去油，禁油操作。 安全密封：输送氢气时，因其高渗透性，需采用碳环密封配合特殊吹扫系统，或干气密封。输送有毒或贵重气体如氩气（Ar）、氖气（Ne）时，密封可靠性要求极高。 喘振预防：所有离心风机在低流量高压比时都可能发生喘振。对于输送不同气体，喘振线的位置不同。必须根据实际气体物性重新计算并设置防喘振控制线，确保风机始终在稳定区运行。

七、结语

重稀土钪(Sc)提纯专用风机D(Sc)1675-2.74及其所属的(Sc)系列风机，是精密化工装备在稀有金属冶金领域的典型应用。其高参数、高可靠性的要求，体现了现代工业风机向专用化、智能化发展的趋势。深入理解其型号含义、核心配件原理、维护修理技术以及适应不同工业气体的设计变通，是保障钪提纯生产线连续、高效、安全运行的技术基石。作为风机技术人员，不仅要会操作维护，更要知其所以然，方能应对复杂工况，为战略性稀有金属的提取保驾护航。

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