金属铁(Fe)提纯矿选风机之D(Fe)837-1.96型高速高压多级离心鼓风机详解

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：铁(Fe)矿物提纯、离心鼓风机、D(Fe)837-1.96、风机结构、风机维修、工业气体输送、多级离心、轴瓦、碳环密封

引言：风机技术在矿物单质提纯中的核心作用

在矿业冶炼领域，特别是以铁(Fe)为代表的黑色金属提纯过程中，鼓风机是选矿与冶炼流程的“肺腑”。从矿石的破碎、研磨，到重选、磁选、浮选等富集工艺，再到后续的焙烧、还原等冶炼环节，均需要特定压力与流量的气体作为介质、动力或反应物。离心鼓风机以其高压力、大流量、运行稳定及适应多种介质的特性，成为现代矿物提纯工业的关键动力设备。

针对铁矿物提纯工艺的严苛要求，专用的风机系列应运而生。本文将以D(Fe)837-1.96型高速高压多级离心鼓风机为核心，系统阐述其技术基础、结构特点、配件功能以及维护修理要点，并对矿业中输送各类工业气体的风机选型与应用进行延伸说明。

第一章：矿物提纯用离心鼓风机系列概览

在深入探讨D型风机之前，有必要了解针对铁矿提纯的完整风机产品谱系。各系列风机根据其结构、性能和应用点进行区分：

“C(Fe)”型系列多级离心鼓风机：采用传统多级串联叶轮结构，结构坚固，压力提升平稳。常用于选矿厂中需中高压风源的场合，如向烧结机或某些炉窑供风，性能范围较广。

“CF(Fe)”型与“CJ(Fe)”型系列专用浮选离心鼓风机：专为浮选工艺优化设计。浮选过程需要大量、稳定、含氧量适宜的空气通过充气搅拌形成气泡，携带有用矿物上浮。这两类风机特别注重流量稳定性、气体纯净度（防油污染）及部分工况下的耐腐蚀设计，是浮选车间的核心设备。

“D(Fe)”型系列高速高压多级离心鼓风机：本文重点。采用高转速设计，通过较少的级数实现更高的单级压比，从而在紧凑结构下获得高压输出。其特点是效率高、体积相对较小，适用于需要高压风的工艺环节，如高炉喷煤、某些高压气力输送或对系统背压较高的焙烧系统。

“AI(Fe)”型系列单级悬臂加压风机：结构简单，转子为悬臂式。适用于中低压、中等流量的气体增压输送，常用于环境除尘系统或工艺流程中局部气体的循环加压。

“S(Fe)”型系列单级高速双支撑加压风机：叶轮单级，转子两端支撑，转速极高。适用于需要非常高压比但流量相对不大的场合，如实验室或小型、精密的矿物处理单元。

“AII(Fe)”型系列单级双支撑加压风机：介于AI型与多级风机之间，单级叶轮但采用双支撑结构，承载能力更强，运行更稳，用于对稳定性和压力有一定要求的持续供风点。

这些风机型号命名中均包含“(Fe)”，意指专为铁矿及相关工艺环境进行材料选择、防磨设计或性能优化，体现了设备的专业性。

第二章：核心机型深度剖析:D(Fe)837-1.96型高速高压多级离心鼓风机

一、 型号解读与技术参数意义

以D(Fe)837-1.96这一完整型号为例，其编码信息丰富：

“D”：代表该风机属于高速高压多级离心鼓风机系列。

(Fe)：代表风机在设计与材料选用上，优先考虑适用于铁矿物提纯的工艺环境，可能包括对铁粉尘的耐受性、防锈蚀等特性。

“837”：此为内部编码，通常与风机的核心尺寸或设计序列相关，可能指示叶轮公称直径、进口流量范围或产品开发代号。具体需参照制造商的技术手册。

“1.96”：表示风机在额定工况下的出口绝对压力为1.96个标准大气压（ata）。这是一个关键性能参数。

关于压力的重要说明：根据要求，“如果没有‘/’就表示进风口压力是1个大气压”。因此，D(Fe)837-1.96表示进口压力为1个标准大气压（绝压），出口压力为1.96个标准大气压（绝压）。故其产生的净压升（压比）为1.96，净升压值为0.96个大气压，约等于98千帕（kPa）。

与跳汰机配套：若用于跳汰选矿，其选型需根据跳汰机的床层面积、所需冲程水速、风水联合作用的要求，精确计算所需的风量（立方米每分钟）和风压。1.96ata的出风压力足以满足大多数铁矿跳汰机对低压、大流量鼓风的需求，具体型号（837）对应的风量范围需与跳汰机处理量匹配。

二、 核心结构与关键配件功能解析

D(Fe)型风机为达到高压目标，采用多级叶轮串联，并由高速齿轮箱驱动。其核心组件如下：

风机主轴：

角色：作为整个转子系统的核心承力与动力传递部件，需具备极高的强度、刚度和疲劳耐久性。

要求：通常由优质合金钢（如40CrNiMoA）锻造而成，经过精密加工、热处理（调质）和探伤检验。其临界转速必须远远高于工作转速，以避免共振。对于D(Fe)837，其工作转速可能在每分钟数千转至上万转。

风机转子总成：

构成：包括主轴、所有级别的叶轮、平衡盘（若有）、联轴器部件等。

叶轮：是多级风机的“心脏”。每级叶轮吸入气体并对其做功，提高其压力和速度。D型风机叶轮常采用后弯式或径向式叶片，三维流线型设计，材质可能为不锈钢或高强度铝合金，以兼顾强度、抗微磨损和轻量化。动平衡等级要求极高（通常达到G2.5或更高），确保高速下的平稳运行。

风机轴承与轴瓦：

在高速重载的D型风机中，滑动轴承（轴瓦）的应用比滚动轴承更为常见，因其承载能力大、阻尼性能好、运行平稳。

轴瓦：通常为剖分式，衬层采用巴氏合金（锡基或铅基）。巴氏合金具有良好的嵌入性、顺应性和抗胶合能力，能保护轴颈。润滑油在轴与轴瓦间形成稳定的动压油膜，实现液体摩擦。

轴承箱：容纳轴承（轴瓦）的壳体，是转子系统的支座。其设计要保证刚度，防止变形影响对中；内部有复杂的油路，确保润滑油能稳定供给和带走热量。

密封系统：

这是防止气体泄漏和润滑油污染的关键，对于输送特殊工业气体尤为重要。

气封与油封：在转轴穿过机壳的两端，设置有复杂的密封组合。

碳环密封：一种非接触式干气密封。多个碳环在弹簧作用下与轴套保持微隙，形成曲折的节流路径，有效阻止高压气体沿轴向泄漏。其优点是摩擦小、寿命长、适应高速，在D型风机中常用于级间和轴端的气体密封。

迷宫密封：在碳环密封前后可能辅以迷宫密封，进一步增加泄漏阻力。

油封：在轴承箱外侧，采用接触式唇形密封或机械密封，防止润滑油外泄。

润滑与冷却系统：

独立的强制润滑油站是D型风机的标配。它为轴承和齿轮箱提供压力、流量、温度、清洁度均符合要求的润滑油，并设有过滤器、冷却器和安全报警装置，是风机稳定运行的“血液循环系统”。

第三章：D(Fe)型风机的常见故障与修理要点

风机的高效稳定运行离不开专业的维护与及时的修理。

一、 定期维护与状态监测

振动监测：使用振动分析仪定期监测轴承座各方向的振动速度或位移值。振动异常升高往往是转子不平衡、对中不良、轴承磨损或气动喘振的先兆。

温度监测：密切关注轴承温度、润滑油进回油温度。巴氏合金轴瓦温度通常不应超过85℃。

润滑油分析：定期取样化验润滑油的粘度、水分含量和金属磨粒，可预测内部磨损情况。

二、 关键部件修理

转子总成的动平衡校正：

当振动值超标，且分析判断为不平衡引起时，需将转子总成拆下，在动平衡机上进行校正。根据剩余不平衡量的相位和大小，在叶轮或平衡盘的指定位置进行去重（铣削）或加重（加平衡块）。这是一个高度专业化的工作，目标是使转子达到出厂要求的平衡等级。

轴瓦的检修与更换：

停机检查时，若发现轴瓦巴氏合金层出现磨损、裂纹、剥落或严重划伤，需进行刮研或更换。

刮研：用三角刮刀对轴瓦接触面进行精细修刮，使其与轴颈的接触角、接触点密度符合要求（通常接触角60-90°，接触点每平方英寸不少于2-3点），以保证油膜形成。

更换：若磨损超限，则更换新轴瓦。新轴瓦需先进行初步机加工，然后由经验丰富的钳工进行手工刮研至合格。

密封系统的更换：

碳环密封：属于易损件。当检测到气体泄漏量明显增大，或检修时发现碳环磨损、破裂，需成组更换。安装时注意环的开口方向、弹簧预紧力以及各环开口的错位安装，确保密封效果。

油封：若发现轴承箱端盖有渗油，通常更换油封即可。

主轴的检查与修复：

大修时，必须对主轴进行全面的无损探伤（如磁粉或超声波），检查有无裂纹。

检查主轴颈的圆度、圆柱度和表面粗糙度。若轻微磨损或拉毛，可通过精密磨床修复；若损伤严重或存在裂纹，则必须更换新轴。

对中校正：

每次大修或移动相关设备后，必须重新进行风机、齿轮箱、电机之间的轴对中。使用激光对中仪，确保冷态和热态（运行时）的对中数据均在允许范围内，这是防止异常振动和轴承损坏的关键步骤。

第四章：矿业冶炼中工业气体输送风机的选型与应用

铁矿提纯与冶炼过程中，除了空气，还涉及多种工业气体，对风机提出了不同要求。

一、 可输送气体与风机适应性

空气：最普遍介质。上述所有系列风机均适用。用于浮选、跳汰、烧结、高炉鼓风等。

工业烟气：温度高、可能含尘及腐蚀性成分。需选用耐温材料（如锅炉钢、不锈钢），设计冷却结构（如水冷轴承箱、机壳夹套），并加强密封和防磨措施。C型或AII型等结构较坚固的系列可能被改造适用。

二氧化碳(CO₂)、氮气(N₂)、氩气(Ar)：惰性或性质稳定的气体。主要考虑风机的气密性要求更高，防止贵重气体泄漏。碳环密封和干气密封系统非常适合。材料选择上注意CO₂在含水时可能有弱酸性。

氧气(O₂)：强氧化性，危险性高。绝对禁止油污接触！必须采用无油设计：即采用迷宫密封、干气密封或特殊的无油润滑机械密封；齿轮箱和轴承箱与气腔完全隔离，并采用氮气隔离密封；所有与氧气接触的零件需进行严格的脱脂清洗。S型或特制的D型风机经特殊设计后可适用。

氢气(H₂)、氦气(He)、氖气(Ne)：轻质气体。风机设计需特别注意：由于气体分子量小，要达到相同的压升，需要更高的转速或更多的叶轮级数；同时轻气密封难度更大，泄漏倾向更强。通常需要专门设计的高速或多级风机。

混合无毒工业气体：需根据混合气体的平均分子量、密度、绝热指数等热物性参数重新核算风机的性能曲线（压力、功率与流量的关系），不能直接套用空气性能。

二、 选型基本原则

介质特性优先：首先确定气体的腐蚀性、毒性、爆炸性、是否含尘等，决定风机的材料、密封和安全防护等级。

工艺参数精准：确定所需的质量流量或标准体积流量、进口状态（压力、温度）、所需出口压力。对于非空气介质，务必提供准确的组分和物性数据。

系列对应选择：根据压力-流量需求，初步匹配风机系列。高压小流量考虑S型或D型，中压大流量考虑C型或AII型，低压大流量考虑AI型或大型单级风机。

安全性考量：对于氧气、氢气等特殊气体，必须选择有资质和成熟经验的制造商提供的专用机型。

结语

风机技术是连接矿业破碎、分选与最终冶炼的动脉。D(Fe)837-1.96型高速高压多级离心鼓风机作为针对高压需求的专业化设备，其高效、紧凑的设计得益于精密的主轴、高效的转子、可靠的轴瓦轴承系统以及先进的碳环密封技术。深入理解其结构原理，实施以状态监测和预防性维修为核心的维护策略，是保障其长期稳定运行、降低生产成本的基石。同时，面对矿业冶炼中纷繁复杂的工业气体输送任务，遵循“介质为先、参数精准、安全至上”的选型原则，方能确保风机系统与工艺流程完美契合，为铁(Fe)及其他金属单质的高效、绿色提纯提供坚实可靠的动力保障。作为风机技术从业者，不断深化对设备原理、维修工艺及工艺适配性的认知，是我们的核心价值所在。