金属铁(Fe)提纯矿选风机：D(Fe)1537-1.36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：铁矿提纯、离心鼓风机、D(Fe)1537-1.36、风机配件、风机维修、工业气体输送、矿物加工、高速高压、轴瓦、碳环密封

引言

在矿物冶炼与提纯，尤其是金属铁（Fe）的选矿与精炼工艺流程中，离心鼓风机扮演着无可替代的关键角色。它为浮选、跳汰、浸出、烟气输送及气体保护等核心环节提供稳定、高压、洁净的气源动力。风机的性能、可靠性及对特定工艺介质的适应性，直接关系到生产效率、能耗与最终产品的品质。本文将以矿业铁（Fe）提纯领域中的一款典型设备:D(Fe)1537-1.36型高速高压多级离心鼓风机为核心，系统阐述其基础知识、型号含义、核心配件构成、维护修理要点，并概述面向不同工业气体的风机选型与应用技术。

第一章：矿物提纯工艺中的离心鼓风机概述

在铁矿石的加工链中，从破碎后的矿物分选（如浮选、跳汰）到后续的冶炼还原（如高炉鼓风、直接还原），均需大量气体参与。离心鼓风机凭借其流量范围广、压力稳定、运行平稳、易于维护及对特定气体可进行材质适配等优点，成为主流供气设备。

根据工艺段的不同需求，衍生出多个专用系列：

“C(Fe)”型系列多级离心鼓风机：通常用于中等压力、大流量的常规工艺鼓风，如烧结机助燃风、一般物料输送。

“CF(Fe)”与“CJ(Fe)”型系列专用浮选离心鼓风机：专为浮选车间设计，重点优化了压力稳定性与气体洁净度，确保浮选槽内气泡生成均匀、矿物分离效率高。

“D(Fe)”型系列高速高压多级离心鼓风机：本文重点机型所属系列。采用高转速设计，通过多级叶轮串联，实现单机高排气压力，适用于需要高压风的工艺，如某些特殊跳汰选矿、高压气力输送或作为工艺系统的核心动力源。

“AI(Fe)”型系列单级悬臂加压风机：结构紧凑，适用于中小流量、中低压力的加压或通风场合。

“S(Fe)”与“AII(Fe)”型系列单级高速双支撑及单级双支撑加压风机：转子两端支撑，刚性好，适用于转速较高或中等压力的工况，运行更稳定。

输送气体介质已从单纯的空气，扩展到多种工业气体，包括但不限于空气、工业烟气、二氧化碳(CO₂)、氮气(N₂)、氧气(O₂)、氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)、氢气(H₂)以及混合无毒工业气体。针对不同气体（尤其是腐蚀性、易燃易爆或高纯度气体），风机在材质选择、密封形式、防爆设计和润滑系统上需进行特殊处理。

第二章：核心机型解析:D(Fe)1537-1.36型风机

1. 型号解读：

“D”：代表该风机属于“高速高压多级离心鼓风机”系列。

“(Fe)”：表明该风机主要设计应用于与铁（Fe）元素相关的矿物提纯、冶炼工艺系统。此标注意味着风机在材质防腐（如考虑硫化矿可能产生的酸性气体）、结构强度上进行了针对性考量。

“1537”：此为内部编码，通常蕴含了风机的设计序列、规格大小或主要性能参数代码。具体需参照厂家技术手册，可能关联到叶轮直径、级数或设计流量范围。

“-1.36”：表示风机在设计点（额定工况）的出风口绝对压力为1.36公斤力每平方厘米（约合133.4千帕绝对压力）。若型号中未标注进风口压力信息（即没有类似“/0.98”的格式），则默认进风口压力为1个标准大气压（约101.3千帕绝对压力）。因此，该风机的设计压比约为1.36。

2. 基本性能与应用定位：
D(Fe)1537-1.36型风机是“D”系列中的一员，其“高速高压多级”的特点意味着：

高速：采用增速齿轮箱驱动或高速电机直驱，使转子达到每分钟数千甚至上万转的工作转速，这是获得高单级能量头的基础。

高压：通过将多个叶轮（级）串联在同一主轴或通过齿轮箱耦合的多根轴上，气体逐级增压，最终实现1.36公斤力每平方厘米（表压约0.36公斤力每平方厘米）的出口压力。此压力等级非常适用于对供风压力有严格要求的跳汰选矿机配套。跳汰机借助周期性脉动水流和上升气流分选矿物，稳定的高压风源是保证床层松散度与分选精度的关键。选型时，需根据跳汰机室面积、物料特性、所需水流脉动强度等参数，与风机性能曲线（流量-压力曲线）进行匹配，确定最佳工作点。

多级：内部结构包含多级叶轮与导流器。每一级由叶轮（动件）和扩压器/回流器（静件）组成，气体在叶轮中获得动能，在扩压器中转化为压力能。

3. 关键系统与结构：

转子总成：是风机的心脏。包括主轴、所有级别的叶轮、平衡盘（用于抵消部分轴向推力）、联轴器等。叶轮通常采用高强度合金钢焊接或精密铸造而成，动平衡等级要求极高，以确保高速下的平稳运行。

轴承与润滑系统：高速高压风机常采用滑动轴承（轴瓦）。轴瓦材料多为巴氏合金，具有良好的嵌入性和顺应性，能形成稳定的油膜支撑转子。轴承箱容纳轴承并提供润滑油路，润滑系统通常包括主油泵、辅助油泵、冷油器、滤油器等，确保轴承和齿轮（若有）得到充分冷却和润滑。

密封系统：这是防止气体泄漏和润滑油污染的关键。

气封与油封：在轴承箱与机壳之间，通常采用迷宫密封或碳环密封的组合。碳环密封因其自润滑、耐磨损、适应微小径向跳动的特性，在此类高速风机中应用广泛，能有效隔离工艺气体与轴承润滑油。

级间密封与轴端密封：防止级间窜气和轴端气体外泄。对于输送特殊气体（如氧气、氢气），密封形式和要求更为严格，可能采用干气密封等特殊形式。

机壳与定子组件：包括进气室、各级气缸、隔板（安装扩压器和回流器）、排气室等。为承受压力，机壳通常为高强度铸铁或铸钢结构，并进行水压试验。

第三章：核心配件详解与维护要点

风机的高可靠性运行依赖于核心配件的状态。以下针对D(Fe)系列常见配件进行说明：

1. 风机主轴：

作用：传递扭矩，支撑所有旋转部件（叶轮、平衡盘等），并保证其在高速下的动态对中和旋转精度。

材料与工艺：通常为高强度合金钢（如40CrNiMoA），经过调质处理以获得优异的综合机械性能。轴颈、键槽等关键部位需高频淬火或氮化处理以提高硬度和耐磨性。加工精度要求极高，特别是各安装部位的径向跳动和端面跳动。

维护要点：定期检查轴颈磨损情况、表面有无划伤或腐蚀。大修时需进行无损探伤（如磁粉或超声波），检查有无疲劳裂纹。

2. 风机轴承与轴瓦：

作用：支撑转子，限定其径向和轴向位置，并通过油膜减少摩擦。

轴瓦材料：常用锡基或铅基巴氏合金，浇铸在钢背衬上。合金层厚度需严格控制。

维护要点：

间隙检查：定期测量径向轴承间隙和推力轴承间隙，需符合厂家标准。间隙过大会引起振动，过小可能导致烧瓦。

瓦面检查：检查合金层有无剥落、裂纹、磨损及与轴颈的接触斑点是否均匀。轻微划伤可刮研修复，严重损坏需更换。

润滑油管理：定期化验润滑油，监测水分、酸值、粘度变化及金属磨粒含量，这是预判轴承磨损的重要手段。

3. 风机转子总成：

组成：主轴、叶轮、平衡盘、锁紧螺母等组件的装配体。

动平衡：这是保证高速转子平稳运行的生命线。大修中更换任何旋转部件或进行修复后，必须对转子总成进行高速动平衡校正，使其剩余不平衡量达到G2.5或更高等级（根据转速确定）。

叶轮检查：重点检查叶片入口和出口边缘有无磨损、腐蚀或裂纹，流道内有无积灰或结垢。焊缝需进行无损检测。

4. 密封系统（气封、油封、碳环密封）：

碳环密封：由多个碳环分段组成，靠弹簧力抱紧轴颈。检查碳环的磨损量、碎裂情况以及弹簧的弹性。安装时注意各环开口需错开，保证密封效果。

迷宫密封：检查密封齿的磨损、倒伏或损坏。间隙需按标准调整，过大则泄漏量增加，影响效率和环境；过小可能发生摩擦。

维护共性：保持密封气体的清洁和压力稳定（若为带气封气的结构）。检查所有密封的泄漏情况，及时更换失效件。

5. 轴承箱：

作用：轴承的载体和润滑油路的组成部分。需确保其清洁无杂质，油路畅通无阻。检查结合面有无泄漏，视窗是否清晰。

第四章：风机常见故障与修理流程

1. 常见故障模式：

振动超标：最常见故障。原因可能包括：转子不平衡（结垢、部件脱落）、对中不良、轴承磨损/损坏、基础松动、喘振（工况点进入不稳定区）等。

轴承温度高：润滑油问题（油质差、油压低、油量不足）、轴承磨损、间隙不当、冷却器效率下降、负载过大。

性能下降（压力/流量不足）：密封间隙磨损过大导致内泄漏严重、进口滤网堵塞、叶轮磨损或腐蚀、转速下降。

异常声响：轴承损坏的早期征兆、喘振引起的周期性吼声、旋转件与静止件摩擦声。

2. 系统性修理流程：

前期准备：停机、隔离、能量锁定（电气、气体），准备技术资料、备件、专用工具。

拆卸与检查：按顺序拆卸联轴器罩壳、联轴器、轴承箱上盖、密封组件等，吊出转子。对转子、轴承、密封、机壳流道进行全面检查、测量和记录。

修复与更换：根据检查结果，执行：转子动平衡校正、更换磨损的轴瓦/轴承/密封件、修复或更换损坏的叶轮、清理所有流道和冷却器。

回装与对中：严格按照装配工艺和间隙标准回装所有部件。关键步骤是转子的对中（联轴器对中），必须使用激光对中仪等精密工具，确保冷态和热态补偿后的对中精度。

单机试车与性能测试：修理完成后，先进行油循环冲洗，然后点动、无负荷试车，逐步升速至额定转速，监测振动、温度、噪声。最后进行带负荷性能测试，验证压力、流量是否恢复至设计范围。

第五章：输送不同工业气体的风机技术要点

为D(Fe)1537-1.36型或同类风机适配不同气体介质时，必须进行特殊设计考量：

氧气(O₂)：

极度禁油：所有与氧气接触的部件（流道、密封腔）必须进行彻底脱脂清洗。润滑系统必须绝对隔离，通常采用氮气或干燥空气作为密封隔离气。轴承箱需设双重密封并确保正气压差，防止润滑油蒸汽渗入机壳。

材料兼容性：避免使用易与氧发生剧烈氧化反应的材料（如某些有机材料）。金属材料在高速氧气流中需考虑其阻燃性。

氢气(H₂)、一氧化碳(CO)：

防爆与安全：电器元件需防爆等级，整体设计需防止静电积聚。结构上避免存在可能积聚气体的死区。

氢气特性：密度小，声速高，易泄漏。对密封（尤其是轴端密封）要求极高，常采用串联干气密封。叶轮设计需考虑高马赫数影响。

二氧化碳(CO₂)、工业烟气：

腐蚀与结垢：烟气中可能含SO₂、水汽等，形成酸性冷凝液腐蚀流道。需选用耐蚀材料（如不锈钢），并可能考虑加热机壳或进气，使气体温度始终高于露点。定期清理结垢至关重要。

密度变化：二氧化碳密度大于空气，计算轴功率时需修正。

氮气(N₂)、氩气(Ar)等惰性气体：

相对安全：主要关注气体纯度要求。若为高纯度气体，同样需进行洁净处理和禁油设计，防止污染。

密封气选择：密封系统的缓冲气需与被输送气体兼容，且不影响工艺气体品质。

通用原则：无论输送何种气体，都必须清晰界定气体的成分、温度、压力、湿度、洁净度及危险性，以此作为风机选材、密封设计、安全防护和润滑方案的根本依据。对于已设计用于特定介质（如标注(Fe)）的风机，若改作他用，必须经过严格的技术评估和必要的改造。

结论

D(Fe)1537-1.36型高速高压多级离心鼓风机作为铁矿物提纯工艺中高压供风的关键设备，其高效稳定的运行是保障选矿效率与冶炼质量的基础。深入理解其型号含义、掌握以转子、轴承、密封为核心的关键配件特性，并遵循科学的故障诊断与维修流程，是实现风机长周期、低成本、安全运行的根本。同时，随着工艺需求的多样化，风机技术已扩展至多种工业气体输送领域，这就要求技术人员不仅具备机械维修能力，还需深刻理解流体特性与工艺安全要求，做到“一机一策”的精细化维护与管理。在未来的矿物加工行业中，智能化状态监测与预测性维护技术与传统风机技术的深度融合，必将进一步提升此类核心动设备的可靠性与经济性。