金属铁(Fe)提纯矿选风机：D(Fe)1920-1.39型离心鼓风机技术深度解析

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：铁矿物提纯、离心鼓风机、D(Fe)1920-1.39、风机配件、风机维修、工业气体输送、多级离心技术、轴瓦轴承、碳环密封

一、引言：矿物提纯工艺中的风机关键作用

在铁矿选矿与冶炼提纯的复杂工业流程中，离心鼓风机扮演着至关重要的角色。从浮选、跳汰到烟气处理、气体输送，风机系统为整个生产过程提供稳定、可控的气流动力，直接关系到生产效率、能耗指标与最终产品纯度。针对铁(Fe)元素的提纯，风机设备需要适应高粉尘、高温、腐蚀性气体等严苛工况，同时满足特定的压力、流量与气体成分要求。本文将以D(Fe)1920-1.39型高速高压多级离心鼓风机为核心，系统阐述其技术原理、结构特点、配件系统、维护修理要点，并对输送各类工业气体的风机选型与应用进行深入分析，旨在为矿业冶炼领域的技术人员提供全面的专业知识参考。

二、铁矿提纯专用离心鼓风机系列概览

在铁矿物提纯领域，根据不同的工艺环节与气体介质，发展出了一系列专用风机型号，它们构成了完整的气动力解决方案体系。

“C(Fe)”型系列多级离心鼓风机：通常用于中压、大流量的气体输送场景，如烧结矿的通风、大型浮选车间的空气供给。其多级叶轮串联结构提供了较高的压比，效率曲线平坦，适合工况波动较大的选矿流程。

“CF(Fe)”与“CJ(Fe)”型系列专用浮选离心鼓风机：专门为浮选工艺优化设计。浮选过程需要将空气微泡均匀弥散于矿浆中，因此对鼓风机的气压稳定性、气流平稳性有极高要求。这两种型号通常具备良好的调节性能和抗堵塞设计，确保浮选药剂与空气的充分接触，提升铁精矿的回收率与品位。

“D(Fe)”型系列高速高压多级离心鼓风机：本文重点论述的机型。该系列风机采用高转速设计，通过多级压缩实现极高的出口压力，主要应用于需要高压气源的工艺环节，如高炉鼓风（前置）、某些高压气体输送、或作为跳汰机等重型选矿设备的高压气源。型号“D(Fe)1920-1.39”即属于此系列。

“AI(Fe)”型系列单级悬臂加压风机：结构紧凑，转子悬臂布置，适用于中低压、流量适中的加压或通风场合，如车间局部通风或小型设备的供气。

“S(Fe)”型系列单级高速双支撑加压风机与“AII(Fe)”型系列单级双支撑加压风机：两者均为单级，但采用转子两端支撑的结构，刚性好，运行平稳。前者转速更高，适用于需要较高压头的单级工况；后者更为经典耐用，在输送常温空气或无毒气体时经济性突出。它们常用于矿料输送、除尘系统或工艺气体的循环。

三、核心机型深度剖析：D(Fe)1920-1.39型高速高压多级离心鼓风机

1. 型号编码解读

D(Fe)：代表高速高压多级离心鼓风机系列，专为铁矿物提纯相关工艺设计或适配。

1920：内部编码，通常与风机的设计流量、叶轮尺寸或产品序列相关。具体数值需参考厂家技术手册，可能指示特定规格。

1.39：表示风机出口压力为1.39公斤力每平方厘米（表压），换算成国际单位约合136.3千帕（表压）。根据约定，型号中未标注进口压力，则表示进口压力为标准大气压（约101.3千帕绝压）。因此，该风机的总压比约为（136.3+101.3）/101.3 ≈ 2.35。

2. 设计特点与工作原理

D(Fe)1920-1.39型风机属于多级离心式鼓风机。其核心原理是利用高速旋转的叶轮对气体做功，将机械能转化为气体的压力能与动能。在多级结构中，气体依次通过多个串联的叶轮和扩压器，每级都提升一定的压力，最终累计达到设计出口压力（1.39公斤力/平方厘米）。

高速性：通常采用齿轮箱增速驱动，工作转速可达每分钟数千转乃至上万转，这是实现单级高压比的关键。

高压性：通过多个叶轮（可能为2-6级或更多）的连续压缩，逐级提升气体压力，满足跳汰机、某些气力输送或工艺反应所需的高压气源。

与跳汰机配套：在铁矿选矿中，跳汰机利用脉动水流（或空气）按密度分选矿物。风机为其提供稳定、可调的压缩空气，驱动水流产生脉动。选型时需精确匹配跳汰机对空气压力、流量及脉动频率的要求，确保最佳的床层松散度和分选效率。

3. 关键结构与配件详解

（1）风机主轴
作为整个转子系统的核心承载与动力传递部件，D(Fe)系列主轴通常由高强度合金钢（如42CrMo）锻造而成，经过调质处理以获得优异的综合机械性能。其加工精度极高，各轴段（安装叶轮、轴承、联轴器等部位）的同心度、圆柱度、表面硬度都有严格标准，确保高速动平衡性能与长期运行的可靠性。

（2）风机轴承与轴瓦
鉴于高速重载的工况，D(Fe)1920-1.39很可能采用滑动轴承（轴瓦）而非滚动轴承。滑动轴承在高速下运行更平稳、阻尼特性好、承载能力大。

轴瓦材料：常用巴氏合金（锡基或铅基）衬层，其良好的嵌入性、顺应性和抗咬合性，能有效保护主轴。瓦背为铸钢或铜合金，确保强度与贴合。

润滑系统：配备强制循环油润滑系统，对轴承进行充分润滑和冷却。油压、油温、油质是监控重点。

（3）风机转子总成
这是风机的心脏，包括主轴、多级叶轮、平衡盘（鼓）、推力盘、套筒等组件。

叶轮：每级叶轮是关键增压元件，通常为闭式后向叶型，采用高强度铝合金或不锈钢精密铸造或铣制而成，并进行超速试验和动平衡校正。级间通过隔板或扩压器引导气流。

平衡盘：用于自动平衡多级叶轮产生的轴向推力，减少止推轴承的负荷。

动平衡：整个转子总成在高速动平衡机上校正，确保残余不平衡量在极低范围内，这是风机平稳运行、振动达标的基石。

（4）密封系统

气封与碳环密封：在叶轮进口与机壳之间、级间、轴端等处设置密封，防止气体泄漏或级间窜气。碳环密封是常用的一种非接触式密封，由多个碳环组成，依靠弹簧力抱紧轴颈，在微小间隙下形成节流阻隔，耐磨且自润滑，尤其适合不允许油污染的气体介质。

油封：主要用于轴承箱的密封，防止润滑油外泄。常用骨架油封或迷宫油封与气封组合的形式。

（5）轴承箱
是一个封闭的箱体结构，用于容纳和支持主轴轴承（径向与止推），并作为润滑油路的汇集点。其设计需保证足够的刚性，以承受转子载荷并控制振动，同时便于轴承的安装、检查与维护。

四、风机运行维护与故障修理要点

对D(Fe)这类关键设备，预防性维护和精准修理是保障生产连续性的生命线。

1. 日常巡检与监测

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，趋势性增长往往是故障先兆。

温度监测：重点监控轴承温度（特别是推力轴承）、润滑油进回油温度。异常温升可能预示润滑不良、磨损或对中不良。

性能参数监测：记录进出口压力、流量、电流等，与设计曲线对比，判断效率是否下降（如因结垢、磨损引起）。

润滑系统检查：确保油压稳定，油过滤器压差正常，定期化验油品，及时更换。

2. 常见故障与修理

振动超标：可能原因包括转子积灰或腐蚀导致的不平衡、对中不良、轴承磨损、基础松动或共振。修理需停机后检查对中、复查动平衡（可能需要现场动平衡），检查并更换损坏的轴承或轴瓦。

轴承温度高：检查润滑油的油量、油质、油路是否畅通；检查轴瓦间隙是否过小或已磨损拉伤；检查冷却系统。修理可能涉及刮瓦调整间隙、更换轴瓦或清理油路。

风量风压不足：检查进气过滤器是否堵塞，密封间隙（特别是碳环密封）是否因磨损过大导致内泄漏严重，叶轮是否有严重磨损或结垢。修理需清理或更换过滤器，调整或更换密封组件，清洁或更换叶轮。

异常噪音：可能来自轴承损坏、转子与静止件摩擦（如密封碰磨）、喘振等。需立即诊断并停机检修。

3. 大修要点

大修通常按运行周期或状态监测结果进行，内容包括：

全面解体，清洗所有部件。

检查并测量主轴直线度、叶轮轮盘及叶片的磨损与裂纹（必要时做无损探伤）。

检查或更换所有密封件（碳环、油封等）。

检查轴承箱、刮研或更换轴瓦，测量调整各项间隙（径向间隙、推力间隙）。

转子总成重新进行高速动平衡。

重新组装，严格保证各部件的装配间隙与对中要求。

单机试车，监测各项参数达标。

五、输送各类工业气体的风机技术考量

在铁矿冶炼提纯全流程中，除了空气，还可能涉及多种工艺气体的输送，对风机提出了材料、密封、安全等方面的特殊要求。

可输送气体及对应风机适应性：

空气：最常输送介质。D(Fe)等系列风机主要按空气介质设计。需注意空气中可能含尘、潮湿，前置过滤与排水至关重要。

工业烟气：温度高、可能含腐蚀性成分（如SO₂）及粉尘。风机需考虑耐高温材料（如特殊不锈钢）、冷却设计、耐磨涂层或防腐处理。密封需能适应高温。

二氧化碳(CO₂)、氮气(N₂)、氩气(Ar)：一般为惰性气体，化学性质稳定。主要考虑气体密度与空气不同，会影响风机的压力-流量特性曲线与轴功率，选型时必须进行换算。密封要求防止泄漏即可。

氧气(O₂)：强氧化性，忌油。输送氧气的风机，其所有与氧气接触的部件（流道、密封腔）必须进行严格的脱脂处理，确保绝对无油。润滑系统必须与气体腔完全隔离，通常采用迷宫密封加氮气隔绝密封。材料选择上需考虑避免在纯氧中易引发燃烧的材料（如某些橡胶、铝合金需慎用）。

氦气(He)、氖气(Ne)：惰性稀有气体，分子量小，极易泄漏。对密封系统要求极高，常采用干气密封或特殊设计的迷宫密封组合，确保极低的泄漏率。

氢气(H₂)：密度小、渗透性强、易燃易爆。风机设计需重点关注：防爆电机与电器、极高的气密性要求（通常采用双端面干气密封）、防止静电积聚的结构、材料需考虑氢脆可能性。

混合无毒工业气体：需明确气体成分、比例、温度、湿度等，以确定平均分子量、绝热指数等物性参数，据此修正风机性能曲线和选型。同时考虑各成分对材料的兼容性。

通用技术原则：

材料选择：根据气体腐蚀性、温度、是否忌油等选择适宜的壳体、叶轮、密封材料。

密封技术：是气体输送风机的核心差异点。除标准碳环密封外，干气密封、迷宫密封组合、充气密封等被广泛用于特殊气体。

安全设计：包括防爆、防火、防泄漏报警、超压保护、喘振保护等系统。

性能换算：风机样本参数通常基于标准空气。输送其他气体时，必须根据实际气体的密度、绝热指数等进行流量、压力、功率的严格换算。

六、结论

D(Fe)1920-1.39型高速高压多级离心鼓风机代表了铁矿提纯领域中对高压气源需求的先进解决方案。其高性能的实现，依赖于精密设计的转子总成、可靠的滑动轴承支撑系统以及高效的碳环密封技术。深入理解其型号含义、结构原理、配件功能以及维护修理要点，是保障其长期稳定运行、发挥最佳效能的前提。

同时，面对铁矿冶炼流程中多样化的工业气体输送任务，技术人员必须掌握气体特性与风机技术的关联法则，在选型、材料、密封和安全方面做出针对性考量。从“C(Fe)”到“AII(Fe)”的系列化产品，为不同工艺环节提供了专业化的气动力装备选择。

未来，随着矿物提纯技术向高效、节能、智能化方向发展，离心鼓风机也将继续在效率提升、状态监测与智能控制、适应更复杂介质等方面持续演进，为冶金工业的进步提供坚实可靠的“肺腑”之力。