风机在钢铁与其它属材料的冶炼过程中占有极重要的位置。从矿山到炼成钢要经过矿石烧结、炼铁和炼钢等主要冶炼过程,即钢铁冶炼的全部工艺流程中都需要风机。 冶炼用的矿石在冶炼之前对矿石要进行烧结,烧结要用烧结机,而烧结炉则需用烟气主抽风机和冷却通风机。例如某中型钢厂有两个矿石烧结车间,一个装有62.5m2烧结机5台的车间,共使用风机29台,其中用在烧结机上有18台;另一个装有75 m2烧结机3台的车间,共使用风机90台,其中用在烧结机上有8台,其它风机用在通风、除尘、降温及冷却。
焦炭是冶炼钢铁的主要燃料和还原剂,也是高炉中料粒的支撑剂和疏松剂,而炼焦炉内的煤气须经风机抽出后,一部分作为炼焦炉的燃料,一部分加压后送往钢厂作为燃料,另一部分用作生产其它副产品焦炉煤气输送的典型代表产品是沈阳鼓风机厂生产的D1250――31型离心鼓风机。其主要结构特点是机组由电动机、齿轮增速机、离心鼓风机、润滑系统和仪控系统组成。机壳为水平剖分式结构,轴承箱下面有横纵向定位键槽,以保持机体良好对中,并能适应机热膨胀;轴承箱与壳体铸成一体,增强刚度便于拆卸检修。转子由主轴、3个叶轮、隔套、平衡盘和半联轴器等组成;叶轮采用高强度合金钢焊接结构。轴承分为支撑轴承和止推轴承两部分,支撑轴承为椭圆瓦滑动轴承,止推轴承为米切尔双面止推滑动轴承。密封设在级间、叶轮进口、平衡盘外围及轴两端,均为迷宫式拉别令密封。其主要性能参数:进口流量为1250 m3/min,进口压力98.07kPa,出口压力313.82kPa,主轴转速4776r/min,功率3670kW。
氧气对钢铁工业在于强化冶炼过程。在炼钢方面用于氧气顶吹转炉炼钢,氧气底吹转炉炼钢,平炉熔池吹氧炼钢,电炉氧气炼钢等多种。特别是氧气顶吹转炉炼钢已成为钢铁工业飞跃发展的一条主要途径。炼钢用氧量非常之大,它是使用空气分离设备从空气中采用深度冷冻法而取得。每套制氧机中必须使用空气压缩机、氧气压缩机、加热鼓风机和透平膨胀机,即一般所称的“制氧四大机”。
转炉二次烟气除尘系统是指转炉烟气净化回收以外的各扬尘点的烟气收集和除尘。其中包括转炉兑铁、转炉吹炼、吹氩站、铁水扒渣站及铁水倒罐站的烟气除尘。 5――51型风机从No8~29.5共20种规格(包括引风机共40种规格)。该型风机的主要特点是具有可调节风口、高强度耐磨叶轮、防漏油轴承箱及关节式轴向调节门等先进的技术。其性能范围:流量9900―583000 m3/ h,压力1468―10095Pa,功率15―1600kW,转速480―1450r/min.
动力站用离心压缩机的典型产品是沈阳鼓风机厂生产的DH型和SVK型压缩机。DH系列为双轴4级等温压缩机,其主要型号为DH35、DH63、DH71及DH80等。主要性能范围:流量6000~58000N m3/min,出口压力617―666.9kPa,功率650―5100kW,转速7784―18982r/min.SVK离心压缩机是在引进技术的基础上开发的。主要特点是整体组装式结构,压缩机、齿轮箱、中间气体次却器及润滑油系统用1个公用底座。进口设置有进口调节叶片,是优化压缩机非工况点运行性能的最经济的方法。进口调节叶片根据现场实际运行情况自动调节,可以在气流变化中实现压缩机出口的定压输出。主要性能::流量2000―3600 m3/h,压比2―17。
除钢铁冶炼工艺过程中需用风机外,一般机械铸造工厂常用的化铁炉(如冲天炉、油炉及煤粉炉等),都需用鼓风机(高压通风机或鼓负机)压送足够的空气加以助燃。其典型代表产品是吉林市鼓风机厂生产的H10―13及湖北省风机厂生产的HTD系列化铁炉风机。H10―13是高压离心通风机,是为卡腰冲天炉所需性能而设计的,适用于化铁率5t/h以下的卡腰冲天炉鼓风。共有No6、No6.3、No6.9及No7.5共4种规格,其性能范围:流量1690―6980 m3/h,压力8973―15100Pa,功率15―37kW,转速2940r/min。
冶金工业所有的风机种类尽管有许多种,但相对来讲有一定难度,能代表风机设计制造水平的可分为3种,即轴流式压缩机、烧结引风和高炉煤气余压未来的发展趋。上述这3种风机,总体来说国外的技术水平高于国内,国外的先进技术水平就是国内应积极努力的未来发展趋势。
轴流式 压缩机具有效率高,容量大,性能调节范围宽等特点。目前国外1000 m3以上的高炉皆采用轴流压缩机。作为高炉鼓风用的轴流压缩机,其流量已达10000 m3/min,压力达0.69MPa,功率已达70000kW。国外生产轴流压缩机的主要厂家有瑞士苏尔故寿公司、德国MANGHH、日本三菱重工株式会社、川崎重工株式会社和美国爱利奥特公司、DRESER―RAND公司/国内陕西鼓风机厂就是引进瑞士苏尔寿公司的技术生产轴流式压缩机。瑞士苏尔寿公司的轴流压缩机具有独特的设计结构和良好的气动性能(整机多变效率为87%~91%,最大流量和最小流量可调范围达1倍多),以及先进的高度三化水平和电子控制系统。其结构特点是:机壳为水平剖分型,由灰铸铁(或铸钢)制成,排气侧设计承压值可达0.7―1.2MPa,转子为等内径型,多级节盘式结构,动、静叶片皆采用修正了美国NACA原始叶型。采用全静叶可调结构比固定静叶型的压缩机,流量范围可扩大1倍。该公司生产的ARI系列轴流―离心复合式等温压缩机的流量范围1400―7500 m3/min,压比为7―11。该产品具有较高的技术水平。
近年来,为了提高轴流压缩机的效率,苏尔寿公司采用混合反动度设计方法改善了级间匹配。减少动叶顶与机壳间间隙也能提高压缩机性能和效率。在降低轴流压缩机噪声方面,国外多放在隔声、消声上,其措施是(1)采用加厚铸造机壳,减弱噪声散射;(2)采用隔声罩和消声器,减少噪声扩散。利用电子计算机作为调节的中枢指令系统,实现轴流压缩机的调节自动化,运行最佳化。
总之,烧结引风机作为烧结机配套的主抽烟机,其耗电量大约占烧结厂总耗电量的50%以上。又因其输送的介质为烧结烟气,含尘量大,因此,提高效率,降低能耗,加强耐摩措施,提高使用寿命,仍是烧结引风机的主要技术课题。国外轴流型TRT装置,大多数采用静叶角度调节方式,以扩大工况范围,有利于减少噪声,提高膨胀透平的可靠性,并且不会影响高炉压力的波动。