风机在冶金行业中的应用
鼓风机在冶炼行业占有重要的位置。从矿石到炼制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。
冶金行业流程图
1、烧结用古风机
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。
2、焦炉煤气输送罗茨鼓风机
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罗茨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，并能适应机壳热膨胀；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、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。
图2 罗茨风机
3、高炉鼓风机
在生铁冶炼过程中，必须用高炉鼓风机向高炉输送一定量助燃的空气（或氧气）以提高炉内温度。此外，还需要将燃烧空气送到热风炉里的离心通风机。
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”。
4、转炉二次烟气除尘风机
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等的烟气除尘。
5、钢厂动力站用离心式压缩机
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、中间气体冷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。
6、化铁炉用风机
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（高压通风机或鼓风机）压送足够的空气加以助燃。
7、高炉煤气余压回收透平发电装置
高炉煤气余压回收透平发电装置是利用高炉炉顶煤气压力能经透平膨胀作功，驱动发电机发电的能量回收装置。TRT装置既回收了原减压阀泄放的能量（约占高炉鼓风机所需能量的30%），又净化了煤气，并且改善了高炉炉顶压力的控制品质。
二、未来的发展趋势
冶锦工业所用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、烧结引风机和煤气输送罗茨风机。这3种风机，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。
图3 冶金行业工作图
1、轴流式压缩机
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1000m3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10000m3/min，压力达0.69MPa,功率已达70000kW。
近年来，为提高轴流压缩机的效率，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。
2、烧结引风机
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，加强耐磨措施，提高使用寿命，仍是烧结引风机的主要技术课题。
烧结引风机的风量取决于烧结机的烧结面积；压力取决于烧结料层的厚度。
烧结机的大型化（已可生产1000m2的烧结机）和厚料层（已达700mm），促使烧结引风机向锦工量、高负压方向发展。烧结引风机的最大流量为40000 m3/min，最高压力为19620Pa，最大功率为14500kW。
由于制造工艺条件和运输条件等因素的限制，特大型烧结机配套的烧结引风机往往采用双机并联形式。
烧结引风机的耐磨措施：
（1）锯齿形中盘不仅可以改善叶轮出口气流分布和降低GD2，而且可避免烟气对中盘的冲刷；
（2）叶片上装有可更换的耐磨衬板（衬板表面堆焊碳化钨）；
（3）由可更换的锥盘保护中盘不受磨损；
（4）机壳装有涡形衬板和侧衬板；
（5）表面涂覆涂覆陶瓷防磨涂料、涂覆树酯、石英粉加水玻璃等涂料；
（6）表面强化处理 表面堆焊、热喷涂、渗硼、激光表面硬化和高频淬火等。
目前，国外正在进行关于烧结引风机气动设计计算的二相流（固体微粒和烧结烟气）的研究，试图从空气动力学方面来进一步解决烧结引风机的磨损问题。
3、煤气输送罗茨风机
该装置发展快、水平高。
随着冶金行业发展，煤气输送作为冶金行业工艺里重要的环节，罗茨鼓风机的选择尤为关键。适宜的罗茨风机会减少噪音，提高工作效率，制作质量幅度上升。随着科技的发展，未来的罗茨风机会实现自动化、一体化、高效化。
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罗茨鼓风机的应用越来越广泛，大多数行业都在使用，那么罗茨鼓风机（在什么行业更为适用呢？以下是锦工小编整理的罗茨风机应用大全。
1.水处理
用于水处理厂的净化的沉淀物的搅拌。
2.焚烧炉
可以助燃，也可以排气。
3.管道清扫
用于除掉管道更换或检修时发生的尘土和铁粉，还用于供给管道内的各种涂料。
4.臭氧发生器
作为高浓度臭氧发生器的气源使用。
5.电镀槽
为优化电镀槽质量（镀层均匀）电解质层内输送气体，使电解题循环，这时作气源被利用。
6.煤气燃烧器
利用高压排风使燃气化成微小分子。
7.空气升液泵
用气泡降低污水比重，达到扬重。
8.输送谷物
用气体输送由回转式导阀落下来的小麦等谷物。
9.粉末颗粒的输送
用于输送气体氧乙烯、聚乙烯等颗粒状原料（也可以采用吸入式）。
10.逆洗
用于过滤材料和过滤的逆洗。
罗茨鼓风机还应用于特殊气体输送、特殊烘干线、压力机械、喷杀器、喷砂雾、加湿装置、印刷机、畜粪发酵的堆积、鱼池供氧等等。
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在矿场的脱水工艺中，以往人们常用圆盘过滤机或圆筒过滤机。所使用的压力风源虽形式各异，但存在着一定的缺点。我们认为，用罗茨鼓风机作过滤机的压力风源，是有其优势的。
一、罗茨鼓风机用于精矿脱水的效果有以下几个方面可以看出：
1.能耗低。与水环式压缩机比较，罗茨鼓风机的节能效果更好一点。
2.取消了供水系统。罗茨鼓风机不需供水，这不但节约了水量消耗，而且从根本上排除了压力风中含水的可能性，对脱水作业是有益的。
3.工作稳定，维修工作霣小。罗茨鼓风机可以长时间运行，除更换了一次齿轮箱的润滑油外，其它方面均正常。
4.运行可靠，便于操作。在连续运行过程中，从未因罗茨鼓风机故障而影响生产。由于操作简单，除了定期补充适量的润滑脂外，几乎没有其它维修工作量。因此操作工很快就能适应罗茨鼓风机的使用过程，并对改造感到满意。
5.节约油耗。从罗茨鼓风机（的工作原理和维修工作量小不难看出，罗茨鼓风机的耗油量是很少的。与水环式压缩机比，至少可以节约清洗零件用油，与塞柱式压缩机比则可节约气缸润滑用油。
图1 罗茨鼓风机在矿场中的应用
二、罗茨鼓风机的性能
罗茨鼓风机的性能比较适合精矿脱水工艺的缘故。精矿脱水用压力风的目的是将已经过真空脱水的滤饼，从滤布上吹脱和剥刮下来。为了保持已干燥了的精矿不再掺入水分和延长滤布的扁命，对风源的压力、风量及气体的组成有特定的要求。罗茨鼓风机的性能如下。
1.风压：罗茨鼓风机是（由两个不直接接触的转子同步旋转，推移气缸容积内的气体，在排气腔内达到升压的目的。它属于容积式回转型的气体压缩设备，其压力比ε=1.2-1.7。常用的罗茨鼓风机压力一般为3500-5000毫米水柱，与精矿脱水要求的值十分接近。
2.风量：罗茨鼓风机的风量与有效工作容积和转速的乘积成正比。总耗风量与过滤机的总面积成正比。
Q=λ·(π/2)·D2·Cn·L·n 米3/分 （1）
式中：
λ——排气系数，λ=0.6-0,9;
D——转子直径，米；
L——转子长度，米；
n——转子的转速，转/分；
Cn——面积利用系数。
在生产过程中，还应考虑过滤布的材质，滤布质地紧密时耗风量小，反之则耗风量大。通过选择适当的罗茨鼓风机型号和改变转速，能在很广的范围内改变风量，以适应精矿脱水的要求。
3.风压与风量的关系：由于罗茨鼓风机（的压力比较小，转子之间、转子与气缸体之间存在着间隙，使得风机的AP—Q曲线比较平坦，如下图，间隙的存在事实上起着自动调节压力的作用，当风量增大时压力下降，同时泄漏量也下降，从而起到维持压力的作用。这一特点无疑对精矿脱水作业是极为重要的。
图2 罗茨鼓风机性能曲线
精矿脱水要求风压比较稳定，在风量突然增大时，（如滤布局部破损）风压不能下降过多；风量突然下降时，风压不能升得太髙。这也就是说要求在风量变化时风压变化较小。从图2不难看出，在风压为0.1—0.2公斤力/厘米2这一区域里，风量变化引起的压力改变是比较小的，这一区域正好是过滤机的工作范围。
三、罗茨鼓风机的选择
罗茨鼓风机是用于化铁炉、锻冶炉等装置的设备。如果直接按说明书的数据选用，必然会产生噪声过大、风压偏高等缺点。罗茨鼓风机的噪声，主要是气动噪声，由周期性的定容压缩造成，其次还有内部间隙泄漏、涡流及机械运动所产生的噪声。为了防止噪声污染和调整风压，我们认为分两步选择风机的方法是合理的。
按《选矿设计手册》的数椐，确定风量与风压。
风量：Q=KQ·Qd·∑S 米3/分 （2）
式中：Qd——《手册》中规定的单位过滤面积耗风量，米3/分；
∑S——过滤设备的总过滤面积，米2;
KQ——可靠系数，取1.1。
风压：ΔP=KP.Pd(3)
式中：Pd——《手册》中规定的风压数椐，公斤力/厘米2;
Kp——压头损失系数，取1.5。
按（1)、（2)式求得的风量与风压值，即可按说明书选择合适的风机型号。
(二）确定风机的转速及电机功率
实际耗风量可按下式求得
Q'=K'Q·Qd·∑S' (4)
式中.:∑S'——有效吹风面积，米2;
K'Q——可靠系数，取K'Q=2-3。
实际耗风量确定以后，则可按(1)式 求得风机的转速。令Q/=Q，
则转速n=2Q' /(λ·D2·Cn·L·π) 转/分 （5）
电动机的功率可按下式计算：
（6）
式中：ΔP'——实际静压升，公斤力/厘米2;取0,25-0.3公斤力/ 厘米2;
ηm——机槭效率，约为0.87-0.94;
ηt——传动效率，约为0.92-0.98;
K——容量储备系数，取1.15。
按此即可选择电动机的型号、规格。当电动机的转速与风机转速不能配合时，可采用三角皮带传动。
四、安装方式及风压调节
罗茨鼓风机（用于精矿脱水，宜作整体安装，在机座与基础间应垫以10-12毫米厚的软橡皮板，以吸收由于机体振动所产生的噪音。
排风口处应安装储气箱，箱顶宜配置安全阀以防止风机超压运行。储气筘还可以保持排气均匀和吸收气动噪声。
进风口处应安装防尘罩，以防止杂物进入风机内，造成风叶损坏。
进风口与排风口之间应安装一段直径与排气口相等的连通管，并在管子的中间装一闸阀，用以调节排气压力。
图3 罗茨鼓风机安装示意图
罗茨鼓风机用于精矿脱水无疑是成功的。它结构简单、工作可靠、运行稳定、维修工作量小，还能够节电、节水。如果用它取代水环式压缩机，其节电、节水的效果更在技术上和经济上取得了较好的效果。
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