烧结抽风机叶轮磨损与修复夏为民（鄂城钢铁公司烧结分厂）烧结机抽风机叶轮磨损严重的情况，进行了分析研究。提出了加衬板，再堆焊磨层的修补方法。介绍了采用该方法进行叶轮修复的效果及所获得的经济效益。 　　1前言鄂钢集团公司烧结分厂75m烧结机于1993年底建成投产。SJ7200抽风机是75m烧结机的重要配套设备，而抽风机叶轮又是关键部件，它的使用寿命与安全运行直接关系到分厂生产成本与经济效益。1997年抽风机叶轮叶片出现磨损，经补焊、堆耐磨焊层后，恢复正常运行。1998年又产生叶片严重磨损，再次采用同样的方法修复。运行近一个月后，双进气叶片（支撑电机端）出现局部严重磨损，造成叶轮不平衡而将支撑瓦和止推瓦全部震碎。造成短时间内风机叶轮和轴承破坏严重，非计划检修时间直线上升，导致经济损失。 　　故对烧结抽风机施行技术改造，提高烧结抽风机效率、降低磨损、延长使用寿命，是鄂钢烧结厂的当务之急。 　　2风机技术参数风机的基本技术参数为：风机型号SJ7200/min进口压力0额定功率2500kW，额定电流276A额定电3风机叶轮磨损情况风机叶轮虽然两次简单修复，仍磨损较大。第湖北鄂城钢铁公司烧结分厂一次修补为预热补焊，焊条为。第二次修补为预热补焊，焊条为322，第二次修补时，对叶片与中盘连结部位的磨损沟槽只能采用填焊加高的方法。因叶片工作面磨损过大，填焊会产生过大的焊接应力，叶轮高速运转时，在离心力的作用下，焊接应力释放，将产生焊裂。 　　此次换下的叶轮磨损状态如图1所示，其叶片与中盘焊接区磨损严重，最薄处叶片厚度只有4mm左右，且每片磨损的深浅不均，叶片工作面磨损宽度约20mm左右。中盘两侧磨损高度约左右。高速运转失去平衡时，测量振动参数为V振=10mm/s，两侧轴承温度均为64°C，叶轮严重耗损，经检查和测量，已初步判定叶轮为报废部件。 　　4叶轮磨损分析叶轮的磨损过程从微观上分析比较复杂，大量的资料数据和设备现状表明，抽风机叶轮的磨损主要源于以下几个方面。 　　4.1磨料磨损磨料磨损就是当硬质颗粒在压力作用下，对金属表面进行微切削所造成的磨损。所谓磨料就是烟气中大量铁精粉、矿粉、烟尘等固态物料，它烧结球团们在压力的作用下，以一定的速度，无序地与所接触的叶轮表面做相对运动，从而磨损叶片。 　　4.2冲蚀磨损冲蚀就是固体灰尘和其它硬质颗粒对固体表面的冲击引起表面损伤，也叫冲击咬蚀。冲击磨损主要表现在叶片头部的磨损，由气流中的硬质颗粒在惯性及压力作用下，直接冲击叶片头部所致。另外，如果两侧吸气门开启不同步，惯性和气流压力不均，还将造成叶片两侧的冲击磨损产生偏差，和头部磨损厚薄不均而失去平衡。 　　4.3腐蚀破坏腐蚀是化学或电化学作用造成金属破坏。造成叶轮腐蚀的因素很多，但主要因素是介质的化学性质，风机气体介质中含有大量的CO、HCl等具有一定腐蚀作用的活性气体，又含有Fe等具有一定粒径和强度的硬质颗粒。正是这些腐蚀性介质及粉尘使得叶轮工作面腐蚀和磨损，其中酸性介和HO生成的H的腐蚀作用很强，特别是SiO颗粒对叶轮磨损最为严重。 　　另外，叶轮的磨损还与叶轮的圆周速度、气体介质压力、粉尘粒径，冲击速度及冲击角、叶轮的工作介质参数以及叶轮材料的性质等有很大的关系。除此以外，机头600多管高效除尘器因使用年限过长，旋风子和导气管堵塞，除尘效率下降以及风机吸气管双侧风门启闭角度不同步也是导致叶片磨损加剧的客观原因。 　　5磨损叶轮的修复据现有叶轮叶片磨损状况，我们认为在叶片表面喷涂（堆焊）耐磨硬质合金是提高叶轮寿命的有效方法。目前国内外加置耐磨层的方式主要有：1）在叶片工作面堆焊条状搓衣板式耐磨层2）在叶片工作面严重磨蚀区全部堆焊耐磨层3）在叶片严重磨蚀区加衬板4）加衬板，局部再堆焊耐磨层5）在叶轮严重磨蚀区粘贴陶瓷片。 　　现叶片工作面及接中盘处磨损严重，磨蚀面积过大，叶片强度太低，不安全因素过大，不能象前两次堆耐磨焊层一样进行简单恢复，只能采用上述第4种方法，加衬板，再堆焊耐磨层。这样既能保证叶片的强度，又能减缓物料对原始焊缝的冲击磨损。 　　衬板的几何形状与焊接位置见图2、图3. 　　首先将原叶片严重磨损区采用502焊条填平。衬板采用16Mn材质，厚6mm，两侧倒角60°，以保证焊透、焊牢。衬板每段钻孔，成弧型后与叶片吻合，再填平各孔，保证衬板四周焊缝受磨蚀后，衬板不出现与叶片分离的现象。 　　焊接工艺均采取预热交叉短距离，以减少叶轮焊接变型。焊条为堆耐磨焊条，先焊502焊条，再补焊耐磨层，增强耐磨性。中盘两侧垂直焊接部位，新增加耐磨层并与衬板上耐磨层接合。最后修补耐磨层，保证耐磨层高度与宽度。 　　6修复使用效果叶轮修复施工难度较大，每道工序要求严格，以确保修复质量，除去杂质，平衡精度。修复后又进行了严格的动、静平衡试验检测，经检验达到使用要求后，于1998年9月23日再投入正常运行，当日测得振动参数V振明，修复后使用效果达到了叶轮运行最佳标准。 　　烧结球团叶轮经过一年的运行，振动参数V　1mm/s，轴承温度50°C.可见，我们采用加衬板堆耐磨层焊的方法对一个接近报废的叶轮进行修复，起死回生，经实践证明该方法获得了成功。叶轮修复效果十分满意，经济效益显著，其叶轮振动参数和轴承温度都达到了最佳使用状态。据有关资料介绍，风机叶轮使用寿命一般为一年左右，国际先进水平为二年以上。烧结厂75m烧结抽风机自投产以来，风机叶轮是开一备一，两台叶轮经轮流修复使用，至今年已6年，按先进水平一个叶轮使用寿命为2年计算，烧结分厂已经节约了一个叶轮（24万元）的成本费，而且叶轮还在继续使用，预计可再使用5～8个月。它的增产节能、效益是十分显著的。 　　7结语1）烧结SJ7200抽风机叶轮是烧结分厂的要害部件，制造工艺复杂，精度高，费用大，设备技术改造和修旧利废是烧结分厂设备管理重点之一。 　　2）用增加衬板和堆积耐磨层焊的方法，对磨损严重的叶轮进行修复是一个行之有效的好方法。经一年运行记录表明，完全达到了设备技术要求。 　　3）风机叶轮经修复再使用，叶轮寿命可由2年左右提高到3年以上，大大降低了设备备件费用。 　　4）经济效益分析表明，修复叶轮已为烧结分厂节约生产成本24万元以上。 　　铁的液相还原法该法是由莫斯科国立钢和合金研究院开发的一种在搅拌的熔渣中将铁原料还原，以获得铁的方法―液相熔融还原法。 　　它在一个独特结构的熔炼炉内进行，该熔炼炉包括炉身和一个衬有耐火材料的熔炼炉，熔炼炉的上部和炉身的下部设有冷却装置，熔炼炉的壁上设有富氧鼓风的主风嘴。为了使炉中排放的气体充分燃烧，在炉身上部设有辅助风嘴。炉子的结构能使物理―化学和热交换的过程高速进行，能获得生产率和收得率的高指标。 　　在冶炼时，不间断地加入含铁原料、固体煤燃料、熔剂和其他添加物。在鼓风的搅拌下，氧气燃烧部分燃料放出热量将含铁原料熔化。包含在熔化物中的金属氧化物由剩余燃料中的碳进行还原，直到生成液态产品―渣和铁。在搅拌熔炼层以上进行辅助富氧鼓风，将从熔炼过程中排放出的气体充分燃烧。炉中气体的燃烧率[炉中气体（CO）之比]可在很大的范围内变化。燃烧率增大，燃料消耗降低，产量增加。生成的铁水和渣不断地或定期的出炉，铁水的化学成分如下：新工艺的优点是：不须用昂贵的冶金焦可使用不精选的铁矿可使用任何形式的含铁原料，包括含有Zn、Pb及其他有害杂质的含铁原料，不须进行产前加工减少（比高炉少7～10倍）向大气排放有害物质可适应小规模钢铁生产保证炉子的高效率（7/d）基建投资比高炉法低30～40%。

一般通风和空调使用的进、排风机，其控制要求相同，可合用一张控制原理图，兼作火灾时补风用的进风机，则要附加与排烟风机联动的要求。进排风机一般由BAS或集中控制箱控制，其运行信号工作状态监视及故障信号发至BAS或集控箱。当发生火灾时由火灾自动报警系统发出控制信号联动停止进、排风机运行，并反馈停运信号至火灾自动报警系统。兼作补风用的进风机，其平时的控制要求和一般进风机没有不同，发生火灾时也是首先由自动报警系统联动停止运行，但是如果火灾发生在本防火分区，进风机就必须随着相应的排烟风机启动而启动，停止而停止，以维持进风和排烟的平衡状态。补风状态的运行信号和故障信号发至火灾自动报警系统。上二者的火灾停风机线路是不同的。一般风机火灾停机线路是直接断开接触器电源并带自保持，这是为了即使FAS信号在火灾中受波及而中断，其中间继电器KA3仍保持通电，维持风机断开状态，而作为补风用的进风机的火灾停机线路，就不设自保持，并且只是将控制线路断开以停止风机运行，然后，转为由排烟风机联动，补风随着排烟风机的启停而启停。此时过载保护取消，就地手动控制线路仍保留，以备必要时之需。 　　正压风机用于消防时对疏散楼梯间，电梯前室等处送风加压，使火灾时处于正压状态，免受浓烟侵人以利人员疏散。排风机则用于排出地下室、走廊等处的浓烟。两种风机的控制要求基本相同，当发生火灾时由FAS联动启动风机，也可以消防控制室联动控制柜上通过按钮直接启停风机，必要时和检修时可以就地控制箱上直接控制风机。工作状态监视信号及故障信号发至FAS。运行信号有两对触点，一对发给FAS，另一对直接接人消防控制室联动控制柜手动控制按钮上方的运行信号灯，作为手动控制的直接反馈信号。 　　和一般电机控制线路不同，本设计选用了独立熔丝保护的二组控制线路。第一组是主控线路，由Ful保护，电源接在断路器负荷侧，包括接触器的直接控制线路和工作状态监视信号线路。第二组是副控线路，由FuZ保护，电源接在断路器QF的电源侧，包括FAS联动启动线路、消控室手动停风机线路和故障信号线路。这样做的目的在于提高控制线路的可靠性，倘若火灾时FAS线路或者消控室引来的手动停机（SBS）线路发生接地故障时，主控制线路仍能正常工作，消防人员还可以在消控室手动启动风机确保加压和排烟正常运行，这对于消防是十分重要的。排烟风机的主控线路中，还串人了防火阀的微动开关触点YF，当风机人口处的烟气温度高达280℃时，防火阀熔丝熔断，微动开关触点断开，风机停止运行。