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燒結抽風機葉輪磨損與修復夏為民（鄂城鋼鐵公司燒結分廠）燒結機抽風機葉輪磨損嚴重的情況，進行了分析研究。提出了加襯板，再堆焊磨層的修補方法。介紹了采用該方法進行葉輪修復的效果及所獲得的經濟效益。 　　1前言鄂鋼集團公司燒結分廠75m燒結機于1993年底建成投產。SJ7200抽風機是75m燒結機的重要配套設備，而抽風機葉輪又是關鍵部件，它的使用壽命與安全運行直接關系到分廠生產成本與經濟效益。1997年抽風機葉輪葉片出現磨損，經補焊、堆耐磨焊層后，恢復正常運行。1998年又產生葉片嚴重磨損，再次采用同樣的方法修復。運行近一個月后，雙進氣葉片（支撐電機端）出現局部嚴重磨損，造成葉輪不平衡而將支撐瓦和止推瓦全部震碎。造成短時間內風機葉輪和軸承破壞嚴重，非計劃檢修時間直線上升，導致經濟損失。 　　故對燒結抽風機施行技術改造，提高燒結抽風機效率、降低磨損、延長使用壽命，是鄂鋼燒結廠的當務之急。 　　2風機技術參數風機的基本技術參數為：風機型號SJ7200/min進口壓力0額定功率2500kW，額定電流276A額定電3風機葉輪磨損情況風機葉輪雖然兩次簡單修復，仍磨損較大。第湖北鄂城鋼鐵公司燒結分廠一次修補為預熱補焊，焊條為。第二次修補為預熱補焊，焊條為322，第二次修補時，對葉片與中盤連結部位的磨損溝槽只能采用填焊加高的方法。因葉片工作面磨損過大，填焊會產生過大的焊接應力，葉輪高速運轉時，在離心力的作用下，焊接應力釋放，將產生焊裂。 　　此次換下的葉輪磨損狀態(tài)如圖1所示，其葉片與中盤焊接區(qū)磨損嚴重，最薄處葉片厚度只有4mm左右，且每片磨損的深淺不均，葉片工作面磨損寬度約20mm左右。中盤兩側磨損高度約左右。高速運轉失去平衡時，測量振動參數為V振=10mm/s，兩側軸承溫度均為64°C，葉輪嚴重耗損，經檢查和測量，已初步判定葉輪為報廢部件。 　　4葉輪磨損分析葉輪的磨損過程從微觀上分析比較復雜，大量的資料數據和設備現狀表明，抽風機葉輪的磨損主要源于以下幾個方面。 　　4.1磨料磨損磨料磨損就是當硬質顆粒在壓力作用下，對金屬表面進行微切削所造成的磨損。所謂磨料就是煙氣中大量鐵精粉、礦粉、煙塵等固態(tài)物料，它燒結球團們在壓力的作用下，以一定的速度，無序地與所接觸的葉輪表面做相對運動，從而磨損葉片。 　　4.2沖蝕磨損沖蝕就是固體灰塵和其它硬質顆粒對固體表面的沖擊引起表面損傷，也叫沖擊咬蝕。沖擊磨損主要表現在葉片頭部的磨損，由氣流中的硬質顆粒在慣性及壓力作用下，直接沖擊葉片頭部所致。另外，如果兩側吸氣門開啟不同步，慣性和氣流壓力不均，還將造成葉片兩側的沖擊磨損產生偏差，和頭部磨損厚薄不均而失去平衡。 　　4.3腐蝕破壞腐蝕是化學或電化學作用造成金屬破壞。造成葉輪腐蝕的因素很多，但主要因素是介質的化學性質，風機氣體介質中含有大量的CO、HCl等具有一定腐蝕作用的活性氣體，又含有Fe等具有一定粒徑和強度的硬質顆粒。正是這些腐蝕性介質及粉塵使得葉輪工作面腐蝕和磨損，其中酸性介和HO生成的H的腐蝕作用很強，特別是SiO顆粒對葉輪磨損最為嚴重。 　　另外，葉輪的磨損還與葉輪的圓周速度、氣體介質壓力、粉塵粒徑，沖擊速度及沖擊角、葉輪的工作介質參數以及葉輪材料的性質等有很大的關系。除此以外，機頭600多管高效除塵器因使用年限過長，旋風子和導氣管堵塞，除塵效率下降以及風機吸氣管雙側風門啟閉角度不同步也是導致葉片磨損加劇的客觀原因。 　　5磨損葉輪的修復據現有葉輪葉片磨損狀況，我們認為在葉片表面噴涂（堆焊）耐磨硬質合金是提高葉輪壽命的有效方法。目前國內外加置耐磨層的方式主要有：1）在葉片工作面堆焊條狀搓衣板式耐磨層2）在葉片工作面嚴重磨蝕區(qū)全部堆焊耐磨層3）在葉片嚴重磨蝕區(qū)加襯板4）加襯板，局部再堆焊耐磨層5）在葉輪嚴重磨蝕區(qū)粘貼陶瓷片。 　　現葉片工作面及接中盤處磨損嚴重，磨蝕面積過大，葉片強度太低，不安全因素過大，不能象前兩次堆耐磨焊層一樣進行簡單恢復，只能采用上述第4種方法，加襯板，再堆焊耐磨層。這樣既能保證葉片的強度，又能減緩物料對原始焊縫的沖擊磨損。 　　襯板的幾何形狀與焊接位置見圖2、圖3. 　　首先將原葉片嚴重磨損區(qū)采用502焊條填平。襯板采用16Mn材質，厚6mm，兩側倒角60°，以保證焊透、焊牢。襯板每段鉆孔，成弧型后與葉片吻合，再填平各孔，保證襯板四周焊縫受磨蝕后，襯板不出現與葉片分離的現象。 　　焊接工藝均采取預熱交叉短距離，以減少葉輪焊接變型。焊條為堆耐磨焊條，先焊502焊條，再補焊耐磨層，增強耐磨性。中盤兩側垂直焊接部位，新增加耐磨層并與襯板上耐磨層接合。最后修補耐磨層，保證耐磨層高度與寬度。 　　6修復使用效果葉輪修復施工難度較大，每道工序要求嚴格，以確保修復質量，除去雜質，平衡精度。修復后又進行了嚴格的動、靜平衡試驗檢測，經檢驗達到使用要求后，于1998年9月23日再投入正常運行，當日測得振動參數V振明，修復后使用效果達到了葉輪運行最佳標準。 　　燒結球團葉輪經過一年的運行，振動參數V　1mm/s，軸承溫度50°C.可見，我們采用加襯板堆耐磨層焊的方法對一個接近報廢的葉輪進行修復，起死回生，經實踐證明該方法獲得了成功。葉輪修復效果十分滿意，經濟效益顯著，其葉輪振動參數和軸承溫度都達到了最佳使用狀態(tài)。據有關資料介紹，風機葉輪使用壽命一般為一年左右，國際先進水平為二年以上。燒結廠75m燒結抽風機自投產以來，風機葉輪是開一備一，兩臺葉輪經輪流修復使用，至今年已6年，按先進水平一個葉輪使用壽命為2年計算，燒結分廠已經節(jié)約了一個葉輪（24萬元）的成本費，而且葉輪還在繼續(xù)使用，預計可再使用5～8個月。它的增產節(jié)能、效益是十分顯著的。 　　7結語1）燒結SJ7200抽風機葉輪是燒結分廠的要害部件，制造工藝復雜，精度高，費用大，設備技術改造和修舊利廢是燒結分廠設備管理重點之一。 　　2）用增加襯板和堆積耐磨層焊的方法，對磨損嚴重的葉輪進行修復是一個行之有效的好方法。經一年運行記錄表明，完全達到了設備技術要求。 　　3）風機葉輪經修復再使用，葉輪壽命可由2年左右提高到3年以上，大大降低了設備備件費用。 　　4）經濟效益分析表明，修復葉輪已為燒結分廠節(jié)約生產成本24萬元以上。 　　鐵的液相還原法該法是由莫斯科國立鋼和合金研究院開發(fā)的一種在攪拌的熔渣中將鐵原料還原，以獲得鐵的方法―液相熔融還原法。 　　它在一個獨特結構的熔煉爐內進行，該熔煉爐包括爐身和一個襯有耐火材料的熔煉爐，熔煉爐的上部和爐身的下部設有冷卻裝置，熔煉爐的壁上設有富氧鼓風的主風嘴。為了使爐中排放的氣體充分燃燒，在爐身上部設有輔助風嘴。爐子的結構能使物理―化學和熱交換的過程高速進行，能獲得生產率和收得率的高指標。 　　在冶煉時，不間斷地加入含鐵原料、固體煤燃料、熔劑和其他添加物。在鼓風的攪拌下，氧氣燃燒部分燃料放出熱量將含鐵原料熔化。包含在熔化物中的金屬氧化物由剩余燃料中的碳進行還原，直到生成液態(tài)產品―渣和鐵。在攪拌熔煉層以上進行輔助富氧鼓風，將從熔煉過程中排放出的氣體充分燃燒。爐中氣體的燃燒率[爐中氣體（CO）之比]可在很大的范圍內變化。燃燒率增大，燃料消耗降低，產量增加。生成的鐵水和渣不斷地或定期的出爐，鐵水的化學成分如下：新工藝的優(yōu)點是：不須用昂貴的冶金焦可使用不精選的鐵礦可使用任何形式的含鐵原料，包括含有Zn、Pb及其他有害雜質的含鐵原料，不須進行產前加工減少（比高爐少7～10倍）向大氣排放有害物質可適應小規(guī)模鋼鐵生產保證爐子的高效率（7/d）基建投資比高爐法低30～40%。

一般通風和空調使用的進、排風機，其控制要求相同，可合用一張控制原理圖，兼作火災時補風用的進風機，則要附加與排煙風機聯動的要求。進排風機一般由BAS或集中控制箱控制，其運行信號工作狀態(tài)監(jiān)視及故障信號發(fā)至BAS或集控箱。當發(fā)生火災時由火災自動報警系統(tǒng)發(fā)出控制信號聯動停止進、排風機運行，并反饋停運信號至火災自動報警系統(tǒng)。兼作補風用的進風機，其平時的控制要求和一般進風機沒有不同，發(fā)生火災時也是首先由自動報警系統(tǒng)聯動停止運行，但是如果火災發(fā)生在本防火分區(qū)，進風機就必須隨著相應的排煙風機啟動而啟動，停止而停止，以維持進風和排煙的平衡狀態(tài)。補風狀態(tài)的運行信號和故障信號發(fā)至火災自動報警系統(tǒng)。上二者的火災停風機線路是不同的。一般風機火災停機線路是直接斷開接觸器電源并帶自保持，這是為了即使FAS信號在火災中受波及而中斷，其中間繼電器KA3仍保持通電，維持風機斷開狀態(tài)，而作為補風用的進風機的火災停機線路，就不設自保持，并且只是將控制線路斷開以停止風機運行，然后，轉為由排煙風機聯動，補風隨著排煙風機的啟停而啟停。此時過載保護取消，就地手動控制線路仍保留，以備必要時之需。 　　正壓風機用于消防時對疏散樓梯間，電梯前室等處送風加壓，使火災時處于正壓狀態(tài)，免受濃煙侵人以利人員疏散。排風機則用于排出地下室、走廊等處的濃煙。兩種風機的控制要求基本相同，當發(fā)生火災時由FAS聯動啟動風機，也可以消防控制室聯動控制柜上通過按鈕直接啟停風機，必要時和檢修時可以就地控制箱上直接控制風機。工作狀態(tài)監(jiān)視信號及故障信號發(fā)至FAS。運行信號有兩對觸點，一對發(fā)給FAS，另一對直接接人消防控制室聯動控制柜手動控制按鈕上方的運行信號燈，作為手動控制的直接反饋信號。 　　和一般電機控制線路不同，本設計選用了獨立熔絲保護的二組控制線路。第一組是主控線路，由Ful保護，電源接在斷路器負荷側，包括接觸器的直接控制線路和工作狀態(tài)監(jiān)視信號線路。第二組是副控線路，由FuZ保護，電源接在斷路器QF的電源側，包括FAS聯動啟動線路、消控室手動停風機線路和故障信號線路。這樣做的目的在于提高控制線路的可靠性，倘若火災時FAS線路或者消控室引來的手動停機（SBS）線路發(fā)生接地故障時，主控制線路仍能正常工作，消防人員還可以在消控室手動啟動風機確保加壓和排煙正常運行，這對于消防是十分重要的。排煙風機的主控線路中，還串人了防火閥的微動開關觸點YF，當風機人口處的煙氣溫度高達280℃時，防火閥熔絲熔斷，微動開關觸點斷開，風機停止運行。