SJ12000m3／min烧结风机叶轮磨损修复

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1、SJ12000m3／min烧结风机叶轮磨损修复攀枝花钢铁集团公司 高宝林　　某炼铁厂130m2烧结机用主轴风机为1971年投入运行的SJ12000m3／min烧结风机。原风机由于设计时间较早，叶轮流道未采取耐磨措施，实际使用时，其转子正常运转时间短，叶轮磨损严重。所以，在该风机备件更换时，提出了解决叶轮耐磨的问题，以达到降低生产成本，提高经济效益的目的。风机技术参数和工况条件为流量：1200m3／min，压力：14000Pa，最高耐温：200℃，粉尘含量：300mg／n.m3，风机转速：1000r/min，电机功率：4000kw　　运行工况正常的情况下，转子连续运转时间大约为8～12个月，

2、叶轮失衡后，观察测量叶片及焊道磨损情况。叶片磨损如图1所示，以往的修复方法是补焊叶片及焊道(或更换部分叶片)从新平衡转子。叶轮改造技术要求是保证风机性能及安装尺寸；叶轮采取耐磨措施后，重量增加的同时应保证风机及电机的安全运行；保证改造后的叶轮连续使用3年。　　通过分析叶轮磨损情况，制定出三套关于叶轮的改造方案。①选择优质高强耐磨材料做为叶轮及衬板的材料；选择优良的耐磨堆焊材料；增加叶片焊角和通流部分的防磨损保护。②利用气固两相流技术对叶轮气动部分进行改造，使之在原理上增加抗磨损性能，同时采用方案①的全部措施。③为更有效地解决中盘及出口磨损，在方案①的基础上，将中盘制成星形齿状，叶轮工作时两

3、侧气体在中盘出口处相遇，使固体颗粒重新分布，从而达到抗局部磨损的目的。　　通过对以上方案的论证，我们一致认为，从便于现场改造、投资少和更能直接检验改造效果等方面考虑，确定选择方案①做为首次改造的实施方案。具体措施如下。　　叶轮和防护衬板材质选择。根据该风机的最高耐温和工况要求，确定选用鼓风机厂引进英国标准材质BS150-281B40高强低合金耐热结构钢，该材料为高含尘风机专用材质，具有较高的强度和硬度，适合在高温和磨损较严重的工况下使用。　　耐磨堆焊材料选择。防护衬板堆焊耐磨层，选用国内较为先进的Fe-05粉块堆焊技术，该粉块堆高3mm，堆宽30mm，间隔10mm(也可以堆满)，硬度可达H

4、RC50。与通常使用的碳化钨相比，Fe-05堆焊层从上到下硬度不变，而碳化钨堆高必须大于5mm才能达到应用的硬度，同时Fe-05还具有工艺简单，造价低廉等优势。　　结构措施。①中盘上增加耐磨衬板(如图2)，其作用是保护叶片焊缝和中盘；②叶片易磨损部位增加叶片衬板，并堆焊Fe-05(如图3)，其作用是提高叶片工作面及叶片进口的耐磨损性能；③为使衬板在焊缝磨损后仍能安全可靠的运行，衬板均采用塞焊方法处理(如图4)。       图1　叶片磨损示意图                   图2　增加耐磨衬板  图3　叶片衬板堆焊Fe-05           图4　衬板用塞焊处理　　转子强度及电机

5、起动时间核算。根据计算，叶轮增加衬板和堆焊耐磨层后，叶轮增重1700kg，势必影响到叶轮强度、主轴临界转速和电机起动时间，所以有必要重新进行校核，经风机制造厂利用有限元法对上述指标核算，再经过必要的设计调整，达到各项技术指标要求，计算参数见表1。　　使用效果。本转子委托风机制造厂改造，追加投资1.85万元，大修周期能达到原转子大修周期的2.5～3倍，每次大修需费用10～12万元。另外，新说明：标准值中已考虑了足够的安全系数转子能延长一倍使用寿命，还可以节约备件投资几十万元，其经济效益是比较可观的。表1　200℃时校核参数表项目最大应力(出现在叶轮前盘进口环焊缝处)δt(MPa)主轴一阶临界

6、转速ne(r/min)电机起动时间t(s)校核值289139121.2标准值≤305≥1333≤25　选自《机械》