鋼鐵行業是一個國家的支柱產業之一，它屬于重工業，并且這些企業的規模都是非常之大，大型的鋼鐵企業一般都從礦石進廠開始，到冶煉出成型的鋼錠和鐵錠，或者進一步加工成鋼板、鋼絲或其它成型的鋼材。在這些工藝流程當中，首先是對礦石進行燒結，然后將經過燒結的鐵礦石輸送到煤油鐵高爐進行冶煉成鐵水，然后澆鑄成鐵錠。

要制成鋼錠的話，就要將鐵錠送到煉鋼高爐中重新冶煉，從鐵變成鋼，主要是材料中的含碳量不一樣，鋼的含碳量比鐵低。如果要得到其它的合金鋼，就要在冶煉過程中加入適當的元素，就可以制成不同類型的合金鋼。可以說，鋼鐵企業每個工藝段都要用到空壓機及透平壓縮機。

空壓機的使用情況

總體來講，鋼鐵企業中壓縮空氣的用氣量是非常大的，可以從幾百立方米到上千立方米， 而且大多數是需要進行后處理工藝的設備。另外，一個大型的鋼鐵企業，燒結車間(或廠)、煉鐵高爐、煉鋼廠等等有很多，而且分布很廣。

所以，一般鋼鐵企業內可以設立很多空壓站，以滿足各個地方的用氣需要。這樣做，第一可以使每個空壓站具有相對的獨立性，便于今后空壓的改造，第二便于對空壓站進行管理， 第三可以針對不同的壓縮空氣的品質設立不同的空壓站系統。第四便于今后企業的發展。對于鋼鐵企業壓縮空氣系統的布置如下：

燒結工藝過程，其實是煉鋼的前道工序，在冶煉之前要將鐵礦石和其它幾種礦石混合在一起進行燃燒處理，使它們燒結在一起，然后才能將它們送到高爐進行冶煉。在燒結車間里，有許多地方需要壓縮空氣，用氣量也是很大的，但主要用途是一樣的，就是用于動力執行機構，如卸灰裝置的協力執行機構等。當然動力執行機構也可以用電來做動力源，但沒有用壓縮空氣可靠、安全。這里的壓縮空氣所要求的壓力一般為0.5MPa，對壓縮空氣的品質要求不高，一般采用噴油螺桿空氣壓縮機即可，而且不用配置后處理設備。

在少量的地方如需要儀表空氣，則在空氣系統管路的支路上配置無熱再生干燥器和除油過濾器，使壓縮空氣品質能滿足儀表空氣的要求。

另外，還有壓縮空氣用在吹掃儀表方面，因為燒結車間里，周圍環境較差，空氣中有很多灰塵，時間長了，在一些儀表上會積滿了灰塵，這就需要用壓縮空氣進行吹掃，在這里對壓縮空氣品質要求一般為3—6—3，即固體粒子3級，含水量6級，含油量3級。

鐵礦石在燒結工序完成后，被輸送到煉鐵高爐進行冶煉。冶煉高爐作為一個工程需要很多設備來配合工作。而這些設備的工作一般都需要空氣來做動力源。這些設備的執行機構，如氣壓缸，高爐的爐門的開啟等待一系列動作都用壓縮空氣來完成的。

這里對壓縮空氣的壓力要求一般為0.5MPa，對壓縮空氣的質量品質要求也很低，一般為3—6—3即可，但用氣量很大。

例如，一臺2500m3的煉鐵高爐，需要4臺40m3/min的螺桿空氣壓縮機，其中3臺常開，一臺作為備用機。除此以外，高爐燃燒所需噴入的煤灰，一般也是用壓縮空氣來輸送的，但是這里的壓縮空氣的壓力要求一般為1.2MPa，壓縮空氣的用量也是相當大的，對壓縮空氣的品質要求不高。此時的壓縮機的排氣壓力至少要1.3MPa或以上。

高爐的鼓風設備一般選用高壓的風機及透平壓縮機，通常壓力為0.2MPa。以上這些壓縮空氣的用氣量都是很大的，而且不需要任何后處理設備的配置。另外，還有一小部分的壓縮空氣需要通過后處理設備的處理，用于儀表用氣系統和儀表的吹掃系統。這些壓縮空氣的質量品質等級與前面所敘述一樣。

透平壓縮機及風機的使用情況

鋼鐵企業從礦石到煉成鋼要經過礦石燒結、煉鐵和煉鋼等主要冶煉過程，即鋼鐵冶煉的全部工藝流程中都需要風機及相關透平壓縮機。所用的透平機械設備種類盡管有許多種，但相對來講有一定難度，能代表其設計制造水平的可分為3種，即軸流式壓縮機、燒結引風機和高爐煤氣余壓回收透平發電裝置。上述這3種風機，總體來講國內產品及技術都是從國外引進，從跟隨到目前已在鋼鐵廠取代進口品牌產品。

1、軸流式壓縮機

軸流式壓縮機具有效率高、容量大、性能調節范圍寬等特點。目前國內外1000m3以上的高爐皆采用軸流壓縮機。作為高爐鼓風用的軸流壓縮機，其流量已達10000m3/min 以上，壓力達0.69MPa，功率已達70000kW。

國內外生產軸流壓縮機的主要廠家有瑞士蘇爾壽公司、德國MANGHH、日本三菱重工株式會社、川崎重工株式會社和美國愛利奧特公司、DRESER-RAND公司、陜鼓等企業。近些年，陜鼓所占份額逐步增大，優勢越來越突顯。

軸流壓縮機具有設計結構良好的氣動性能（整機多變效率為87%～91%，最大流量和最小流量可調范圍達1倍多），以及先進的高度三化水平和電子控制系統。其結構特點是：機殼為水平剖分型，由灰鑄鐵（或鑄鋼）制成，排氣側設計承壓值可達0.7～1.2MPa，轉子為等內徑型，多級節盤式結構，動、靜葉片皆采用先進葉型。采用全靜葉可調結構比固定靜葉型的壓縮機，其流量范圍可擴大1倍，這也使軸流-離心復合式等溫壓縮機的流量范圍為1400～7500m3/min，壓比為7～11。

近年來，為了提高軸流壓縮機的效率，相關企業采用混合反動度設計方法改善了級間匹配。減少動葉葉頂與機殼間間隙也能提高壓縮機性能和效率。在降低軸流壓縮機噪聲方面，國外多放在隔聲、消聲上，其措施是：（1）采用加厚鑄造機殼，減弱噪聲散射；（2）采用隔聲罩和消聲器，減少噪聲擴散。

利用電子計算機作為調節的中樞指令系統，可實現軸流壓縮機的調節自動化，運行可靠化。

2、燒結引風機

燒結引風機作為燒結機配套的主抽煙機，其耗電量大約占燒結廠總耗電量的50%以上。又因其輸送的介質為燒結煙氣，含塵量大，因此，提率，降低能耗，加強耐磨措施，提高使用壽命，仍是燒結引風機的主要技術課題。

燒結引風機的風量取決于燒結機的燒結面積；壓力取決于燒結料層的厚度。燒結機的大型化（已可生產1000m2的燒結機）和厚料層（已達700mm），促使燒結引風機向大風量、高負壓方向發展。燒結引風機的最大流量為40000m3/min，最高壓力為19620Pa，最大功率為14500kW。由于制造工藝條件和運輸條件等因素的限制，特大型燒結機配套的燒結引風機往往采用雙機并聯形式。

燒結引風機的耐磨措施：

（1）鋸齒形中盤不僅可以改善葉輪出口氣流分布和降低GD2，而且可避免煙氣對中盤的沖刷；

（2）葉片上裝有可更換的耐磨襯板（襯板表面堆焊碳化鎢）；

（3）由可更換的錐盤保護中盤不受磨損；

（4）機殼裝有渦形襯板和側襯板；

（5）表面涂覆涂覆陶瓷防磨涂料、涂覆樹酯、石英粉加水玻璃等涂料；

（6）表面強化處理表面堆焊、熱噴涂、滲硼、激光表面硬化和高頻淬火等。

目前，國內外企業燒結引風機氣動設計計算的二相流（固體微粒和燒結煙氣）的研究，試圖從空氣動力學方面來進一步解決燒結引風機的磨損問題。

3、高爐煤氣余壓回收透平發電裝置（TRT）

高爐煤氣余壓回收透平發電裝置（TopGasPressureRecoveryTurbine，簡稱TRT裝置），是利用高爐爐頂煤氣壓力能經透平膨脹做功，驅動發電機發電的能量回收裝置。TRT裝置既回收了原減壓閥泄放的能量（約占高爐鼓風機所需能量的30%），又凈化了煤氣，并且改善了高爐爐頂壓力的控制品質。隨著高爐向大型化和高壓爐頂方向發展，國內外TRT裝置隨之向干式、軸流型及靜葉可調方向發展。國內最初從日本引進該項技術，已在鋼鐵企業得到大力發展，具有代表性的企業是陜鼓和成發。

軸流型透平轉子一般為2級或3級，多采用反動度為50%的葉型，動葉片采用抗腐蝕疲勞強度的SUS630不銹鋼。機殼用鋼板焊接而成，亦可用高強度鑄鐵制成，一般為徑向進氣，軸向排氣（亦可下部徑向排氣）。軸封一般采用氮氣密封，近來亦有采用非接觸機械密封。

國內外軸流型TRT裝置，大多數采用靜葉角度調節方式，以擴大工況范圍，有利于減少噪聲，提高膨脹透平的可靠性，并且不會影響高爐壓力的波動。

例如，國內某廠家生產的TP系列，性能范圍：流量1360～1916m3/h，壓力2.03～2.5kPa（進口），1.09～1.153kPa（出口），功率2770kW，轉速3000r/min。

下列產品為鋼鐵企業傳統用風機及透平壓縮機：

1、燒結用風機

冶煉用的礦石在冶煉之前對礦石要進行燒結，燒結要用燒結機，而燒結爐則需用煙氣主抽風機和冷卻通風機。例如某中型鋼廠有兩個礦石燒結車間，一個裝有62.5m2燒結機5臺的車間，共使用風機29臺，其中用在燒結機上有18臺；另一個裝有75m2燒結機3臺的車間，共使用風機90臺，其中用在燒結機上有8臺，其它風機用在通風、除塵、降溫及冷卻。

風機行業生產的抽送燒結煙氣的離心鼓風機有幾十種型號規格，例如某廠家產品性能參數：抽送燒結煙氣的離心鼓風機，是為18～24m2燒結機配套的設備。該類鼓風機為單級單吸入雙支撐結構，用電動機直接驅動。鑄鐵機殼水平剖分為上下兩半，下機殼安裝左右鑄鐵底座上。轉子由碳素鋼主軸、低合金結構鋼焊接葉輪及軸套等組成。軸承為滑動軸承。

其離心鼓風機主要性能參數：流量為1600m3/min，進口壓力89.73kPa，升壓8.33kPa，轉速1485r/min，功率334kW。另一型號離心鼓風機主要性能參數：流量為6500m3/min，出口壓力101.31kPa，進口壓力89.05kPa，轉速1475r/min，功率1640kW，適用于75～90m2燒結機配套。其結構特點為單級雙吸入雙支承結構，用彈性聯軸器與電動機直聯。機殼水平剖分為上下兩半并軸向剖分為三段，左右段為兩個進氣管向上的結構對稱的進氣室，中段為下部有水平出氣管的蝸殼，出氣管口附加有錐形擴壓管。

該類型燒結鼓風機國內目前可以做到流量16000m3/min，功率達5000kW以上。

2、焦爐煤氣輸送鼓風機

焦炭是冶煉鋼鐵的主要燃料和還原劑，也是高爐中料粒的支撐劑和疏松劑，而煉焦爐內的煤氣須經風機抽出后，一部分作為煉焦爐的燃料，一部分加壓后送往鋼廠作為燃料，另一部分用作生產其它副產品。

焦爐煤氣輸送的典型代表產品是沈陽鼓風機廠生產的D1250-31型離心鼓風機。其主要結構特點是機組由電動機、齒輪增速機、離心鼓風機、潤滑系統和儀控系統組成。機殼為水平剖分式結構，軸承箱下面有橫縱向定位鍵槽，以保持機體的良好對中，并能適應機殼熱膨脹；軸承箱與殼體鑄成一體，增強剛度便于拆卸檢修。

轉子由主軸、3個葉輪、隔套、平衡盤和半聯軸器等組成；葉輪采用高強度合金鋼焊接結構。軸承分為支撐軸承和止推軸承兩部分，支撐軸承為橢圓瓦滑動軸承，止推軸承為米切爾雙面止推滑動軸承。密封設在級間、葉輪進口、平衡盤外圍及軸兩端，均為迷宮式拉別令密封。其主要性能參數：進口流量為1250m3/min，進口壓力98.07kPa，出口壓力313.82kPa，主軸轉速4776r/min，功率3670kW。

3、高爐鼓風機

在生鐵冶煉過程中，必須用高爐鼓風機向高爐輸送一定量助燃的空氣（或氧氣）以提高爐內溫度。此外，還需要將燃燒空氣送到熱風爐里的離心通風機。

氧氣對鋼鐵工業在于強化冶煉過程。在煉鋼方面用于氧氣頂吹轉爐煉鋼，氧氣底吹轉爐煉鋼，平爐熔池吹氧煉鋼，電爐氧氣煉鋼等多種。特別是氧氣頂吹轉爐煉鋼已成為鋼鐵工業飛躍發展的一條主要途徑。煉鋼用氧量非常之大，它是使用空氣分離設備從空氣中采用深度冷凍法而取得。每套制氧機中必須使用空氣壓縮機、氧氣壓縮機、加熱鼓風機和透平膨脹機，即一般所稱的“制氧四大機”。

高爐鼓風機的典型代表產品是陜的鼓軸流壓縮機A系列（靜葉不可調）和AV系列（靜葉可調）。其主要性能參數：A40～A112，流量范圍65～680（×103Nm3/h），壓比2.9～7.7，轉速3410～9549r/min，功率33～690（×102kW）。AV40～AV140，流量范圍70～1050（×103Nm3/h），壓比2.7～7.2，轉速2524～8833r/min，功率34～900（×102kW）。

4、轉爐二次煙氣除塵風機

轉爐二次煙氣除塵系統是指轉爐煙氣凈化回收以外的各揚塵點的煙氣收集和除塵。其中包括轉爐兌鐵、轉爐吹煉、吹氬站、鐵水扒渣站及鐵水倒罐站等的煙氣除塵。

煙氣除塵所用的風機主要有4-73型、JY5-44型及5-51型。

4-73型為通用型，從№8～28共12種規格。其性能范圍：流量16156～680000m3/h，壓力1400～5423Pa，功率18.5～1250kW，轉速480～1450r/min。

JY5-44型引風機從№16～31.5共12種規格，其性能范圍：流量1893～397000m3/h，壓力1922～10931Pa，功率75～1000kW，轉速580～1450r/min。

5-51型風機從№8～29.5共20種規格（包括引風機共40種規格）。該型風機的主要特點是具有可調節進風口、高強度耐磨葉輪、防漏油軸承箱及關節式軸向調節門等先進的技術。其性能范圍：流量9900～583000m3/h，壓力1468～10095Pa，功率15～1600kW，轉速480～1450r/min。

5、動力站用離心壓縮機

動力站用離心壓縮機目前已采用多臺套多級離心壓縮機（單臺流量110～550Nm3/min，壓比2～17）代替過去雙軸4級等溫壓縮機流量6000～58000Nm3/min，出口壓力617～666.9kPa，功率650～5100kW，轉速7784～18982r/min。

多級離心壓縮機主要特點是整體組裝式結構，壓縮機、齒輪箱、中間氣體冷卻器及潤滑油系統用1個公用底座。進口設置有進口調節葉片，是優化壓縮機非工況點運行性能的的方法。進口調節葉片根據現場實際運行情況自動調節，可以在氣流變化中實現壓縮機出口的定壓輸出。

6、化鐵爐用風機

除鋼鐵冶煉工藝過程中需用風機外，一般機械鑄造工廠常用的化鐵爐（如沖天爐、油爐及煤粉爐等），都需用鼓風機（高壓通風機或鼓風機）壓送足夠的空氣加以助燃。

其典型代表產品是H10-13及HTD系列化鐵爐風機。

H10-13是高壓離心通風機，是為卡腰沖天爐所需性能而設計的，適用于化鐵率5t/h以下的卡腰沖天爐鼓風。共有№6、№6.3、№6.9及№7.5共4種規格，其性能范圍：流量1690～6980m3/h，壓力8973～15103Pa，功率15～37kW，轉速2940r/min。

HTD系列離心鼓風機可配用0.5、1、2、3、5、7、10及15t/h常見的各種爐型的化鐵爐。其性能范圍：流量12～300m3/h，壓力6860～27450Pa，功率5.5～185kW，轉速2900～5750r/min。