[发明专利]一种高抗震性能鼓风机叶片

说明书

本发明涉及高炉供风技术领域，公开了一种高抗震性能鼓风机叶片，风机叶片材料为1Cr11Ni2W2MoV，质量分数包括：C：0.10～0.16wt％，Cr：10.5～12wt％，P≤0.35wt％，S≤0.03wt％，Si≤0.62wt％，Mn≤0.6wt％，Ni：1.4～1.8wt％，V：0.18～0.30wt％，Mo：0.35～0.50wt％，W：1.5～2.0wt％，余量为Fe。本发明高抗震性能鼓风机叶片，解决现有X20Cr13钢轴流式鼓风机叶片，屈服强度低、抗拉强度低、弹性变量较大，容易在多倍频的激励发生共振产生较强的交变应力作用下在叶片材料缺陷处萌生疲劳源，导致叶片断裂，不能满足高炉高效、稳定生产的问题。

技术领域

本发明涉及高炉供风技术领域，具体涉及一种高抗震性能鼓风机叶片。

背景技术

钢铁企业是一个高耗能性企业，其能源消耗量占全国能源总能耗的15％，而高炉炼铁工序能耗占钢铁工序能耗的50％左右。高炉鼓风机是炼铁工序中最核心的关键设备之一，其所产生的高压空气通过风口进入高炉炉膛内一方面确保了高炉提供冶炼所需要的氧气，另一方面有效克服送风阻力和料柱阻力，并维持了高炉炉顶压力。在高炉内，冷风通过热风炉被加热到1000℃度以上形成热风，使铁矿石、焦炭、石灰石三种原料进行充分的还原反应，生成铁水并产生炉渣，利用炉渣比重轻于铁水，分别出铁水和炉渣。如果鼓风机出现故障而停止送风时，将导致冷风压力急剧下降，未分离的铁水和炉渣的混合物将下沉灌入风口并凝结，即为风口灌渣。尤其在高炉即将出铁前(或出铁后40分钟后)，风机突然停风往往导致高炉风口、直吹管、弯头大灌渣等重大生产事故。一旦风口灌渣，处理一次灌渣事故约10多个小时，加上高炉恢复正常的时间，以及恢复风口的费用，将使企业产生重大损失。因此高炉供风系统的供风是否正常将直接影响高炉的正常生产，因此鼓风机叶片运行过程中抗多级共振性能显得尤为重要。

目前国内大型高炉多采用大容量同步电动轴流式鼓风机，运行过程中叶片主要承受气动力和离心力作用。离心力是叶轮旋转产生的一个径向力，当转速不变时，离心力也不变，是静应力；气动力是气流流经叶片，在压力面与吸力面产生的压差，随负荷大小而改变，是动应力。气动力使叶片产生弯曲和扭转应力，其中最大弯曲应力位于叶背的中心轴线处或叶片的进气边和排气边，叶片的自重会使其在运行过程中因离心力的作用而产生径向应力，同时由于气流参数的脉动及转子动平衡的精度等原因，叶片除上述所受应力外，还将叠加一个由于振动产生的交变应力。按叶片强度设计要求，气动力及离心力在叶片根部产生的最大拉伸应力应显著低于材料的疲劳极限，同时由于气流参数的脉动及转子动平衡的精度等原因，叶片除上述所受应力外，还将叠加一个由于共振产生的交变应力。但是，目前风机叶片所用的X20Cr13材质叶片的疲劳极限对其表面缺陷较为敏感，一旦形成表面缺口，便以其为疲劳源，在多倍频的激励发生一阶切向弯曲共振产生较强的交变应力作用下在叶片材料缺陷处萌生疲劳源，并向内部发展，最终导致叶片断裂。因材急需研究开发一种新型材料的轴流式鼓风机叶片，具有较高的抗屈服强度和较高抗拉伸性能，确保鼓风机运行中能够叶片长时间承受静应力、动应力和多阶共振产生的复合应力，保证鼓风机安全、稳定运行的同时确保高炉高效、稳定生产。

发明内容

本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种高抗震性能鼓风机叶片，解决现有X20Cr13钢轴流式鼓风机叶片，屈服强度低、抗拉强度低、弹性变量较大，容易在多倍频的激励发生共振产生较强的交变应力作用下在叶片材料缺陷处萌生疲劳源，导致叶片断裂，不能满足高炉高效、稳定生产的问题。

为实现上述目的，本发明所设计的高抗震性能鼓风机叶片，风机叶片材料为1Cr11Ni2W2MoV，质量分数包括：C：0.10～0.16wt％，Cr：10.5～12wt％，P≤0.35wt％，S≤0.03wt％，Si≤0.62wt％，Mn≤0.6wt％，Ni：1.4～1.8wt％，V：0.18～0.30wt％，Mo：0.35～0.50wt％，W：1.5～2.0wt％，余量为Fe。

优选地，风机叶片材料中，Ni的质量分数为1.6～1.8wt％。