摘要:
鋼渣是鋼鐵企業(yè)的主要廢渣之一，其排放量約為鋼產(chǎn)量的15%~20%，我國(guó)每年的鋼渣排放量在8000萬噸以上，若不處理和綜合利用，鋼渣會(huì)占用越來越多的土地、污染環(huán)境、造成資源的浪費(fèi)、影響鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。鋼渣類似于過燒熟料，超細(xì)粉磨后具有潛在水硬性，有強(qiáng)度發(fā)揮。由于鋼渣韌性大，易碎性差，并且含有一定的金屬鐵粒，既難破又難磨，粉磨效率低，電耗高，粉磨成本高，如何提高粉磨效率，降低粉磨電耗，直接影響到鋼渣資源的綜合利用水平。鋼渣微粉的粉磨特性有別于普通水泥熟料和礦渣，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)有如下特點(diǎn)。
1鋼渣的粉磨特性分析
鋼渣是鋼鐵企業(yè)的主要廢渣之一，其排放量約為鋼產(chǎn)量的15%~20%，我國(guó)每年的鋼渣排放量在8000萬噸以上，若不處理和綜合利用，鋼渣會(huì)占用越來越多的土地、污染環(huán)境、造成資源的浪費(fèi)、影響鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。鋼渣類似于過燒熟料，超細(xì)粉磨后具有潛在水硬性，有強(qiáng)度發(fā)揮。由于鋼渣韌性大，易碎性差，并且含有一定的金屬鐵粒，既難破又難磨，粉磨效率低，電耗高，粉磨成本高，如何提高粉磨效率，降低粉磨電耗，直接影響到鋼渣資源的綜合利用水平。鋼渣微粉的粉磨特性有別于普通水泥熟料和礦渣，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)有如下特點(diǎn)。
1.1 鋼渣比礦渣易磨性更差
通過鋼渣和礦渣進(jìn)行易磨性試驗(yàn)對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)鋼渣與礦渣的易磨性均較差，但兩者表現(xiàn)出不同的特點(diǎn)。鋼渣的相對(duì)易磨性隨粉磨時(shí)間延長(zhǎng)而變好，說明鋼渣的易碎性非常差。而礦渣的相對(duì)易磨性幾乎不隨比表面積而改變。對(duì)鋼渣進(jìn)行邦德功指數(shù)（Wi）測(cè)試為Wi=22.15kWh/t，高于普通熟料的平均值約23%，可見，鋼渣的易磨性很差，磨機(jī)產(chǎn)量必然低。
1.2鋼渣含鐵粒較多
鋼渣是鋼鐵廠煉鋼時(shí)排出的廢渣，在鋼廠的排渣過程中，必定會(huì)排出一些金屬鐵，這部分鐵雖經(jīng)多次破碎分選、回收，但不可能完全分選干凈。據(jù)檢測(cè)，用作水泥混合材的鋼渣中，金屬鐵粒含量仍達(dá)到3%左右。
鋼渣在粉磨過程中，包裹于鋼渣中的鐵粒被逐漸剝離，形成金屬顆粒聚集在磨內(nèi)，嚴(yán)重地影響磨機(jī)的粉磨效率，增加襯板和研磨體的消耗，使粉磨狀況惡化，而導(dǎo)致磨機(jī)低產(chǎn)、高耗。
1.3鋼渣粉磨要求細(xì)度細(xì)、比表面積高
生產(chǎn)鋼渣水泥，其鋼渣和礦渣摻入量相當(dāng)大，熟料僅占30%。這樣大的混合材摻入量，要求的水泥比表面積高達(dá)360～400m2/kg，否則將影響水泥強(qiáng)度。這種水泥比一般礦渣水泥要細(xì)得多，這也是影響磨機(jī)產(chǎn)量的一個(gè)重要原因。
1.4鋼渣磨蝕性更強(qiáng)
鋼渣和礦渣都屬于脆性材料，但相對(duì)而言，鋼渣不僅硬度高，而且韌性也大，這就造成了鋼渣的磨蝕性大，易磨性差。同時(shí)，由于鋼渣中含有部分鐵粒，更加大了其磨蝕性。如普通水泥磨中，隔倉(cāng)板盲板的使用壽命可達(dá)兩年左右，而在粉磨鋼渣水泥的磨機(jī)中，盲板使用不足一年便已磨壞。為了保證磨機(jī)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，在關(guān)鍵的部位應(yīng)采取特殊抗磨措施。
由于鋼渣具有上述粉磨特性，致使磨機(jī)的產(chǎn)量普遍較低。一般φ2.4m×12m開流鋼渣磨，在鋼渣細(xì)度為R0.08=2%～4%，比表面積為360～400m2/kg時(shí)，磨機(jī)產(chǎn)量?jī)H為11～13t/h，較其它普通水泥磨產(chǎn)量低40%～50%。因而鋼渣必須采用預(yù)粉磨的工藝措施，才能適應(yīng)鋼渣的各種粉磨特性，取得良好的技術(shù)效果。
2? FM型風(fēng)選磨實(shí)現(xiàn)“破磨全分離”
球磨機(jī)的高產(chǎn)低能耗是每一個(gè)用戶所追求的理想目標(biāo)。要實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)的高產(chǎn)和低能耗就必須發(fā)揮球磨機(jī)粉磨的最大效能，物料在球磨機(jī)中完成被破碎和研磨的工藝作業(yè)，因而高效能的球磨機(jī)必定有高效率的破碎和高效率的研磨作業(yè)，如何實(shí)現(xiàn)高效率的破碎和高效率的研磨是進(jìn)行傳統(tǒng)粉磨系統(tǒng)改造的關(guān)鍵?！捌颇ト蛛x”傳統(tǒng)粉磨技術(shù)改造由兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)組成：以破代磨；破磨分離。
以破代磨??? 以破代磨是目前提高球磨機(jī)粉磨效率的有效途徑。球磨機(jī)雖然采用分倉(cāng)，但由于破碎倉(cāng)和研磨倉(cāng)是共用一個(gè)筒體，在結(jié)構(gòu)上和運(yùn)動(dòng)上都不能分開，要實(shí)現(xiàn)破碎和研磨的最佳運(yùn)動(dòng)形式是不可能的，而球磨機(jī)是以研磨作業(yè)為主的，因此將主要的破碎作業(yè)從球磨機(jī)中分離出來，這樣可以分別使破碎和粉磨效率最大化。選用FM型風(fēng)選磨是以破代磨最佳方案。
破磨分離??? 破磨全分離是管磨機(jī)在分倉(cāng)粉磨作業(yè)中，破碎和研磨作業(yè)的一種實(shí)現(xiàn)方式。這種實(shí)現(xiàn)方式，打破長(zhǎng)期以來管磨機(jī)在分倉(cāng)粉磨作業(yè)中細(xì)磨倉(cāng)破碎和研磨需要兼顧的觀念，改變細(xì)磨倉(cāng)要兼顧破碎和研磨的研磨體級(jí)配要求，通過嚴(yán)格的隔倉(cāng)篩分，使得細(xì)磨倉(cāng)不需要破碎作業(yè)，僅需研磨，以便能夠?qū)崿F(xiàn)真正的微介質(zhì)研磨，以提高管磨機(jī)的粉磨效能。
以破代磨大幅度減小了球磨機(jī)對(duì)破碎作業(yè)的要求，接下來就是如何利用球磨機(jī)對(duì)經(jīng)過FM型風(fēng)選磨預(yù)處理的水泥熟料進(jìn)行高效率的粉磨。因經(jīng)過FM型風(fēng)選磨預(yù)粉磨的物料盡管大部分物料已成粉狀，但仍有少量粗顆粒，在球磨機(jī)中還不能完全采用微介質(zhì)實(shí)現(xiàn)高效粉磨，球磨機(jī)仍需分為兩倉(cāng)，對(duì)進(jìn)入球磨機(jī)的部分粗顆粒仍需破碎作業(yè)來完成。粗磨倉(cāng)應(yīng)具有粉料流速快，讓細(xì)粉盡快進(jìn)入細(xì)磨倉(cāng)同時(shí)留下粗顆粒的效能；細(xì)磨倉(cāng)采用具有高比表的微介質(zhì)粉磨，同時(shí)要求嚴(yán)格控制進(jìn)入細(xì)磨倉(cāng)的粉料粒徑大小，以實(shí)現(xiàn)破磨分離作業(yè)的要求。
3 采用FM型風(fēng)選磨的礦渣粉磨工藝優(yōu)勢(shì)
適應(yīng)礦渣預(yù)粉磨的高效能設(shè)備FM型風(fēng)選磨，利用大球滾動(dòng)擠壓破碎理論，充分發(fā)揮礦渣易碎特點(diǎn)，徹底解決礦渣的破碎問題，達(dá)到半終粉磨效果，出FM型風(fēng)選磨粒度0.08mm篩余在40%－50％，95％小于1mm，出磨物料帶有微裂紋，這樣進(jìn)入管磨粉磨，粉磨效率大大提高，可增產(chǎn)50%－60％，電耗降低10kWh/t－15kWh/t，比表面積提高30 m2/kg－50m2/kg。
同時(shí)，兩段分別粉磨工藝將徹底解決管磨機(jī)受礦渣水分的嚴(yán)重影響，目前，許多廠家仍然采用立式烘干機(jī)烘礦渣，由于立式烘干機(jī)烘干水分不穩(wěn)定，礦渣磨影響很大。入磨礦渣水分大了，易糊段和篩板，影響生產(chǎn)；水分小了，易產(chǎn)生高溫靜電“包球”現(xiàn)象，同樣也影響生產(chǎn)。采用兩段分別粉磨，可徹底解決水分對(duì)礦渣的影響，由于FM型風(fēng)選磨單獨(dú)除塵，水蒸氣經(jīng)FM型風(fēng)選磨及時(shí)排出，不進(jìn)入后道工序，不影響礦磨生產(chǎn)，這樣就解決了礦渣水分對(duì)礦磨的影響，并可適當(dāng)放寬礦渣水分1％－2％，節(jié)省烘干成本。
由于進(jìn)入礦磨物料是半終粉磨產(chǎn)品，因此管磨效率大大提高，流速加快，產(chǎn)量高，可降低出磨物料溫度20℃－30℃，有利于磨機(jī)的正常生產(chǎn)。
4 FM型風(fēng)選磨結(jié)構(gòu)示意圖
5 FM型風(fēng)選磨主要性能特點(diǎn)
●高可靠性?? 低速運(yùn)行，新穎獨(dú)特結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，無任何機(jī)械故障。
●低消耗性?? 鋼球破碎，磨耗小，鋼球磨小后可作磨機(jī)級(jí)配用，無浪費(fèi)。
●大破碎比?? 破碎比特大，細(xì)粉含量多，結(jié)合破碎與研磨功能。
●小功耗比?? 破碎效率高，功率消耗低，無功浪費(fèi)少。
●適應(yīng)性強(qiáng)?? 鐵塊入機(jī)無影響，無需專用除鐵器；入機(jī)物料水分可適當(dāng)放寬。
●通用性強(qiáng)?? 除水泥行業(yè)、還可用于冶金、礦山、化工等高硬度物料超細(xì)破碎用。
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