开流矿渣微粉管磨生产线

由水泥研究设计院朱春启同志主持完成的“开流矿渣微粉管磨机的研究”项目,于年月日在安徽省市通过了由安徽省科技厅组织的专家鉴定。矿渣微粉是炼铁过程中产生工业废渣——粒化高炉矿渣,经烘干后,单独或添加一定量的粉煤灰粉磨至m/kg比表面积以上的水泥混凝土掺合料。其不仅可等量代替水泥,而且对混凝土的强度脆性徐变弹性模量体积稳定性耐久性和泵送性等均有很好的改性作用。

目前国内正在兴起建设矿渣微粉生产线的热潮,在我国,生产矿渣微粉主要工艺过去主要有从国外引进的辊式磨系统,也有国产的闭路管磨开路管磨系统,但在技术水平投资规模生产能力能源消耗等方面有很大的差异。因此开发研制工艺简单能耗较低操作方便投资更省的开流矿渣微粉管磨机设备,以适应市场需求,具有重要意义。粒化高炉矿渣具有结晶相及玻璃相二重性的性质，因此矿渣的活性既取决于析出晶体种类及晶体的数量，又决定玻璃态数量及性能，矿渣中含有较多的钙成分，在形成过程中生成了一些硅酸盐铝酸盐及大量含钙的玻璃质（如CSCASCASCACF和CaSO等），具有独立的水硬性，在氧化钙与硫酸钙的激发作用下，遇到水能硬化，通过细磨后，则能使这个硬化过程可以大大加快。矿渣在细磨后不仅增加了水化表面，而且在粉磨时破坏了高炉矿渣在形成时产生的表面致密壳体，从而使水化进程加快。但是矿粉比表面积如果m/kg时,由于矿粉中um颗粒的微粉增多,应用于混凝土中一部分微粉会产生二次水化热,影响混凝土的质量。

矿渣微粉生产线

用部分矿渣微粉取代水泥而拌制的混凝土具有：泌水少，可塑性好；水化析热速度慢，水化热小，有利于防止大体积混凝土因内部温升引起的开裂；矿渣微粉内的钙矾石微晶，可补偿因混凝土中细粉过多引起的收缩；硬化混凝土具有良好的抗硫酸盐抗氯盐抗碱－活性集料反应性能，并能使后期强度得以大幅提高，具有良好的耐久性。自上世纪年代以来，英美加日法澳等国相继制定了矿渣微粉的国家标准，使其应用得到了快速的发展。随着我国经济建设的迅速发展，科学技术的日益进步，大型建设工程不断增多，建筑物的大型化和高层化以及沿海水地下工程，均迫切需要高强型的高性能混凝土。试验和生产表明，比例约为－%的矿渣微粉替代PO水泥；比例约为－%的矿渣微粉替代PH水泥，开流矿渣微粉管磨生产线适用于配制C－C混凝土。此外，用矿渣微粉和硅酸盐水泥混合制备的新型矿渣硅酸盐水泥，其性能与传统意义上的矿渣硅酸盐水泥有较大的不同，美国ASTMC－标准规定可用矿渣微粉与硅酸盐水泥混合生产符合ASTMC的矿渣水泥。将矿渣粉磨成比表面积在m/kg以上的微粉后掺入水泥，从而可以合理的控制水泥细度，实现硅酸盐水泥和矿渣微粉的配比。

矿渣微粉生产

由此配制的新型矿渣硅酸盐水泥，具有矿渣掺入量大（其掺入量可达－%），水泥标号高（能满足生产号矿渣硅酸盐水泥的要求），水化热低多项性能高等特点。普通硅酸盐水泥具有水化快（天已水化%－%），早期强度高的特点，其粉磨比表面积一般控制在－m/kg可满足使用要求。其原因是由于矿渣和硅酸盐水泥熟料的易磨性有较大的差异，熟料与矿渣一起粉磨时，由于矿渣相对难磨，其易磨性功指数约为水泥熟料的倍（有资料显示，国内的矿渣易磨性功指数平均值为kWh/t，水泥旋窑熟料平均值为kWh/t）。

有研究表明：传统的矿渣硅酸盐水泥比表面积为m/kg时，水泥中矿渣的比表面积仅约为0－30m/kg。

而传统混合粉磨工艺要将掺入大量矿渣的物料粉磨至较高的比表面积时，将使磨机产量下降，粉磨能耗大幅增加，粉磨效率大大降低，对生产是十分不利的。因此，从提高粉磨效率节能降耗充分利用矿渣资源提高经济效益等角度考虑，单独粉磨矿渣微粉具有十分重要的意义。二开流矿渣微粉管磨机目前，我国已成为钢铁生产大国，且分布较广,加之受水泥行业＂上大压小”政策的影响，矿渣资源日益增多。

矿渣的价格虽随着水泥价格上下波动，但其价格仅约为水泥熟料价格的/-/，加工成矿渣微粉后，可等量的替代水泥使用，利润空间巨大，经济效益显著。同时开流矿渣微粉管磨生产线还可以减少因生产水泥所消耗的石灰石粘土燃煤电力等资源及所造成的大气污染，具有良好的社会效益。矿渣微粉的诸多优良性能及良好的效益，已逐步为人们所认识，已成为钢铁水泥建筑等行业以及中小投资者的一大商机。钢铁水泥行业中实力雄厚者已捷足先登，纷纷斥巨资引进国外的先进设备生产矿渣微粉，抢占市场并已取得了效益。

但我国地域辽阔，矿渣资源点多面广，各地区各行业经济发展极不平衡，实力雄厚者毕竟是少数，多家企业和中小投资者开流矿渣微粉管磨生产线还是选择国产设备生产矿渣微粉，创造机会参与市场竞争，并有燎原之势。（一）国内矿渣微粉生产工艺设备现状辊式磨终粉系统主要有上海宝钢辽宁鞍钢山西长（冶）钢湖北武钢安徽马钢海螺水泥等近0家国内特大型钢铁水泥企业斥巨资自国外引进的菜歇磨等辊磨终粉磨系统。③技术要求高，管理难度大，投资巨大，主机设备及配件依靠进口，固定费用高，资金回收期长，经济效益并不显著。

因此我院历时两年，经反复试验，终于开发研制出适合市场需要，专门针对矿渣粉磨特性及矿渣微粉要求的投资少电耗低见效快的矿渣微粉生产系列设备—开流矿渣微粉磨机。开流矿渣微粉磨机是在我院开流高产高细水泥管磨机的基础上，专门针对矿渣粉磨特性及产品质量要求，以限度的挖掘磨机的研磨能力为目标，通过设置合理的仓数仓长比及内筛分装置，调节平衡各仓的能力和筛分效率；重新设计各仓的衬板结构，调整磨机的破碎研磨能力；全部以中小型钢段作研磨体，增大研磨体比表面积；采用溢流行出料篦板，提高料段比，延长物料的研磨时间等多项措施，以实现提高磨机粉磨效率和矿渣微粉质量增产降耗的目的。

自年以来，我们先后利用上述技术措施对Φ×mΦ×mΦ×mΦ×mΦ×mΦ×mΦ×mΦ×mΦ×mΦ×mΦ.2×m等近台开流管磨机上进行了改造，均取得了成功，为用户创造了良好的经济效益，也使此项技术日臻完善。尤其是在江苏杨中大地水泥有限公司全新的fm开流矿渣微粉管磨机上，应用了上述全部技术措施，实现了生产含%粉煤灰比表面积m/kg45mm筛余%的矿渣微粉t/h,磨机粉磨电耗kWh/t的良好效果。并通过省级科技成果鉴定，与会专家对此项技术给予了高度评价：“经科技查新和专家讨论认为；该磨机的一仓使用中钢段，磨内衬板的设计与使用和溢流型出口篦板的使用属国内首创，主要技术经济指标在同类型管磨系统中居国内领先水平。”从目前近台开流矿渣微粉磨机的运行情况，无论从工艺流程操作管理产品质量电力消耗建设投资来看，磨机的性能与矿渣的粉磨特性相匹配，各项综合指标绝不亚于进口设备，广泛推广后必将产生巨大的社会经济效益。另在此值得一提的是：开流矿渣微粉管磨机的结构特点决定了其只要通过调整仓位筛分装置和研磨体级配，可成为理想的开流高细粉煤灰微粉管磨机，台时产量是矿渣微粉管磨机的倍；或成为理想的开流高细钢渣水泥管磨机，台时产量是矿渣微粉管磨机的倍。三开流矿渣微粉管磨机的特点及结构特征开流管磨机自发明以来，通过不断的改进完善，至今已使用多年，以其结构简单运转可靠操作方便工作稳定等特点，被人们所青睐，并一直应用于工业生产的粉磨工艺中。在我国，尤其是上世纪八十年代中期以来，以我院著名粉磨专家蒋玉灿先生为首的工程技术人员，经过长期艰苦细致的研究，发现了开流管磨机粉磨效率不高的主要原因是在粉磨过程中，磨机内的物料虽然在沿着磨机从磨头到磨尾的纵长方向上的细度是由粗到细，直至出磨为合格料，似乎形成了一个合理的细度梯度。

有的大到－mm，这些大颗粒，一旦进入研磨仓，要磨至合格的细度，必须有一定的时间；另一方面，在磨内沿着磨机纵向的粉磨物料，在细度的发展方向上，不断地被粉磨为合格料，却不能及时的排出磨外，且自磨头至磨尾的百分比含量越积越高，但非要等到全部粉磨物料达到合格后，才能排出磨外。

因少量的粗颗粒过早的与细物料一起混入研磨仓，而耗费大量的研磨时间；合格的物料不能及时的排出磨外，而消耗大量的能量。因此发明了设置在磨内适当位置的磨内筛分装置，从而有效的实现物料的粗细分离，缩短了物料的粉磨时间，使开流管磨机的粉磨效率提高%以上，成为开流高细高产管磨机，并将开流管磨机的应用推向了高潮。笔者作为开流高细高产管磨机的研究者之认为开流高细高产管磨机的技术原理同样可以应用于开流矿渣微粉管磨机，但必须针对矿渣的粉磨特性及矿渣微粉的质量要求有全面的突破，才能达到预期的目标。矿渣具有粒度小脆性大易破碎难研磨的特点，《用于水泥中的粒化高炉矿渣技术标准》规定“大于mm颗粒含量（以重量计）合格品不大于%，优等品不大于%”。且矿渣微粉比表面积要求高（生产企业为了追求矿渣微粉的活性及增掺粉煤灰，一般均要求比表面积＞m/kg甚至更高）。因此应尽一切可能调整磨机的破碎能力，增强磨机的研磨能力，只有这样的开流矿渣微粉管磨机才是真正意义上矿渣粉磨专用设备。围绕这一目标，我们在磨机内主要做了以下几方面的工作：磨机的仓数及仓长比：针对入磨矿渣粒度小，易破碎难研磨水份要求略高及产品要求细等特点，磨机确定为两仓磨。并做到在保证矿渣在一仓内能得到充分细碎并稳产高产的同时，尽可能的调整二仓的长度，以延长矿渣在二仓的研磨时间。

研磨体及其级配一般的开流管磨机在细碎仓内均采用钢球为研磨体，平均球径视入磨物料的粒度，水分来确定。内筛分装置使磨机研磨仓内的微型研磨体发挥研磨能力的前提是必须将其所研磨的矿渣粒度限制在一定范围之内，如颗粒过大，微型研磨体将无能为力。

但这一弧型筛分装置也必须根据物料在破碎仓的筛余曲线物料的水分产质量要求以及安装时与磨机配套性来确定并重新设计。因此我们根据磨机的规格，矿渣在细碎仓内的细度，矿渣水分产质量要求等设计了与之相应的筛分装置，以确保研磨仓内微型钢段研磨能力的发挥及产质量达标。磨机衬板针对矿渣的特性及产品的质量要求，要达到高产优质低耗高效的目的，必须挖掘磨机的潜在能力，而在磨机功率研磨体形式装载量级配等确定后，对磨机的衬板进行与之相应的重新设计十分必要。传统的衬板（最常用的如阶梯大波纹小波纹等）是根据水泥熟料的易磨性，常规的入磨粒度和研磨体及水泥的产质量要求设计并与之相适应的。由于阶梯衬板对于钢段提升的高度过高，则使钢段无法抛落在物料聚集的部位；而小波纹衬板又带段能力不足，钢段提升高度不够，均影响破碎效率。

因此，为了使这一级配的钢段实现既能破碎又兼粗磨的功能，我们重新设计了提升能力介于阶梯式和小波纹衬板之间的双波纹衬板，较好解决了在细碎仓使用钢段担当破碎又兼粗磨的问题。在研磨仓的衬板，为了提高微段的研磨效率，必须适当的加大带段能力，增加微段的动能及运动范围，因此设计出比小波纹衬板的波纹数量减少，加大波纹高度的新型三波纹衬板。另外，为了克服因研磨仓加长，钢段段径减小可能导致的钢段运动中的“涡流”现象，我们设计了高效“活化衬板”和溢流档料环，使其均布在研磨仓内，减缓“涡流”现象的产生，扩大微段的运动范围，增强研磨能力。出料篦板为了达到提高研磨效率的目的，除了增加研磨体的研磨面积和增大研磨体的动能外，开流矿渣微粉管磨生产线还要设法延长矿渣在研磨仓内的停留时间，控制料段比，加大研磨机会。为了减缓矿渣在研磨仓内的流动速度，增加研磨时间，我们对出料篦板根据矿渣微粉的产质量要求，设计了强溢流型出料篦板，通过精密加工和安装，达到增加料段比，延长矿渣在研磨仓内的停留时间，加大研磨机会，提高产品比表面积的目的。几乎可以说，除了磨机筒体，磨头衬板及衬板螺栓外，磨内所需的一切配件都重新进行了设计和改进，达到并超过了预期的效果。

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