淺析球磨機(jī)改造成礦渣磨

　　在水泥和混凝土中摻入高細(xì)度礦渣，可以提高水泥及其制品的力學(xué)性能，并節(jié)約水泥的用量，是廣大水泥生產(chǎn)廠家重點(diǎn)關(guān)注的話題。目前，在國內(nèi)通常采用熟料和混合材分別計量，并同時粉磨的工藝技術(shù)路線。但由于礦渣和水泥熟料硬度和易磨性存在較大的差異性，導(dǎo)致混合磨水泥中獷揸組分平均粒徑較大，有研究表明在球磨機(jī)中粉磨礦渣水泥比表面積為300～350m2/kg，其中礦渣的實際比表面積僅250～270m2/kg左右，這嚴(yán)重制約了礦渣潛在水硬活性的發(fā)揮，在生產(chǎn)上則表現(xiàn)為礦渣摻量不能大幅度提高，或提高礦渣摻量而磨機(jī)產(chǎn)量降低、電耗劇增。實踐表明，隨著礦渣粉比表面積的增大，水泥中摻人礦渣粉的比例可以適當(dāng)提高，礦渣比表面積提高到400m2/kg以上時可大幅度增加在水泥中的摻量，可多達(dá)50%左右，對混凝上的性能也有益處。尤其是比表面積600m2/kg級的礦渣粉摻量可達(dá)70%，但水泥的凝結(jié)時間要延長。為了解決這一問題，一般可采取以下措施：一是調(diào)整生料配料方案，適當(dāng)降低熟料的硅酸率提高鋁氧率；二是減少石膏摻人量，控制水泥中三氧化硫的含量在1.50%左右。通過釆取以上措施，凝結(jié)時間一般比原來縮短40～80min，其他性能指標(biāo)基本不受影響，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益都很顯著。 

　　一、單獨(dú)粉磨

　　目前，礦渣粉磨技術(shù)大致有：①礦渣與熟料、石膏的共同粉磨；②礦渣單獨(dú)粉磨，再與熟料、石膏的細(xì)粉混合成水泥；③礦渣單獨(dú)預(yù)粉磨，再與熟料、石膏共同粉磨。但由于采用第一種粉磨工藝技術(shù)粉磨時礦渣易集中在粗粉中，僅起混合材作用。而單獨(dú)粉磨礦渣不僅可生產(chǎn)高比表面積礦渣粉，而且節(jié)能非常明顯。

　　1.能充分發(fā)揮礦渣的活性。眾所周知，礦渣的水化反映滯后于水泥，要想水泥和礦渣達(dá)到同步水化目的，必纘控制冀各增不陶的最佳細(xì)度，以充分發(fā)揮礦渣的活性，況且礦渣的硬度及耐磨性和水泥相比有很大的差別，如果礦渣不能達(dá)到理想細(xì)度，就會造成礦渣對水泥的早期強(qiáng)度貢獻(xiàn)小，致使混凝土及其制品的早期強(qiáng)度低，發(fā)展?jié)摿Σ淮螅V渣作為填料使用不能充分發(fā)揮活性，浪費(fèi)資源。

　　2.能充分發(fā)揮水泥活性，避免過粉磨現(xiàn)象。由于礦渣硬度大，難粉磨，如果要達(dá)到礦渣的理想細(xì)度，務(wù)必造成水泥熟料的過粉磨現(xiàn)象，使水泥的早期強(qiáng)度大，但發(fā)展?jié)摿π。?8天強(qiáng)度低。這也要求我們使用分別粉磨的方法。

　　3.降低成本，實現(xiàn)成品的多元化。無論是礦渣不能充分利用或水泥的過粉磨現(xiàn)象都務(wù)必造成資源的浪費(fèi)和成品成本的提高，如果采用分別粉磨的方法可以降低成本，況且可以任意調(diào)節(jié)水泥和礦渣粉的顆粒以滿足于更多的要求，達(dá)到最多的顆粒級配，實現(xiàn)成品的多元化。

　　二、超細(xì)礦渣粉磨生產(chǎn)的技術(shù)路線

　　目前，許多企業(yè)釆廂開路粉磨方式來生產(chǎn)超細(xì)礦渣粉是不宜提倡的，盡管能制備高細(xì)度礦渣粉，但過粉磨嚴(yán)重、磨耗高、系統(tǒng)電耗普遍居高不下，甚至有超過200kWh的，且產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差，很難連續(xù)生產(chǎn)出質(zhì)量穩(wěn)定的超細(xì)粉磨。國內(nèi)高細(xì)磨技術(shù)在這方面的應(yīng)用還沒有成功的范例，估計采用開路粉磨方式將礦渣磨至600m2/kg級別，尚需完善一些技術(shù)環(huán)節(jié)。因此，我們根據(jù)日本超細(xì)礦渣粉生產(chǎn)工藝，采用磨機(jī)和超細(xì)高效選粉機(jī)組成的暖流粉旖系銑生產(chǎn)超細(xì)礦渣微粉，有條件可在礦渣磨機(jī)前進(jìn)行預(yù)擠壓，效果會更明顯。

　　烘干后的礦渣從料倉通過計量經(jīng)除鐵器除鐵進(jìn)入格篩預(yù)分后，喂入改造后的磨機(jī)，磨機(jī)內(nèi)部的細(xì)磨倉內(nèi)設(shè)置有攪拌裝置，以加強(qiáng)磨機(jī)的研磨能力。出磨混合粉經(jīng)提升機(jī)送入超細(xì)高效選粉機(jī)。粗粉從選粉機(jī)下部的粗粉出口，由回料輸送裝置返回磨機(jī)繼續(xù)被研磨，成品隨風(fēng)從選粉機(jī)的細(xì)粉出口，被送人高效袋式收塵器，被凈化的氣體經(jīng)風(fēng)機(jī)排人大氣，成品被收塵器收集。

　　三、生產(chǎn)設(shè)備的選擇

　　1.磨機(jī)的選擇。目前，礦渣粉的制備國外普遍采用立式磨和選粉機(jī)組成圈流系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，國內(nèi)極個別企業(yè)采用，但多數(shù)為小型球磨機(jī)開流系統(tǒng)。因為立式磨生產(chǎn)的主要特點(diǎn)，是單機(jī)產(chǎn)量高、能耗低，但一次性投資較大，國內(nèi)一般企業(yè)難以承受。而小型球磨機(jī)開路生產(chǎn)又存在單機(jī)產(chǎn)量低、能耗高、產(chǎn)品細(xì)度不易控制等缺陷，故難以承擔(dān)起大批量生產(chǎn)的重任。不過球磨機(jī)歷史悠久、技術(shù)成熟、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、操作簡單，在水泥廠中普遍采用，這是它的優(yōu)勢所在。因此，我們認(rèn)為選用大型的球磨機(jī)，作為礦渣磨是一個很符合中國國情的選擇，投資較低，產(chǎn)量和成品質(zhì)量穩(wěn)定，運(yùn)行可靠。

　　2.選粉機(jī)的選擇。由于礦渣單獨(dú)粉磨的成品比表面積要求在420m2/kg以上，不少廠家甚至要求成品比表面積達(dá)到600m2/kg扣所以普通的離心式選粉機(jī)或旋風(fēng)式選粉機(jī)無論在分級性能和成品收集性能都無法滿足要求。而O—Sepa選粉機(jī)采用籠式分級機(jī)構(gòu)，應(yīng)用平面螺旋氣流選粉原理，由垂直葉片和水平葉片組成的籠式轉(zhuǎn)子，回轉(zhuǎn)時使內(nèi)外壓差在整個選粉區(qū)高度之下維持，從而使氣流穩(wěn)定均勻，為成品精選創(chuàng)造了良好條件，分級精度高。而收集裝置采用氣箱脈沖袋式收塵器或國際上最先進(jìn)的脈沖濾筒除塵器，該設(shè)備處理粉塵濃度大(可以達(dá)到1000g/m3)，收塵效率高達(dá)99.95%，出口粉塵濃度在80mg/m3以下。

　　四、礦渣磨機(jī)改造

　　1.礦渣磨的特點(diǎn)。①一般水泥粉磨過程中提倡多破少磨、磨內(nèi)篩分，以達(dá)到增產(chǎn)降耗的目的，但多破少磨的措施卻不適用于礦渣磨。礦渣原料中大顆粒含量很少，粒度相對均勻，粒徑多集中于1～60mm。因此，為了控制入磨粒度，以利于優(yōu)化級配，只要按格篩預(yù)分即可。②礦渣對設(shè)備的磨損主要取決于鐵和氧化鐵的含量。由于鐵具有可塑性，故很難在粉磨設(shè)備中被細(xì)磨。會漸漸附集在粉磨系統(tǒng)中，’造成設(shè)備進(jìn)一步的磨損。為了盡量避免這一不利因素，清除鐵質(zhì)昶物是必須的。③內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同。普通水泥磨在內(nèi)部；隔倉板及襯板采取專一的技術(shù)設(shè)計。④倉位的不同；韃當(dāng)弱化破碎乓能力，盡量提高研磨能力，根據(jù)這個特征和要求制定出相應(yīng)的措施。⑤獨(dú)特的篩分裝置及篦孔排列形式的變化，適應(yīng)不同的比表面積礦渣粉的要求。⑥礦渣必須經(jīng)過烘干，但水分不能太小，水分太小，礦渣磨內(nèi)流速太快，無法控制成品的比表面積。

　　2.普通磨機(jī)改造為礦渣磨。從礦渣磨的特點(diǎn)可以看出，普通球磨機(jī)直接用于粉磨礦渣是不適宜的，不僅是工藝布置上需要作出變化，而且各倉長度，各倉襯板形式、材質(zhì)，研磨體的級配，隔倉板的篦縫形式、大小、篩分功能、篩孔直徑，活化裝置及出料裝置等都必須作相應(yīng)的改變。

　　五、經(jīng)濟(jì)效益分析及其他

　　礦渣磨改造，既可以在現(xiàn)有的球磨機(jī)上進(jìn)行改造，也可以在磨機(jī)生產(chǎn)廠家購買球磨機(jī)外部簡體、支承、動力、控制和傳動部分，由公司提供球磨機(jī)的襯板、篩分裝置、活化裝置、出料裝置、，選粉機(jī)及整體改造方案。

　　1.經(jīng)濟(jì)效益分析。以φ3×13m礦渣磨為例，按上述方案實施后，生產(chǎn)比表面積420m2/kg的礦渣粉臺時產(chǎn)量在30t/h以上，噸礦渣粉電耗73kWh，年產(chǎn)礦渣粉達(dá)19萬噸。
　　2.節(jié)省消耗材。一是粉磨效率的提高降低了球段的磨耗，二是研磨體規(guī)格的減小，降低了襯板及隔倉板的磨損。
　　3.使用壽命長。磨內(nèi)部分是普通礦渣磨使用壽命的3倍。
　　4.結(jié)構(gòu)更科學(xué)。磨內(nèi)存料量及流速更合理，無堵磨等不良現(xiàn)象，提高了磨機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)率。