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，鋼渣會占用越來越多的土地、污染環(huán)境、造成資源的浪費、影響鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。鋼渣類似于過燒熟料，超細粉磨后具有潛在水硬性，有強度發(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，試驗發(fā)現(xiàn)有如下特點。
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，鋼渣會占用越來越多的土地、污染環(huán)境、造成資源的浪費、影響鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。鋼渣類似于過燒熟料，超細粉磨后具有潛在水硬性，有強度發(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，試驗發(fā)現(xiàn)有如下特點。
1.1 鋼渣比礦渣易磨性更差
通過鋼渣和礦渣進行易磨性試驗對比，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。鋼渣的相對易磨性隨粉磨時間延長而變好，說明鋼渣的易碎性非常差。而礦渣的相對易磨性幾乎不隨比表面積而改變。對鋼渣進行邦德功指數(shù)（Wi）測試為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，磨機產(chǎn)量必然低。
1.2鋼渣含鐵粒較多
鋼渣是鋼鐵廠煉鋼時排出的廢渣，在鋼廠的排渣過程中，必定會排出一些金屬鐵，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，用作水泥混合材的鋼渣中，金屬鐵粒含量仍達到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)，嚴重地影響磨機的粉磨效率，增加襯板和研磨體的消耗，使粉磨狀況惡化，而導致磨機低產(chǎn)、高耗。
1.3鋼渣粉磨要求細度細、比表面積高
生產(chǎn)鋼渣水泥，其鋼渣和礦渣摻入量相當大，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360～400m2/kg，否則將影響水泥強度。這種水泥比一般礦渣水泥要細得多，這也是影響磨機產(chǎn)量的一個重要原因。
1.4鋼渣磨蝕性更強
鋼渣和礦渣都屬于脆性材料，但相對而言，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，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，隔倉板盲板的使用壽命可達兩年左右，而在粉磨鋼渣水泥的磨機中，盲板使用不足一年便已磨壞。為了保證磨機的長期穩(wěn)定運行，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，致使磨機的產(chǎn)量普遍較低。一般φ2.4m×12m開流鋼渣磨，在鋼渣細度為R0.08=2%～4%，比表面積為360～400m2/kg時，磨機產(chǎn)量僅為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型風選磨實現(xiàn)“破磨全分離”
球磨機的高產(chǎn)低能耗是每一個用戶所追求的理想目標。要實現(xiàn)球磨機的高產(chǎn)和低能耗就必須發(fā)揮球磨機粉磨的最大效能，物料在球磨機中完成被破碎和研磨的工藝作業(yè)，因而高效能的球磨機必定有高效率的破碎和高效率的研磨作業(yè)，如何實現(xiàn)高效率的破碎和高效率的研磨是進行傳統(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粉磨效率的有效途徑。球磨機雖然采用分倉，但由于破碎倉和研磨倉是共用一個筒體，在結(jié)構(gòu)上和運動上都不能分開，要實現(xiàn)破碎和研磨的最佳運動形式是不可能的，而球磨機是以研磨作業(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型風選磨是以破代磨最佳方案。
破磨分離??? 破磨全分離是管磨機在分倉粉磨作業(yè)中，破碎和研磨作業(yè)的一種實現(xiàn)方式。這種實現(xiàn)方式，打破長期以來管磨機在分倉粉磨作業(yè)中細磨倉破碎和研磨需要兼顧的觀念，改變細磨倉要兼顧破碎和研磨的研磨體級配要求，通過嚴格的隔倉篩分，使得細磨倉不需要破碎作業(yè)，僅需研磨，以便能夠?qū)崿F(xiàn)真正的微介質(zhì)研磨，以提高管磨機的粉磨效能。
以破代磨大幅度減小了球磨機對破碎作業(yè)的要求，接下來就是如何利用球磨機對經(jīng)過FM型風選磨預(yù)處理的水泥熟料進行高效率的粉磨。因經(jīng)過FM型風選磨預(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，在球磨機中還不能完全采用微介質(zhì)實現(xiàn)高效粉磨，球磨機仍需分為兩倉，對進入球磨機的部分粗顆粒仍需破碎作業(yè)來完成。粗磨倉應(yīng)具有粉料流速快，讓細粉盡快進入細磨倉同時留下粗顆粒的效能；細磨倉采用具有高比表的微介質(zhì)粉磨，同時要求嚴格控制進入細磨倉的粉料粒徑大小，以實現(xiàn)破磨分離作業(yè)的要求。
3 采用FM型風選磨的礦渣粉磨工藝優(yōu)勢
適應(yīng)礦渣預(yù)粉磨的高效能設(shè)備FM型風選磨，利用大球滾動擠壓破碎理論，充分發(fā)揮礦渣易碎特點，徹底解決礦渣的破碎問題，達到半終粉磨效果，出FM型風選磨粒度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，兩段分別粉磨工藝將徹底解決管磨機受礦渣水分的嚴重影響，目前，許多廠家仍然采用立式烘干機烘礦渣，由于立式烘干機烘干水分不穩(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，可徹底解決水分對礦渣的影響，由于FM型風選磨單獨除塵，水蒸氣經(jīng)FM型風選磨及時排出，不進入后道工序，不影響礦磨生產(chǎn)，這樣就解決了礦渣水分對礦磨的影響，并可適當放寬礦渣水分1％－2％，節(jié)省烘干成本。
由于進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℃，有利于磨機的正常生產(chǎn)。
4 FM型風選磨結(jié)構(gòu)示意圖
5 FM型風選磨主要性能特點
●高可靠性?? 低速運行，新穎獨特結(jié)構(gòu)設(shè)計，無任何機械故障。
●低消耗性?? 鋼球破碎，磨耗小，鋼球磨小后可作磨機級配用，無浪費。
●大破碎比?? 破碎比特大，細粉含量多，結(jié)合破碎與研磨功能。
●小功耗比?? 破碎效率高，功率消耗低，無功浪費少。
●適應(yīng)性強?? 鐵塊入機無影響，無需專用除鐵器；入機物料水分可適當放寬。
●通用性強?? 除水泥行業(yè)、還可用于冶金、礦山、化工等高硬度物料超細破碎用。
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