立磨超细粉磨矿渣的应用

作者：华新水泥股份有限公司　刘文兵

　　粒化高炉矿渣微粉在水泥和混凝土中的应用日益广泛。把矿渣单独粉磨成超细微粉，以充分激发矿渣的早期活性，是当前重要的生产技术实践。由于矿渣致密度高、易磨性小，单独将矿渣粉磨成比表面积>400m2/kg的矿渣粉，对粉磨设备技术性能要求极高。我公司下属单位武汉武钢水泥粉磨工厂，从日本川崎重工业株式会社引进的两台CK-260立磨，就是性能较好的矿渣超细粉磨设备，在此就CK-260立磨粉磨矿渣的应用情况做一介绍。

　　1.系统概况
　　湿矿渣通过除铁器除铁，经回转锁风阀，从磨机顶部竖管喂入磨盘上方中心位置，在转动的磨盘和刮料杆作用下，磨盘上分布成均匀料床。在紧压磨辊和热风作用下，矿渣被粉磨和烘干，部分粗粉由磨盘周边喷风环处落下，成为外循环料，再经过鼓形除铁器除铁后重新入磨机循环粉磨，其余物料随气流而上入选粉机分级选粉，粗粉回落继续粉磨，细粉随气流进入袋式收尘器收集成产品。

　　2.操作运行
　　①入磨喂料。矿渣喂料要求粒度细小均齐，喂料量稳定。喂料量出现波动将会打破磨内物料的循环平衡，引起料层波动，使磨盘物料研磨不均匀受力，产生急剧振动。磨盘物料正常的料层厚度在25mm～30mm.矿渣颗粒一般较细小，引起喂料波动的原因主要是，喂料输送过程中湿料堵塞和回转阀卡停现象。
　　②磨内喷水。磨盘上的物料床必须保持一定的含水量，以维持矿渣物料颗粒间一定范围的摩擦力来稳定料床。水分过高过低均使磨机产量下降、料层不稳定。湿矿渣经过短期储放滤水后含水量一般<15%，不会因过湿矿渣喂料造成料层不稳定。磨机运行中通常需向磨内料层上适度喷水，以增加物料颗粒间摩擦力来稳定料床。喷水量根据磨机操作温度和矿渣物理性质来调整。
　　③磨内通风。适当的磨内通风是磨机稳定运行的必要条件。通风量大，磨内风速动力增加，磨内物料循环量减少、产量提高、细度变粗，烘干能力增强，料床上粗颗粒增多，可能引起振动；通风小，磨内风速动力减小，物料内循环量增大、产量降低、细度上升，烘干能力减弱，料床上粗颗粒减少，也可能引起振动。通风量主要通过立磨风机风门的开度来调节，立磨本体、收尘器和通风管道的漏风对磨内通风影响很大，往往造成产量下降和运行不稳定。
　　④研磨压力。矿渣在转动的磨盘和紧压的磨辊作用下，被剪切挤压成细粉。综合磨机产量、矿渣易磨性和磨机安全平稳运行等经验，我们基本确定了CK-260磨研磨压力的最佳研压设定值。
　　⑤选粉机调整。CK磨配套的CKS-460选粉机可以灵活地控制产品细度及颗粒级配分布，调整范围大，适应各种实际产品需要，并能有效调整实现料层中粗细粉粒搭配比例，增强料床密实度，维持料床稳定。调整选粉机转子转速和导风叶片角度来控制产品细度，导风叶片根据工况定期在停磨时调整，选粉机转子转速是日常的调节手段。选粉机转速快，磨内物料内循环量增大，磨机进出口差压上升、细度上升、产量降低，料床上粗颗粒减少细粉增多；转速慢，磨内物料内循环量减小，磨机进出口差压降低、细度变粗、产量提高，料床上粗颗粒增多细粉减少。
　　⑥差压控制。磨进出口差压表征磨内物料循环量。差压高，磨内悬浮循环的细颗粒物料多，循环负荷增大，磨内通风量减少，料层厚度及粗细颗粒级配波动，料床难以稳定、产量下降，并通常引起振动；差压低时磨内物料循环量少，磨盘上料床粗粒多或是物料过少，料层不稳定同样引起较大振动。差压低时可通过及时调整选粉机转速、喷水量及喂料量来调整。差压升高时一般进口压力降低，现场情况是回料多，进风口不畅通。
　　⑦细度控制。CK磨产品细度在磨机运行中主要通过选粉机、喂料、通风量和研磨压力调整。
　　⑧振动情况。CK-260磨在正常运行时突出优点就是振动小，粉磨噪音小。另一方面，由于水淬矿渣颗粒细小圆滑，颗粒间摩擦力小，料层的稳定能力差，如有扰动料层稳定的因素出现，磨机极易出现急剧振动。一般突然振动，往往是因为水分过高或过低，喂料过多或过少，或者有铁块等异物。磨辊和磨盘的最小间隙、挡料环高度、磨盘上刮料杆高度和磨盘磨辊磨损情况是影响振动的重要原因，在操作中喷水量、喂料量、通风量、研压、温度和选粉机转速是调整形成稳定料层的主要方法，矿渣含水量和粒度也是引起磨机振动的因素。
　　⑨喷风环和挡料圈。它是控制磨机物料内外循环量、料层厚度及料层中粗细颗粒搭配情况的主要因素。CK-260磨喷风环最高位置Ф3840mm，喷环直径大、外循环量大、料床中粗粉比例小，反之亦然。川崎重工设计的突崖式挡料圈，溢流挡料效果好，能调整稳定的料层厚度。挡料圈高度约47mm，与磨辊工况间隙5mm～7mm，挡料圈高度增加，与磨辊工况间隙减小，突崖深度增加、外循环量减小、料层增厚，反之亦然。在生产中应经常检查喷风环和挡料圈尺寸和破损情况，稍有异常变化磨机难以正常运行，只有控制合适的喷风环最高位置的直径和挡料圈高度、深度，才能使磨机保持合适料层并稳定高产运行。
　　⑩衬层磨损。由于矿渣磨蚀性大，矿渣磨最需关注的问题，就是磨机衬层磨蚀问题。CK磨的磨辊和磨盘采用表面堆焊耐磨衬层，定期堆焊修复耐磨衬层，超耐磨的堆焊材料抗磨损效果好，耐磨衬料的寿命延长。焊接修复在磨机现场就能方便进行，修复后磨机运行状况即能完全恢复，有效解决了耐磨衬层磨蚀的问题。生产中每月要定期检查磨辊磨盘的磨损情况，当磨辊磨盘的磨损深度约25mm时，要堆焊修复，磨损深度控制不要超过30mm，否则可能要伤及内层结构。当磨辊、磨盘磨损总深度达40mm时，也需堆焊修复。磨辊、磨盘磨损后，产量降低、能耗上升、振动加大。正常生产中堆焊修复磨辊、磨盘的周期为半年。

　　3.性能指标
　　对CK-260磨进行现场生产标定，结果显示：在矿渣含水量9.61%，矿渣粉产品比表面积450m2/kg，含水值0.14%时，产量52.8t/h，电耗32.3kWh/t；在矿渣含水量9.72%，矿渣粉产品比表面积600m2/kg，含水值0.12%时，产量35.2t/h，电耗48.5kWh/t。
　　生产实践表明，用CK-260立磨粉磨矿渣，运行稳定可靠，振动和噪音轻微，电耗低、维修方便、费用低，特别是可以经济地、大规模地生产各种颗粒级配的优质超细矿渣粉产品。
　　矿渣作为冶金工业的副产品，每年产量巨大，超细矿渣粉具有良好的水化性能，用超细矿渣粉制备水泥，代替水泥制备高性能混凝土，乃至发展无熟料水泥，是水泥工业可持续发展的方向。将矿渣单独粉磨成超细微粉，已成为水泥生产的必然和发展趋势。

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