“分別粉磨”工藝實(shí)施方案

   對(duì)?；郀t礦渣采用高細(xì)粉磨并采用分別粉磨的形式，是目前綜合利用中最適用的工藝流程。工藝流程形式多樣，可以是高細(xì)高產(chǎn)管磨機(jī)一級(jí)開(kāi)路流程，也可以是普通球磨機(jī)、高效選粉機(jī)一級(jí)閉路流程；可以是立式磨一級(jí)閉路流程，也可以是輥壓機(jī)與球磨機(jī)聯(lián)合粉磨流程等等。這些流程的共同點(diǎn)是：必須將礦渣粉磨成高細(xì)粉（統(tǒng)稱：礦渣微粉），即礦渣微粉中的顆粒80%≤50μm、比表面積≥380m2/kg，其中，≤10μm的超細(xì)粉約占30～40%。然后可以直接給混凝土攪拌站提供摻合料，或再與熟料粉合成不同強(qiáng)度等級(jí)的品種水泥。不同粉磨設(shè)備的工藝流程經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)對(duì)比見(jiàn)表。 

  生產(chǎn)礦渣微粉不同工藝流程的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

 部分單獨(dú)粉磨礦渣微粉和高細(xì)粉煤灰工藝生產(chǎn)線投資表

注：表中高細(xì)礦渣粉比表面積：450 m2/kg；高細(xì)粉煤灰比表面積：550 m2/kg。

　　當(dāng)前，有許多立窯企業(yè)隨著國(guó)家宏觀調(diào)控政策的出臺(tái)，以及水泥工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的步伐進(jìn)程，需要調(diào)整自己的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，改變生產(chǎn)低強(qiáng)度等級(jí)水泥為主的現(xiàn)狀，為循環(huán)經(jīng)濟(jì)作一點(diǎn)工作，以工業(yè)廢渣綜合利用作為今后的發(fā)展目標(biāo)。也可以利用原水泥廠的閑置設(shè)備，進(jìn)行技術(shù)改造而成為礦渣微粉生產(chǎn)基地?；蛸?gòu)買少量水泥熟料，生產(chǎn)高混合材摻量的32.5級(jí)礦渣水泥或復(fù)合水泥。部分企業(yè)改造后的情況見(jiàn)表。

常見(jiàn)球磨機(jī)分別粉磨工藝流程圖如下：

（一）球磨機(jī)分別粉磨合成水泥工藝流程（見(jiàn)圖1）

 
 
 圖1    球磨機(jī)分別粉磨合成水泥工藝流程  

　　如圖1所示，用一臺(tái)球磨機(jī)將?；郀t礦渣粉磨成比表面積達(dá)到400m2/kg左右的礦渣微粉；用另一臺(tái)球磨機(jī)將水泥熟料及石膏等物料粉磨到比表面積350m2/kg以上；然后分別進(jìn)入水泥配料系統(tǒng)各自的儲(chǔ)存庫(kù)，根據(jù)市場(chǎng)需求和國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，將礦渣微粉和熟料、石膏粉，按比例計(jì)量、混合、均化、配制成不同強(qiáng)度等級(jí)的礦渣水泥。這樣不僅使礦渣的活性得到充分發(fā)揮，水泥強(qiáng)度等級(jí)提高、使用性能得到改善；而且，礦渣的摻加量可以達(dá)到60%以上，水泥熟料既是堿激發(fā)劑，又是早期強(qiáng)度的保證；一噸熟料生產(chǎn)三噸水泥，不僅降低了生產(chǎn)成本，而且增加了經(jīng)濟(jì)效益。

（二）輥壓機(jī)與球磨機(jī)聯(lián)合粉磨工藝流程

圖2   輥壓機(jī)與球磨機(jī)聯(lián)合粉磨工藝流程

　　如圖2所示，配合料經(jīng)過(guò)輥壓機(jī)擠壓粉碎之后，不能直接入磨；而是先經(jīng)過(guò)打散分級(jí)機(jī)分選，細(xì)料（粒徑≤2mm）送入球磨機(jī)水泥粉磨系統(tǒng)；粗料（粒徑在2mm以上）返回輥壓機(jī)再次擠壓。球磨機(jī)水泥粉磨系統(tǒng)可以是普通球磨機(jī)一級(jí)閉路流程，也可以是高細(xì)高產(chǎn)磨一級(jí)開(kāi)路流程。

　　通過(guò)打散分級(jí)機(jī)可以調(diào)控球磨機(jī)的入料粒度和系統(tǒng)循環(huán)負(fù)荷，輥壓機(jī)和球磨機(jī)各自承擔(dān)的的粉碎功能界限十分明確，通過(guò)優(yōu)化各自的操作參數(shù)，使整個(gè)粉磨系統(tǒng)達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)。這種流程最大的特點(diǎn)是消除了輥壓機(jī)的邊緣效應(yīng)，滿足了輥壓機(jī)過(guò)飽和喂料的要求；同時(shí)可以采用“低壓大循環(huán)工藝”，減小輥壓機(jī)的工作壓力，延長(zhǎng)輥套使用壽命，提高運(yùn)轉(zhuǎn)率；不必刻意追求輥壓機(jī)出料中的合格細(xì)粉含量，充分發(fā)揮打散分級(jí)機(jī)的調(diào)控作用。實(shí)踐證明：該工藝流程比普通球磨機(jī)一級(jí)閉路流程增產(chǎn)60%以上，降低單產(chǎn)電耗15～20%，不僅經(jīng)濟(jì)效顯著，而且運(yùn)行費(fèi)用降低、維護(hù)檢修工作量大為減小。

（三）立式磨水泥粉磨一級(jí)閉路流程

　　如圖3所示，立式磨水泥粉磨一級(jí)閉路流程，主要分為粉磨功能區(qū)和混合功能區(qū)兩大部分。粉磨功能區(qū)主要實(shí)現(xiàn)水泥熟料和混合材的分別粉磨；混合功能區(qū)主要實(shí)現(xiàn)按不同的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行各品種水泥的合成配置。立式磨在磨體內(nèi)自成閉路粉磨系統(tǒng)。由于水泥立式磨的操作參數(shù)與生料粉磨不盡相同。容易產(chǎn)生水泥顆粒組成不合理，微細(xì)粉偏少，水泥早期強(qiáng)度低，泌水現(xiàn)象嚴(yán)重等問(wèn)題；另外，水泥組份比生料易磨性差，磨輥、磨盤磨損嚴(yán)重。因此，立式磨粉磨水泥對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求高，分級(jí)裝置結(jié)構(gòu)應(yīng)有所改進(jìn)；操作維護(hù)具有一定的難度。直到2000年7月，我國(guó)國(guó)內(nèi)第一條應(yīng)用于水泥粉磨的立式磨終粉磨系統(tǒng)在安徽朱家橋水泥公司建成投產(chǎn)。采用德國(guó)制造的萊歇磨LM46，年產(chǎn)礦渣水泥70萬(wàn)噸，工藝流程如圖3，實(shí)質(zhì)上是一條熟料、礦渣分別粉磨、然后再合成水泥的工藝線；這樣避免了氣流分級(jí)過(guò)程中，水泥多組份顆粒分布不易控制的難題，對(duì)于確保水泥質(zhì)量提供了方便條件。

圖3   立式磨水泥粉磨一級(jí)閉路流程

（四）立式磨與球磨機(jī)分別粉磨合成水泥工藝流程

　　采用立式磨單獨(dú)粉磨礦渣，可以利用立磨熱風(fēng)爐提供的熱氣，實(shí)現(xiàn)礦渣的烘干兼粉磨過(guò)程，合格的礦渣微粉進(jìn)入礦渣粉庫(kù)。省掉礦渣烘干機(jī)，簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程。熟料、石膏或其它混合材用球磨機(jī)一級(jí)閉路系統(tǒng)粉磨，合格細(xì)粉進(jìn)入熟料、石膏粉庫(kù)。在水泥合成車間，根據(jù)市場(chǎng)需求和國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，將礦渣微粉和熟料、石膏粉，按比例計(jì)量、混合、均化、配制成不同強(qiáng)度等級(jí)的礦渣水泥或復(fù)合水泥。目前國(guó)內(nèi)大型鋼鐵集團(tuán)一般都采用這種工藝流程，一次性投資都在3000～5000萬(wàn)元以上，但經(jīng)濟(jì)效益的回報(bào)也是十分可觀的。 

“分別粉磨”工藝主要注意事項(xiàng)

（一）粉磨平衡

　　一般來(lái)說(shuō)，物料在粉磨過(guò)程中，粉磨時(shí)間越長(zhǎng)，出磨產(chǎn)品粒度越細(xì)、單位產(chǎn)品的電耗越高。但是，隨著粉磨時(shí)間的延長(zhǎng)，物料比表面積逐漸增大，其比表面能也增大，因而，微細(xì)顆粒相互聚集、結(jié)團(tuán)的趨勢(shì)也逐漸增強(qiáng)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，磨內(nèi)會(huì)處于一個(gè)“粉磨↔團(tuán)聚”的動(dòng)態(tài)平衡過(guò)程，達(dá)到所謂的“粉磨極限”。在這種狀態(tài)下，即使再延長(zhǎng)粉磨時(shí)間，也難以將產(chǎn)品粉磨得更細(xì)，有時(shí)甚至使產(chǎn)品的表觀粒度變粗。同時(shí)，磨機(jī)產(chǎn)量明顯減少、粉磨能耗成倍增加、粉磨效率降低。這種現(xiàn)象在普通粉磨時(shí)并不明顯，但在高細(xì)粉磨和超細(xì)粉磨中經(jīng)常出現(xiàn)，也是粉磨生產(chǎn)必須認(rèn)真解決的問(wèn)題之一。最好的解決辦法是：添加助磨劑。無(wú)機(jī)物一類非極性助磨劑，能形成物料顆粒表面的包裹薄膜，使表面達(dá)到飽和狀態(tài)，不再互相吸引粘結(jié)成團(tuán)塊，增大磨內(nèi)物料的流動(dòng)性。并通過(guò)裂紋形成和擴(kuò)展過(guò)程中的防“閉合”和吸附，降低顆粒硬度、減弱顆粒的強(qiáng)度，改善細(xì)顆粒的易磨性。由于磨內(nèi)粉磨物料明顯提高了物料連續(xù)通過(guò)磨機(jī)的速度；也改善了研磨介質(zhì)的粉磨作用；助磨劑通過(guò)保持顆粒的分散，來(lái)阻止顆粒之間的聚結(jié)或團(tuán)聚。粉磨粒度越細(xì)，使用助磨劑的效果越顯著。

（二）粉磨工藝參數(shù)調(diào)整

　　粉磨礦渣時(shí)，由于入磨物料粒度的減小，球磨機(jī)磨內(nèi)研磨體的平均球徑必然要隨之減小。一般來(lái)說(shuō)，最大球的球徑不要超過(guò)φ60。根據(jù)磨機(jī)的倉(cāng)位，減大球、換小球。兩倉(cāng)磨，還應(yīng)該將隔倉(cāng)板前移，增大細(xì)磨倉(cāng)長(zhǎng)度。由于礦渣難磨，研磨體的裝載量應(yīng)適當(dāng)高于磨機(jī)設(shè)計(jì)裝載量，約增加10%左右，不要超過(guò)15%。
山東LB水泥制造有限公司將一臺(tái)φ2.2×7米閉路球磨機(jī)改為開(kāi)路篩分磨單獨(dú)粉磨礦渣微粉，產(chǎn)品比表面積≥400 m2/kg，磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量達(dá)到6t/h，當(dāng)加入5%左右的粉煤灰后，磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量提高到7t/h。綜合電耗為65～70kwh/t。球磨機(jī)由雙倉(cāng)磨改為三倉(cāng)磨，各倉(cāng)比例為：L1:L2:L3=1:1:2.8；研磨體總裝載量為33.5噸，級(jí)配與填充率見(jiàn)表 

φ2.2×7m三倉(cāng)開(kāi)路篩分磨研磨體級(jí)配與填充率

　　采用助磨劑后，必須使設(shè)備的工藝條件與之適應(yīng)。物料在磨內(nèi)的停留時(shí)間減少，因此必須改變研磨體與物料的比，即：料球比和循環(huán)負(fù)荷等。助磨劑在開(kāi)流磨中使用，能增加細(xì)粉含量。在一般情況下，添加助磨劑使物料的流速加快，使物料細(xì)度相對(duì)流速的變化更加敏感。所以在開(kāi)流磨中要特別注意對(duì)助磨劑添加方法的合理控制：一方面，通過(guò)對(duì)添加量的調(diào)整使物料流速不至于失控(即跑粗料)，另一方面，還要注意添加的穩(wěn)定性和均勻性。在不改變磨內(nèi)結(jié)構(gòu)的條件下，還可以適當(dāng)降低通風(fēng)量以降低物料流速。

　　在圈流粉磨系統(tǒng)，要使選粉機(jī)與之匹配，保持成品細(xì)度不變，則可提高產(chǎn)量。在某一特定閉路磨機(jī)中，成品細(xì)度不變的情況下，循環(huán)負(fù)荷的大小決定于出磨物料的細(xì)度，反應(yīng)了物料在磨機(jī)中停留時(shí)間的長(zhǎng)短。循環(huán)負(fù)荷大，表明物料在磨機(jī)內(nèi)停留時(shí)間短，出磨物料粗。循環(huán)負(fù)荷小，表明物料在磨機(jī)內(nèi)停留時(shí)間長(zhǎng)，出磨物料細(xì)。使用助磨劑后物料流速的加快會(huì)使物料在磨內(nèi)通過(guò)的時(shí)間縮短。如果原系統(tǒng)循環(huán)負(fù)荷較大，物料停留時(shí)間較短，添加助磨劑后不對(duì)磨機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，就容易造成磨內(nèi)物料流速失控，使助磨劑的助磨作用降低或消失。同時(shí)，由于流速過(guò)快，物料得不到“充分”研磨致使出磨物料細(xì)度跑粗，循環(huán)負(fù)荷逐漸增加．時(shí)間一長(zhǎng)會(huì)造成出磨物料量的成倍增加，磨尾提升機(jī)容易過(guò)載而使生產(chǎn)受到影響。

　　原系統(tǒng)循環(huán)負(fù)荷適中或者較小的磨機(jī)，不用調(diào)整內(nèi)部結(jié)構(gòu)使用助磨劑就可以達(dá)到滿意的助磨效果。添加助磨劑后，在控制成品細(xì)度及磨機(jī)產(chǎn)量不變的情況下，如果循環(huán)負(fù)荷逐漸減小，表明原系統(tǒng)運(yùn)行在合理的循環(huán)負(fù)荷下；如果循環(huán)負(fù)荷不降反而逐漸升高，表明原系統(tǒng)在高于合理循環(huán)負(fù)荷下運(yùn)行，這時(shí)，如果不進(jìn)行適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)調(diào)整，使用助磨劑后不但不會(huì)增產(chǎn)反而會(huì)影響正常生產(chǎn)。

　　在一般情況下，只要磨機(jī)運(yùn)行狀況良好，助磨劑就可以達(dá)到預(yù)期的助磨效果。如果要更充分的發(fā)揮助磨劑的作用效果，可以根據(jù)系統(tǒng)特點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，調(diào)整的原則就是既要控制物料流速，又要使系統(tǒng)在合理的循環(huán)負(fù)荷下達(dá)到最佳產(chǎn)量。在閉路磨機(jī)中使用助磨劑主要可以實(shí)現(xiàn)以下幾方面的效果。首先，在保持磨機(jī)產(chǎn)量不變的情況下，可以調(diào)節(jié)選粉機(jī)，使磨機(jī)循環(huán)負(fù)荷恢復(fù)或者稍高于原來(lái)水平，從而使磨機(jī)總的喂料量逐漸穩(wěn)定，這時(shí)產(chǎn)品的篩余細(xì)度下降，比表面積增加。其次，在此基礎(chǔ)上，不改變選粉運(yùn)行參數(shù)，保持產(chǎn)品細(xì)度不變，就可以增加喂料量，提高磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量。