鋼渣是轉(zhuǎn)爐煉鋼和電弧爐煉鋼產(chǎn)生的以硅酸鈣、鐵酸鈣等為主要成分的工業(yè)固廢,將鋼渣磨細(xì)作為水泥混合材或混凝土摻合料是實現(xiàn)鋼渣高附加值利用的重要途徑。近年來,鋼渣粉磨新工藝和新設(shè)備的應(yīng)用日益廣泛,在傳統(tǒng)的球磨機(jī)基礎(chǔ)上,國內(nèi)已相繼開發(fā)出了技術(shù)指標(biāo)更先進(jìn)的輥壓機(jī)半終粉磨、輥壓機(jī)終粉磨、立式磨、臥式輥磨等技術(shù)和裝備。
1、球磨機(jī)為終粉磨設(shè)備的粉磨工藝球磨機(jī)研磨體規(guī)格及材料能根據(jù)物料性能做出相應(yīng)調(diào)整,這使得球磨機(jī)也能粉磨硬度大的鋼渣。但球磨機(jī)能耗大,粉磨損耗嚴(yán)重等缺點,限制了球磨機(jī)在粉磨鋼渣領(lǐng)域的發(fā)展。近年來,在利用球磨機(jī)作為終粉磨的基礎(chǔ)上,杭鋼采用振動磨作為預(yù)粉磨設(shè)備,馬鋼開發(fā)出輥壓機(jī)為預(yù)粉磨設(shè)備,大大提高了鋼渣粉磨效率。2、輥壓機(jī)+球磨機(jī)的聯(lián)合粉磨工藝技術(shù)輥壓機(jī)與球磨機(jī)相比,具有增產(chǎn)節(jié)能、噪音小、鋼材損耗小等優(yōu)點,經(jīng)輥壓機(jī)擠壓后的物料顆粒易磨性大為改善,進(jìn)而大幅度降低了整個粉磨系統(tǒng)的能耗,既適用于新廠建設(shè),也能用于老廠技術(shù)升級改造。在輥壓機(jī)與球磨機(jī)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)中,鋼渣經(jīng)輥壓機(jī)擠壓,通過兼烘干及選粉功能的選粉機(jī),選出規(guī)定細(xì)度的微粉進(jìn)球磨機(jī)粉磨成成品,粗粉回輥壓機(jī)再次擠壓。鋼渣經(jīng)由輥壓機(jī)輥壓后,顆粒表面出現(xiàn)裂紋,有助于提高終粉磨設(shè)備的粉磨效率、降低能耗。要注意的是,鋼渣在煉鋼過程中內(nèi)部包裹有相當(dāng)數(shù)量的小顆粒金屬鐵,因此,粉磨時除鐵是關(guān)鍵。首先要最大限度將金屬鐵從鋼渣中提取出來進(jìn)行回收利用,有效除鐵可減少粉磨過程鐵對設(shè)備的磨損并提高粉磨效率。在外循環(huán)系統(tǒng)中增加多個除鐵設(shè)備,可降低鋼渣粉中的含鐵量,保護(hù)粉磨設(shè)備。輥壓機(jī)與球磨機(jī)聯(lián)合粉磨能耗低于單獨使用球磨機(jī)粉磨系統(tǒng)。粉磨400m2/kg比表面積鋼渣粉的單位電耗為80kW·h/t左右。該系統(tǒng)目前仍存在一些制約連續(xù)生產(chǎn)的問題,如金屬鐵富集、烘干效率及選粉分級效率低,輥壓機(jī)喂料控制等問題,但這也證明在鋼渣粉磨方面聯(lián)合粉磨技術(shù)較單一終粉磨技術(shù)更有優(yōu)勢。3、輥壓機(jī)為終粉磨的“線接觸式”粉磨工藝技術(shù)鞍鋼礦渣公司采用高壓輥壓機(jī)作為鋼渣粉終粉磨設(shè)備。高壓輥壓機(jī)的特點是使用壽命長,設(shè)備運轉(zhuǎn)率高,易于維修和能耗低。與傳統(tǒng)的球磨機(jī)相比,高壓磨輥研磨過程中主要是利用兩個反向旋轉(zhuǎn)的輥來擠壓料層,由于料層是由許多連結(jié)在一起的粒子組成,所施加的壓力造成顆粒間強(qiáng)烈的相互擠壓和破碎,顆粒間破碎粉磨,大大提高了研磨效率。高壓輥壓機(jī)節(jié)能主要體現(xiàn)在閉合回路研磨使原料直接成為合格成品。與普通球磨機(jī)系統(tǒng)相比,高壓輥壓機(jī)粉磨系統(tǒng)的節(jié)能效果達(dá)到50%以上。粉磨400m2/kg比表面積鋼渣粉的單位電耗約為50kW·h/t。但由于經(jīng)輥壓機(jī)擠壓粉磨的物料中細(xì)粉含量相對較少,因而循環(huán)負(fù)荷很大,一般在8倍喂料量以上,成品中微粉量不夠,成品質(zhì)量雖能滿足要求,但相同比表面積的產(chǎn)品質(zhì)量比球磨機(jī)粉磨的產(chǎn)品質(zhì)量差。此外,單機(jī)生產(chǎn)能力仍然較小。與球磨相比,立式磨一直以粉磨效率高、能耗低著稱,但一般認(rèn)為鋼渣中含鐵量高,產(chǎn)品要求細(xì)度高,不易使用立磨粉磨。目前,國內(nèi)外還沒有成熟的生產(chǎn)線投入使用,但業(yè)內(nèi)一直沒有停止采用立式磨粉磨鋼渣的嘗試,合肥水泥研究設(shè)計院通過研磨組件配合、新型耐磨材料使用、系統(tǒng)和磨內(nèi)除鐵、鋼渣粉分選方面創(chuàng)新,在立式磨中分別針對未熱悶處理的鋼渣和熱悶處理后的鋼渣進(jìn)行了試生產(chǎn),表明粉磨鋼渣產(chǎn)量比礦渣低29.85%,粉磨100%未經(jīng)熱悶鋼渣磨機(jī)產(chǎn)量比粉磨100%熱悶鋼渣降低19.98%,可見鋼渣的處理方式對易磨性影響也很大,另外鋼渣粉磨對除鐵的要求更嚴(yán)格,要求磨前設(shè)計3道除鐵措施,磨機(jī)排渣與外循環(huán)提升機(jī)之間設(shè)計二道除鐵,以便有效去除鋼渣中的鐵,保證系統(tǒng)設(shè)備運行的穩(wěn)定,從而降低設(shè)備的磨耗和系統(tǒng)的能耗。臥式輥磨,也稱筒輥磨,是以料層間擠壓為粉磨原理,采用中等壓力、多次擠壓方式進(jìn)行物料粉碎。臥式輥磨機(jī)具有運行穩(wěn)定、操作靈活、產(chǎn)量在線可調(diào)、可控性較強(qiáng)、磨耗及電耗較低的優(yōu)點,粉磨鋼渣粉時粉磨至400m2/kg主機(jī)電耗約45kW·h/t。現(xiàn)在全球大約有30余臺法國FCB公司的臥式輥磨投入運行。最大臺時產(chǎn)量生料達(dá)225t/h,水泥達(dá)130t/h。我國牡丹江水泥廠、漢中水泥廠、日照京華新型建材有限公司、九江中冶環(huán)保資源開發(fā)有限公司和新余中冶環(huán)保資源開發(fā)有限公司也引進(jìn)該公司臥式輥磨用于粉磨水泥和鋼渣粉,國內(nèi)的部分設(shè)備制造企業(yè)也正在開發(fā)這種新型節(jié)能粉磨設(shè)備。
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