礦渣粉磨技術(shù)

　　1995年2月第一臺粉磨粒狀高爐礦渣的LM35.2＋2S型萊歇磨在法國南部Marseille的FossurMer水泥廠投入使用。這座隸屬Lafarge集團的水泥廠正好靠近一個提供粒狀高爐礦渣的當?shù)馗郀t廠。這臺LM35磨機具有粉磨熟料和礦渣的萊歇2＋2技術(shù)，粉磨比表面積為350～450m2/kg的粒狀高爐礦渣。磨機自投入使用一直連續(xù)運行，目前已生產(chǎn)出200多萬噸高爐礦渣。
　　第一臺具備2＋2技術(shù)的萊歇磨1994年12月在中國臺灣投入運行。LM46.2＋2磨機的最初設計只是粉磨熟料，但是到1995年幸福水泥廠開始用其粉磨高爐礦渣。目前它每年大約可粉磨50萬t水泥和大約20～30萬t礦渣，比表面積在430m2/kg。
　　從一開始2＋2技術(shù)就在礦渣粉磨領域開拓了良好的市場份額。表1是粉磨礦渣的萊歇磨型號。小型磨機例如LM35、LM46和LM56裝有兩個S型托輥和兩個主托輥，而在大型磨機上，例如LM60和LM63，則安裝3個S型托輥和3個主托輥。
　　目前為止總共有33臺具有2＋2技術(shù)的磨機售出，總裝機容量超過95MW，其中22臺磨機粉磨粒狀高爐礦渣。大多數(shù)水泥廠使用這種磨機粉磨不同品種的水泥，例如礦渣、粉煤灰或火山灰水泥。LM46.2＋2和LM56.2＋2是粉磨礦渣最普遍的型號，大多數(shù)磨機安裝在亞洲，但是在2002年初有一大批LM46.2＋2S粉磨礦渣的磨機合同是與歐洲國家簽定的。
1　礦渣粉磨設備的設計
　　粒狀高爐礦渣通過一臺回轉(zhuǎn)下料器喂入萊歇磨。礦渣在磨內(nèi)粉磨和烘干后由氣力提升機喂入裝在磨機殼體內(nèi)的高效選粉機。符合產(chǎn)品粒度的物料隨氣流離開磨機并在脈沖收塵器內(nèi)收集下來。與此同時粗物料返回磨盤進一步粉磨。
　　在獨立的粉磨站使用一臺熱氣發(fā)生器提供烘干所需的熱氣體。萊歇公司的Loma爐可燒柴油、重燃料油或天然氣。而靠近高爐設施的粉磨設備還可以使用低熱值高爐氣體。水泥廠冷卻機廢氣或預熱器廢氣也可與磨機相連。磨機的烘干能力足以充分地烘干高爐礦渣。粉磨設備通常設計的最高物料水分是12％～15％。經(jīng)驗表明，在熱帶氣候或在歐洲，露天存放的礦渣水分一般在7％～10％。
　 粒狀高爐礦渣通常含有一定量的生鐵。這些小鐵粒存在于礦渣團塊中，粉磨過程中這些鐵粒逸出并有可能聚集在磨盤上。一種專門設計的擋料圈可將磨盤甩下的鐵粒甩入磨機下部的氣體通道，安裝在旋轉(zhuǎn)磨盤上的取料器將鐵粒輸送到稱為“回料出口”的地方，然后由皮帶輸送機和斗式提升機從這里送入一臺筒式磁選機。該磁選機可從粉磨流程中收回95％以上的鐵粒。
　 裝備2＋2技術(shù)的粉磨設備可以設計成非常緊湊的結(jié)構(gòu)（見圖1）。所有重型設備，例如磨機和風機，可以安裝在其基礎的地面上。收集粉塵的脈沖收塵器可布置在鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)，電氣開關柜、中控室和實驗室以及空壓機房均可布置在收塵器下面。如果現(xiàn)場條件允許的話，整套粉磨設備還可安裝在四周沒有任何建筑物的室外。
　 對粒狀高爐礦渣的流動特性給予了特別關注。由于礦渣有可能堆積并且最后可能堵塞料斗，由此可避免使用斗式提升機。在空間有限的地方Sandwich輸送機可成功替代斗式提升機。
2　節(jié)能效果
　 用萊歇磨粉磨礦渣具有很高的節(jié)能效益。圖2是傳統(tǒng)球磨機系統(tǒng)的磨機、選粉機和風機與萊歇粉磨設備的傳動、選粉機和風機的能耗比較。從圖2中可以看出即使產(chǎn)品粒度很粗，節(jié)能效果也非常顯著。此外還應提及的是，礦渣可在萊歇磨中烘干，而球磨機一般需要另外增加烘干設備。
　 萊歇公司已經(jīng)完成了多個半交鑰匙工程的礦渣粉磨設備合同。文章題頭照片是1996年提供給馬來西亞YTL集團的兩臺LM46.2＋2S粉磨設備其中的一臺。每臺設備的設計能力是粉磨430m2/kg細度礦渣60t/h。整套設備，從接收料斗到斗式提升機再到成品庫就可節(jié)能39.8kWh/t。該水泥廠工期為10個月。
　 最近萊歇公司在歐洲完成了一項LM46.2＋2S交鑰匙合同。最初計劃由該臺設備生產(chǎn)兩種礦渣，一種比表面積為430m2/kg，一種為500m2/kg。生產(chǎn)較粗礦渣的能耗大約是44kWh/t，較細礦渣大約是51kWh/t，與此同時生產(chǎn)計劃發(fā)生了變化，礦渣的比表面積在570～600m2/kg。生產(chǎn)兩種礦渣的生產(chǎn)能力為60t/h，總電耗在56kWh/t。從合同簽字到設備最后驗收測試，僅用11個月完成。該廠使用整個歐洲地區(qū)的高滬礦渣。
3　輥套及磨盤襯板壽命
　 考慮到礦渣的磨蝕性能，萊歇公司開發(fā)了一種自動堆焊裝置，由它對M型磨輥和磨盤襯板的磨損部位就地進行堆焊。磨損只發(fā)生在一個有限區(qū)域內(nèi)，靠近大直徑輥寬大約1/4處。S磨輥一般不磨損。礦渣粉磨設備供貨時堆焊機隨機供貨。磨機停車、冷卻和清理后，堆焊裝置固定在附屬裝置上，電纜亦可插入適用的終端。用一個小型輔助控制裝置將裝有堆焊頭的慢動裝置連鎖，堆焊過程幾乎自動在磨內(nèi)完成，使用的焊條可在奧氏體基質(zhì)上形成復合碳。堆焊后的區(qū)域其耐磨損度大大高于輥套本身的材質(zhì)。在一臺LM35.2＋2S磨機上，全部堆焊工作只在34h內(nèi)完成。如果定期進行堆焊，一個輥套可堆焊多次。有的輥套堆焊已達20多次，粉磨高爐礦渣已超過200萬t的磨輥仍在使用當中。經(jīng)過長期使用得出的經(jīng)驗表明，在粉磨粒狀高爐礦渣時，輥套的單位磨損率是4～7g/t成品，總磨損成本量0.82～1.23元人民幣/t(0.1～0.15美元/t)。
4　操作靈活
　 萊歇磨的細度及粒度分布很容易控制。高效選粉機采用變速傳動。磨機系統(tǒng)風機亦裝有變速傳動裝置。氣流的變化影響粒度分布曲線陡峭度。磨機粉磨壓力的變化是控制粒度分布的又一個手段。磨盤本身安裝變速傳動是產(chǎn)品質(zhì)量控制的又一個特點。
　 礦渣與水泥混合可以生產(chǎn)不同級別的礦渣水泥。目前將礦渣作為混凝土的細粒骨料變得越來越重要?？刹捎帽缺砻娣e達600m2/kg的高爐礦渣。表2是按ASTM標準進行的礦渣活性測試結(jié)果。如表2所示，達到120等級要求的高爐礦渣很容易滿足要求。
　 在電子顯微鏡下對球磨機和萊歇磨粉磨的高爐礦渣進行比較，其顆粒形狀沒有發(fā)現(xiàn)明顯區(qū)別。顆粒的線性分析也證明了這個事實。用ESEM和ESCA分析結(jié)果表明，即使在球磨機粉磨之前單獨對礦渣進行了烘干，兩種磨機生產(chǎn)的礦渣質(zhì)量也沒有區(qū)別。(摘自《中國水泥》)