“分別粉磨”工藝實施方案

   對粒化高爐礦渣采用高細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，可以是高細高產(chǎn)管磨機一級開路流程，也可以是普通球磨機、高效選粉機一級閉路流程；可以是立式磨一級閉路流程，也可以是輥壓機與球磨機聯(lián)合粉磨流程等等。這些流程的共同點是：必須將礦渣粉磨成高細粉（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度等級的品種水泥。不同粉磨設(shè)備的工藝流程經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)對比見表。 

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

 部分單獨粉磨礦渣微粉和高細粉煤灰工藝生產(chǎn)線投資表

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

　　當(dāng)前，有許多立窯企業(yè)隨著國家宏觀調(diào)控政策的出臺，以及水泥工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的步伐進程，需要調(diào)整自己的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，改變生產(chǎn)低強度等級水泥為主的現(xiàn)狀，為循環(huán)經(jīng)濟作一點工作，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，進行技術(shù)改造而成為礦渣微粉生產(chǎn)基地?；蛸徺I少量水泥熟料，生產(chǎn)高混合材摻量的32.5級礦渣水泥或復(fù)合水泥。部分企業(yè)改造后的情況見表。

常見球磨機分別粉磨工藝流程圖如下：

（一）球磨機分別粉磨合成水泥工藝流程（見圖1）

 
 
 圖1    球磨機分別粉磨合成水泥工藝流程  

　　如圖1所示，用一臺球磨機將?；郀t礦渣粉磨成比表面積達到400m2/kg左右的礦渣微粉；用另一臺球磨機將水泥熟料及石膏等物料粉磨到比表面積350m2/kg以上；然后分別進入水泥配料系統(tǒng)各自的儲存庫，根據(jù)市場需求和國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，將礦渣微粉和熟料、石膏粉，按比例計量、混合、均化、配制成不同強度等級的礦渣水泥。這樣不僅使礦渣的活性得到充分發(fā)揮，水泥強度等級提高、使用性能得到改善；而且，礦渣的摻加量可以達到60%以上，水泥熟料既是堿激發(fā)劑，又是早期強度的保證；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)濟效益。

（二）輥壓機與球磨機聯(lián)合粉磨工藝流程

圖2   輥壓機與球磨機聯(lián)合粉磨工藝流程

　　如圖2所示，配合料經(jīng)過輥壓機擠壓粉碎之后，不能直接入磨；而是先經(jīng)過打散分級機分選，細料（粒徑≤2mm）送入球磨機水泥粉磨系統(tǒng)；粗料（粒徑在2mm以上）返回輥壓機再次擠壓。球磨機水泥粉磨系統(tǒng)可以是普通球磨機一級閉路流程，也可以是高細高產(chǎn)磨一級開路流程。

　　通過打散分級機可以調(diào)控球磨機的入料粒度和系統(tǒng)循環(huán)負荷，輥壓機和球磨機各自承擔(dān)的的粉碎功能界限十分明確，通過優(yōu)化各自的操作參數(shù)，使整個粉磨系統(tǒng)達到最佳運行狀態(tài)。這種流程最大的特點是消除了輥壓機的邊緣效應(yīng)，滿足了輥壓機過飽和喂料的要求；同時可以采用“低壓大循環(huán)工藝”，減小輥壓機的工作壓力，延長輥套使用壽命，提高運轉(zhuǎn)率；不必刻意追求輥壓機出料中的合格細粉含量，充分發(fā)揮打散分級機的調(diào)控作用。實踐證明：該工藝流程比普通球磨機一級閉路流程增產(chǎn)60%以上，降低單產(chǎn)電耗15～20%，不僅經(jīng)濟效顯著，而且運行費用降低、維護檢修工作量大為減小。

（三）立式磨水泥粉磨一級閉路流程

　　如圖3所示，立式磨水泥粉磨一級閉路流程，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)主要實現(xiàn)水泥熟料和混合材的分別粉磨；混合功能區(qū)主要實現(xiàn)按不同的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)進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，微細粉偏少，水泥早期強度低，泌水現(xiàn)象嚴重等問題；另外，水泥組份比生料易磨性差，磨輥、磨盤磨損嚴重。因此，立式磨粉磨水泥對設(shè)備材質(zhì)要求高，分級裝置結(jié)構(gòu)應(yīng)有所改進；操作維護具有一定的難度。直到2000年7月，我國國內(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)。采用德國制造的萊歇磨LM46，年產(chǎn)礦渣水泥70萬噸，工藝流程如圖3，實質(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過程中，水泥多組份顆粒分布不易控制的難題，對于確保水泥質(zhì)量提供了方便條件。

圖3   立式磨水泥粉磨一級閉路流程

（四）立式磨與球磨機分別粉磨合成水泥工藝流程

　　采用立式磨單獨粉磨礦渣，可以利用立磨熱風(fēng)爐提供的熱氣，實現(xiàn)礦渣的烘干兼粉磨過程，合格的礦渣微粉進入礦渣粉庫。省掉礦渣烘干機，簡化生產(chǎn)流程。熟料、石膏或其它混合材用球磨機一級閉路系統(tǒng)粉磨，合格細粉進入熟料、石膏粉庫。在水泥合成車間，根據(jù)市場需求和國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，將礦渣微粉和熟料、石膏粉，按比例計量、混合、均化、配制成不同強度等級的礦渣水泥或復(fù)合水泥。目前國內(nèi)大型鋼鐵集團一般都采用這種工藝流程，一次性投資都在3000～5000萬元以上，但經(jīng)濟效益的回報也是十分可觀的。 

“分別粉磨”工藝主要注意事項

（一）粉磨平衡

　　一般來說，物料在粉磨過程中，粉磨時間越長，出磨產(chǎn)品粒度越細、單位產(chǎn)品的電耗越高。但是，隨著粉磨時間的延長，物料比表面積逐漸增大，其比表面能也增大，因而，微細顆粒相互聚集、結(jié)團的趨勢也逐漸增強。經(jīng)過一段時間后，磨內(nèi)會處于一個“粉磨↔團聚”的動態(tài)平衡過程，達到所謂的“粉磨極限”。在這種狀態(tài)下，即使再延長粉磨時間，也難以將產(chǎn)品粉磨得更細，有時甚至使產(chǎn)品的表觀粒度變粗。同時，磨機產(chǎn)量明顯減少、粉磨能耗成倍增加、粉磨效率降低。這種現(xiàn)象在普通粉磨時并不明顯，但在高細粉磨和超細粉磨中經(jīng)常出現(xiàn)，也是粉磨生產(chǎn)必須認真解決的問題之一。最好的解決辦法是：添加助磨劑。無機物一類非極性助磨劑，能形成物料顆粒表面的包裹薄膜，使表面達到飽和狀態(tài)，不再互相吸引粘結(jié)成團塊，增大磨內(nèi)物料的流動性。并通過裂紋形成和擴展過程中的防“閉合”和吸附，降低顆粒硬度、減弱顆粒的強度，改善細顆粒的易磨性。由于磨內(nèi)粉磨物料明顯提高了物料連續(xù)通過磨機的速度；也改善了研磨介質(zhì)的粉磨作用；助磨劑通過保持顆粒的分散，來阻止顆粒之間的聚結(jié)或團聚。粉磨粒度越細，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，由于入磨物料粒度的減小，球磨機磨內(nèi)研磨體的平均球徑必然要隨之減小。一般來說，最大球的球徑不要超過φ60。根據(jù)磨機的倉位，減大球、換小球。兩倉磨，還應(yīng)該將隔倉板前移，增大細磨倉長度。由于礦渣難磨，研磨體的裝載量應(yīng)適當(dāng)高于磨機設(shè)計裝載量，約增加10%左右，不要超過15%。
山東LB水泥制造有限公司將一臺φ2.2×7米閉路球磨機改為開路篩分磨單獨粉磨礦渣微粉，產(chǎn)品比表面積≥400 m2/kg，磨機臺時產(chǎn)量達到6t/h，當(dāng)加入5%左右的粉煤灰后，磨機臺時產(chǎn)量提高到7t/h。綜合電耗為65～70kwh/t。球磨機由雙倉磨改為三倉磨，各倉比例為：L1:L2:L3=1:1:2.8；研磨體總裝載量為33.5噸，級配與填充率見表 

φ2.2×7m三倉開路篩分磨研磨體級配與填充率

　　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)負荷等。助磨劑在開流磨中使用，能增加細粉含量。在一般情況下，添加助磨劑使物料的流速加快，使物料細度相對流速的變化更加敏感。所以在開流磨中要特別注意對助磨劑添加方法的合理控制：一方面，通過對添加量的調(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)，要使選粉機與之匹配，保持成品細度不變，則可提高產(chǎn)量。在某一特定閉路磨機中，成品細度不變的情況下，循環(huán)負荷的大小決定于出磨物料的細度，反應(yīng)了物料在磨機中停留時間的長短。循環(huán)負荷大，表明物料在磨機內(nèi)停留時間短，出磨物料粗。循環(huán)負荷小，表明物料在磨機內(nèi)停留時間長，出磨物料細。使用助磨劑后物料流速的加快會使物料在磨內(nèi)通過的時間縮短。如果原系統(tǒng)循環(huán)負荷較大，物料停留時間較短，添加助磨劑后不對磨機系統(tǒng)進行適當(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，由于流速過快，物料得不到“充分”研磨致使出磨物料細度跑粗，循環(huán)負荷逐漸增加．時間一長會造成出磨物料量的成倍增加，磨尾提升機容易過載而使生產(chǎn)受到影響。

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

　　在一般情況下，只要磨機運行狀況良好，助磨劑就可以達到預(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)特點進行適當(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)負荷下達到最佳產(chǎn)量。在閉路磨機中使用助磨劑主要可以實現(xiàn)以下幾方面的效果。首先，在保持磨機產(chǎn)量不變的情況下，可以調(diào)節(jié)選粉機，使磨機循環(huán)負荷恢復(fù)或者稍高于原來水平，從而使磨機總的喂料量逐漸穩(wěn)定，這時產(chǎn)品的篩余細度下降，比表面積增加。其次，在此基礎(chǔ)上，不改變選粉運行參數(shù)，保持產(chǎn)品細度不變，就可以增加喂料量，提高磨機臺時產(chǎn)量。