TRMS43.4礦渣輥磨的特點(diǎn)及應(yīng)用

石光，劉箴，趙劍波，王慶利，彭凌云

TRMS43.4礦渣輥磨的特點(diǎn)及應(yīng)用

Characteristic and Application of TRMS43.4 Slag Roller Mill

石光，劉箴，趙劍波，王慶利，彭凌云

本文詳細(xì)論述了TRMS型礦渣輥磨的技術(shù)特點(diǎn)，并簡(jiǎn)單介紹了礦渣粉磨工藝流程。TRMS43.4礦渣輥磨在天津鋼宏建材有限公司年產(chǎn)60萬(wàn)噸礦粉生產(chǎn)線中的使用情況，驗(yàn)證了該磨機(jī)的運(yùn)行參數(shù)和性能指標(biāo)。

輥磨；礦渣；工藝流程；經(jīng)濟(jì)效益

1TRMS43.4礦渣輥磨的技術(shù)特點(diǎn)

TRMS43.4礦渣輥磨采用了多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，包括新型高效籠式選粉技術(shù)、喂料防堵技術(shù)、料床整理技術(shù)和磨輥密封新型結(jié)構(gòu)等。其技術(shù)特點(diǎn)可以總結(jié)如下：

（1）具有自動(dòng)抬輥、落輥功能，可以實(shí)現(xiàn)空載啟動(dòng)。

（2）磨輥可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)加壓或分別加壓。

（3）磨輥密封采用新型結(jié)構(gòu)形式。

（4）配有翻輥裝置，可將磨輥翻出磨外，便于檢修。

（5）磨機(jī)密封好，漏風(fēng)系數(shù)低。

（6）機(jī)械限位和電氣限位有效保護(hù)設(shè)備安全。

（7）采用部分物料外循環(huán)系統(tǒng)，可大幅度降低系統(tǒng)的通風(fēng)電耗。

（8）高效動(dòng)態(tài)籠式選粉機(jī)選粉效率高，調(diào)節(jié)細(xì)度靈敏。

（9）主機(jī)配有輔助傳動(dòng)裝置，方便檢修。

（10）實(shí)現(xiàn)干濕料分開，防止下料管堵塞。

TRMS43.4礦渣立式輥磨由傳動(dòng)裝置、磨盤裝置、磨輥裝置、搖臂裝置、機(jī)架、進(jìn)風(fēng)道、中殼體、分離器、操作平臺(tái)、加壓裝置、翻輥裝置、潤(rùn)滑系統(tǒng)等部件組成。

磨機(jī)的工作原理為：物料通過(guò)輸送皮帶，經(jīng)過(guò)鎖風(fēng)裝置沿著下料管落到磨盤中央，磨盤在驅(qū)動(dòng)裝置的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下物料向外均勻分散、鋪平，形成料床。磨輥在加壓裝置的作用下壓在物料上面，并連續(xù)進(jìn)行碾壓；在磨盤邊緣物料被甩出磨盤，一部分通過(guò)風(fēng)環(huán)進(jìn)入磨內(nèi)的熱氣體將物料送入分離器進(jìn)行分選；在此過(guò)程中物料與熱氣體進(jìn)行充分的熱交換，水分迅速蒸發(fā)；通過(guò)調(diào)節(jié)分離器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速來(lái)控制成品細(xì)度，不合格的物料被送回至磨盤再次粉磨；另外一部分粗顆粒掉落下來(lái)，通過(guò)刮料裝置送到磨外，再經(jīng)輸送和提升裝置被重新送入磨內(nèi)再進(jìn)行粉磨，如此循環(huán)往復(fù)。圖1為TRMS43.4礦渣輥磨結(jié)構(gòu)示意圖。

2TRMS43.4礦渣輥磨系統(tǒng)的工藝流程

2.1 系統(tǒng)工藝流程

原料礦渣儲(chǔ)存于露天堆廠中，由抓斗送入喂料倉(cāng)，經(jīng)計(jì)量皮帶秤、皮帶輸送機(jī)、鎖風(fēng)閥裝置、喂料溜管落到磨盤上，恒速旋轉(zhuǎn)的磨盤借助于離心力將礦渣向外均勻分散，形成一定厚度的料床，物料在進(jìn)入粉磨區(qū)域前先進(jìn)行預(yù)壓實(shí)、排氣，同時(shí)料床上的物料受到磨輥的擠壓而被粉碎。顆粒較細(xì)的物料在磨盤邊緣處被從風(fēng)環(huán)進(jìn)入的熱氣體帶起并進(jìn)入到選粉機(jī)中進(jìn)行分選（動(dòng)靜態(tài)組合式高效選粉機(jī)能有效調(diào)節(jié)礦渣微粉細(xì)度，產(chǎn)品比表面積可控制在4000～5000cm2/g范圍內(nèi)），合格細(xì)粉被帶入袋式收塵器收集作為成品，粗粉則返回到磨盤再次粉磨；大顆粒物料（包括鐵渣）在風(fēng)環(huán)處落入進(jìn)風(fēng)道，通過(guò)吐渣口進(jìn)入外循環(huán)系統(tǒng)。在此過(guò)程中，物料與熱氣體進(jìn)行了充分的熱交換，水分被迅速蒸發(fā)，通過(guò)選粉機(jī)分選的合格細(xì)粉水分控制在＜0.5%。部分粉磨難度較大的大顆粒物料（包括鐵渣）落入風(fēng)環(huán)，通過(guò)吐渣口進(jìn)入外循環(huán)系統(tǒng)，并經(jīng)過(guò)除鐵后再次進(jìn)入輥磨與新喂物料一起粉磨。出收塵器的成品通過(guò)空氣輸送斜槽、提升機(jī)等設(shè)備送入到成品庫(kù)中。

圖1 TRMS型輥式磨結(jié)構(gòu)示意圖

系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了三道除鐵裝置：計(jì)量秤后的第一條皮帶上設(shè)有帶式除鐵器，經(jīng)過(guò)兩處轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)后的第三條皮帶上設(shè)有另一臺(tái)帶式除鐵器，物料循環(huán)系統(tǒng)中設(shè)有一臺(tái)超精細(xì)除鐵器，這三道除鐵裝置可以有效地除去礦渣中的鐵質(zhì)，降低設(shè)備的磨損。圖2為TRMS43.4礦渣粉磨系統(tǒng)流程圖。

2.2 系統(tǒng)主要設(shè)備及參數(shù)

TRMS43.4礦渣輥磨是根據(jù)料床粉磨的原理，通過(guò)磨輥、磨盤之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)研磨礦渣的機(jī)械設(shè)備裝置，集粉碎、粉磨、烘干、選粉等工序于一體，結(jié)構(gòu)緊湊。表1所示為天津鋼宏建材有限公司的年產(chǎn)60萬(wàn)噸礦渣粉磨生產(chǎn)線的主要配置。

3TRMS43.4礦渣輥磨系統(tǒng)運(yùn)行情況

礦渣輥磨系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性決定了礦渣微粉產(chǎn)量和質(zhì)量的高低。主要影響輥磨系統(tǒng)穩(wěn)定性的主要因素包括：入磨原料礦渣的粒度和水分，磨機(jī)的研磨壓力，選粉機(jī)密封結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)速，系統(tǒng)風(fēng)溫和風(fēng)量，磨輥與磨盤、擋料圈的情況等。在實(shí)際應(yīng)用中必須有效控制上述各因素，通過(guò)加強(qiáng)生產(chǎn)管理和不斷探索，優(yōu)化各參數(shù)。

3.1 原料礦渣特性、粒度和水分

天津鋼宏建材有限公司的原料礦渣來(lái)源是天津鋼鐵廠煉鐵后外排的水淬高爐礦渣，其中含有0.2%左右的鐵渣及0.5%的直徑3cm以上的大塊爐渣，這些鐵渣及爐渣如進(jìn)入磨機(jī)會(huì)造成磨機(jī)的振動(dòng)加大、料層不穩(wěn)，進(jìn)而影響粉磨的效果。在生產(chǎn)初期曾發(fā)生因振動(dòng)過(guò)大引起磨機(jī)跳停，甚至磨輥輥套有大塊剝落的現(xiàn)象。為排除礦渣中鐵渣及大塊爐渣對(duì)生產(chǎn)的影響，在皮帶輸送機(jī)上安裝了兩套皮帶除鐵器及一套振動(dòng)篩，使入磨的礦渣顆粒直徑＜3cm，避免了礦渣中含鐵物料對(duì)生產(chǎn)的影響。表2所示為該廠礦渣微粉原料成分的全分析。

礦渣的含水量影響著生產(chǎn)操作參數(shù)的調(diào)整，我們通過(guò)磨內(nèi)噴水裝置噴水量的調(diào)節(jié)穩(wěn)定料層、減小磨機(jī)的振動(dòng)、提高粉磨效率。實(shí)際生產(chǎn)中入磨礦渣的含水量在10%左右時(shí)該磨機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行非常穩(wěn)定，產(chǎn)量可以達(dá)到100t/h。

3.2 研磨壓力

液氣彈性系統(tǒng)通過(guò)磨輥將壓力傳遞給物料，合適的壓力是輥磨實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定料床粉磨的前提。如果壓力過(guò)低，輥磨的產(chǎn)量下降，料床厚度增加，循環(huán)負(fù)荷增大；如果壓力過(guò)高，主電機(jī)電流增大，料床變薄，磨機(jī)振動(dòng)加大。TRMS43.4礦渣輥磨采用對(duì)四個(gè)磨輥分別加壓的液壓系統(tǒng)，一般情況下，有桿腔的油壓設(shè)定值為12MPa（蓄能器充氮壓力為7.5MPa），無(wú)桿腔的油壓設(shè)定為2.5MPa（蓄能器充氮壓力為1.5MPa）。加壓油缸的這兩個(gè)設(shè)定值能夠保證液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定和保壓時(shí)間，并使料層穩(wěn)定在25～35mm左右，減少磨機(jī)的振動(dòng)，有效發(fā)揮磨機(jī)的粉磨效率。

圖2 TRMS43.4礦渣粉磨系統(tǒng)流程簡(jiǎn)圖

表1 系統(tǒng)主要設(shè)備參數(shù)

3.3 選粉機(jī)密封結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)速

TRMS43.4礦渣輥磨的選粉機(jī)為籠式動(dòng)態(tài)選粉機(jī)。粉磨系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，粉磨后的物料在熱風(fēng)的帶動(dòng)下，成螺旋狀氣流被吸入選粉機(jī)進(jìn)行分選。選粉機(jī)的密封情況及轉(zhuǎn)速會(huì)影響礦渣微粉的產(chǎn)量和質(zhì)量。礦渣微粉篩余控制的關(guān)鍵部位在轉(zhuǎn)子上側(cè)的密封結(jié)構(gòu)，該處的密封結(jié)構(gòu)為迷宮密封。當(dāng)該部分結(jié)構(gòu)磨損較大時(shí)，大量的粗顆粒礦渣微粉從該處通過(guò)，使產(chǎn)品的篩余值變大，甚至超過(guò)2%的規(guī)定值。所以該處的部件材料采用耐磨材料，防止密封結(jié)構(gòu)因磨損而失去原有的功能。在生產(chǎn)時(shí)通過(guò)調(diào)整選粉機(jī)轉(zhuǎn)速改變礦渣微粉的產(chǎn)品的細(xì)度。當(dāng)產(chǎn)量增加時(shí)，應(yīng)考慮適當(dāng)提高選粉機(jī)的轉(zhuǎn)速。如產(chǎn)量為90t/h時(shí)，系統(tǒng)風(fēng)門開度65%，研磨壓力11.5MPa的條件下，選粉機(jī)的轉(zhuǎn)速一般在102r/min；當(dāng)產(chǎn)量增加到100t/h時(shí)，系統(tǒng)風(fēng)門開度75%，研磨壓力12.5MPa的條件下，選粉機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)整至106r/min。在上述參數(shù)情況下，礦渣微粉產(chǎn)品的比表面積能控制在4200～4600cm2/g之間。

3.4 磨機(jī)風(fēng)溫和風(fēng)量

磨機(jī)的風(fēng)溫包括入口熱風(fēng)溫度和磨機(jī)出口溫度。正常生產(chǎn)時(shí)，根據(jù)不同的投料量，磨機(jī)的入口風(fēng)溫控制在200～230℃之間，這個(gè)溫度的熱風(fēng)能有效烘干成品粉。以熱值3135kJ/ m3高爐煤氣為燃料的燃?xì)鉄犸L(fēng)爐在正常生產(chǎn)情況下，煤氣耗量控制在160～180m3/t之間。

磨機(jī)的出口溫度是有效穩(wěn)定生產(chǎn)的影響因素之一，一般控制在85～95℃之間。在喂料水分約10%、出磨溫度85℃時(shí)仍然能夠保證成品水分≤0.5%。從生產(chǎn)實(shí)際看，磨機(jī)的出口溫度控制在88～93℃對(duì)生產(chǎn)非常有利。在這個(gè)溫度區(qū)間，能有效穩(wěn)定控制生產(chǎn)，可以調(diào)節(jié)投料量、噴水量及其他參數(shù)，保持磨內(nèi)的動(dòng)態(tài)平衡；能保證入除塵器的氣體溫度高于露點(diǎn)溫度，防止除塵布袋結(jié)露，并能保證磨內(nèi)的物料充分烘干。

磨機(jī)系統(tǒng)的通風(fēng)量直接影響入庫(kù)礦渣微粉成品顆粒的粗細(xì)。風(fēng)量過(guò)大，會(huì)使礦渣粉的較粗顆粒被帶起，使流體中的含塵濃度增加，產(chǎn)品比表面積變小，磨內(nèi)壓差增大；風(fēng)量過(guò)小，會(huì)降低產(chǎn)量，產(chǎn)品比表面積變大，回料量增加。磨機(jī)系統(tǒng)的通風(fēng)量的大小由主風(fēng)機(jī)的風(fēng)門開度決定。主風(fēng)機(jī)風(fēng)門開度應(yīng)根據(jù)投料量的大小來(lái)相應(yīng)調(diào)整。在正常生產(chǎn)時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定袋式收塵器出口的風(fēng)量結(jié)果為：溫度85℃，氣體壓力-4300Pa，工況風(fēng)量306000m3/h，標(biāo)況風(fēng)量216000m3（標(biāo)）/h?？紤]到袋收塵器的漏風(fēng)因素，出磨氣體的風(fēng)量在290000m3/h左右，壓力在-3600Pa左右。

3.5 料層厚度與擋料圈高度

磨輥與磨盤、擋料圈的幾何尺寸、相對(duì)位置及耐磨層的材質(zhì)直接影響了料層的穩(wěn)定及粉磨的效率。TRMS43.4輥磨的磨輥與磨盤的間隙控制在12mm左右，擋料圈與磨輥大端的間隙控制在30mm左右。磨機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)料層的厚度在25～35mm之間，如果料層太薄，＜15mm時(shí)磨機(jī)會(huì)振動(dòng)劇烈，料層太厚磨機(jī)也會(huì)振動(dòng)，而且會(huì)增加主電機(jī)負(fù)荷，降低粉磨效率。擋料圈的高度控制在200～215mm之間，擋料圈過(guò)高會(huì)導(dǎo)致料層變厚，降低粉磨效率，增加排鐵的難度；擋料圈過(guò)低會(huì)增加回料量，難以提高產(chǎn)量。

表2 礦渣微粉原料成分組成，%

4結(jié)論

輥磨是集機(jī)械、液壓、電氣自動(dòng)化為一體的設(shè)備，其操作相對(duì)于其他設(shè)備要復(fù)雜得多，每臺(tái)新的輥磨投產(chǎn)后都需要一段時(shí)間的調(diào)整。天津鋼宏建材有限公司使用的TRMS43.4礦渣輥磨自2012年3月投產(chǎn)以來(lái)，經(jīng)過(guò)一年多的生產(chǎn)實(shí)踐，其生產(chǎn)的礦渣粉在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了檢測(cè)，各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到并超過(guò)了“用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣粉（GB/ T18046-2000）”國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中S95級(jí)礦渣粉的技術(shù)要求，如表3所示。

表3 礦渣粉的性能

同時(shí)，在中材（天津）粉體技術(shù)裝備有限公司的努力下，該磨機(jī)系統(tǒng)設(shè)備及工藝參數(shù)得到不斷優(yōu)化，生產(chǎn)運(yùn)行日益穩(wěn)定。在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，產(chǎn)量穩(wěn)定在90～95t/h，粉磨系統(tǒng)電耗38kWh/t，生產(chǎn)成本不斷降低，公司獲得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1]柴星騰,聶文海.礦渣粉磨技術(shù)進(jìn)展[N].中國(guó)建材報(bào)，2006.

[2]王仲春,李德宇.礦渣高細(xì)粉磨技術(shù)[J].水泥技術(shù)，2001（4）.

[3]王仲春.水泥工業(yè)粉磨工藝技術(shù)[M].北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社,1998.■

TQ172.632.5

A

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2013-09-13；編輯：呂光