論高爐礦渣超細(xì)粉生產(chǎn)工藝及關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備的創(chuàng)新技術(shù)

李曉偉

摘要：本文通過對太鋼集團(tuán)已建成并運(yùn)轉(zhuǎn)優(yōu)良的礦渣超細(xì)粉生產(chǎn)線中的技術(shù)改造和設(shè)備改進(jìn)的論述，從實(shí)際經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，總結(jié)了非常行之有效的創(chuàng)新技術(shù)，對相關(guān)企業(yè)投資立磨生產(chǎn)線和與此有關(guān)的生產(chǎn)線提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：5400KW/56.3+3S立磨；3500型濾袋式氣箱除塵器；混凝土粉庫存物料防粘結(jié)技術(shù)；粉狀物料發(fā)運(yùn)無人值守系統(tǒng)

1.引言

太鋼作為李雙良精神的發(fā)源地，多年來致力推行清潔生產(chǎn)和資源循環(huán)利用可持續(xù)發(fā)展，以徹底改變鋼鐵企業(yè)長期的水渣低價(jià)銷售或外倒填溝形象。經(jīng)過山西太鋼不銹鋼股份有限公司加工廠與德國萊歇公司、合肥水泥院、黃石建材節(jié)能設(shè)備總廠等廠家交流、實(shí)驗(yàn)、結(jié)合太鋼特點(diǎn)改進(jìn)設(shè)備設(shè)計(jì)等多方面籌劃，研究開發(fā)了超細(xì)粉處理工藝。建成實(shí)踐后的粒化高爐水渣立磨工藝生產(chǎn)超細(xì)粉技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用完全符合我國循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。如今，太鋼超細(xì)粉生產(chǎn)線已經(jīng)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)近3年，產(chǎn)能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，期間無重大設(shè)備故障，且產(chǎn)品質(zhì)量遠(yuǎn)高于國標(biāo)要求，市場反應(yīng)良好，供不應(yīng)求。

2.主要?jiǎng)?chuàng)新技術(shù)

2.1方案設(shè)計(jì)

太鋼不銹加工廠高爐水渣超細(xì)粉項(xiàng)目采用優(yōu)化后的德國LM56.3+35400KW立磨作為主體設(shè)備，并配套有國內(nèi)業(yè)內(nèi)最先進(jìn)的3500型氣箱袋式收塵器和中空雙層預(yù)熱式熱風(fēng)爐。高爐水渣經(jīng)過計(jì)量后進(jìn)入立磨研磨、烘干，烘干由預(yù)熱式熱風(fēng)爐提供熱風(fēng)，熱風(fēng)經(jīng)管道進(jìn)入立磨底部，將合格超細(xì)粉從立磨帶入收塵器，收塵器實(shí)現(xiàn)粉、尾氣分離，水蒸氣有排空管道排入大氣，剩余60%的尾氣再次經(jīng)管道進(jìn)入立磨，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。生產(chǎn)合格超細(xì)粉經(jīng)密閉式空氣斜槽輸送到成品庫，在成品銷售外運(yùn)時(shí)，本項(xiàng)目獨(dú)特創(chuàng)新的無人值守系統(tǒng)可現(xiàn)實(shí)超細(xì)粉的無人操作自動(dòng)裝車、計(jì)量、數(shù)據(jù)上傳等各項(xiàng)工作，為了生產(chǎn)線產(chǎn)品的合格性，生產(chǎn)線預(yù)先提高立磨運(yùn)行參數(shù)，大大提高超細(xì)粉的產(chǎn)品等級，并在整個(gè)生產(chǎn)過程產(chǎn)品全程質(zhì)量檢驗(yàn)，杜絕不合格品的產(chǎn)生。

2.2 本工藝生產(chǎn)線實(shí)施過程中各階段的主要工作及技術(shù)關(guān)鍵和創(chuàng)新點(diǎn)

2.2.1萊歇公司LM56.3+3 4500KW立磨主要用于水泥熟料研磨，太鋼不銹加工廠經(jīng)過與萊歇公司多次交流、討論、試驗(yàn)驗(yàn)證后，將萊歇水泥熟料磨改進(jìn)為水渣超細(xì)粉立磨LM56.3+3S 5400KW。4500KW立磨主要用于水泥熟料研磨，由于水泥熟料粘度較低，且產(chǎn)品成分較為純凈，沒有大塊異物和金屬，相對立磨的磨輥、磨盤、抗震系數(shù)要求都低，根據(jù)我單位的實(shí)際要求，如水渣的產(chǎn)量、水渣粒度和性能、設(shè)備磨損程度控制等，確定使用5400KW水渣立磨，使立磨具有較強(qiáng)的抗震性，并且要求立磨耐磨件全部采用最新設(shè)計(jì)復(fù)合板，以降低產(chǎn)品的磨耗。

2.2.2首次采用5400KW電機(jī)、主減速機(jī)，將傳統(tǒng)配置功率提高20%；經(jīng)過改進(jìn)立磨單臺產(chǎn)量提高29%，由4500KW立磨對應(yīng)平均產(chǎn)量127.5噸/小時(shí)，提高到現(xiàn)工藝5400KW立磨對應(yīng)平均產(chǎn)量165噸/小時(shí)，使單位噸成本節(jié)約5%，提高了產(chǎn)品的市場競爭力。

2.2.3改進(jìn)選粉機(jī)結(jié)構(gòu)形式，將靜葉片由可調(diào)適改為固定式，動(dòng)葉片由一級結(jié)構(gòu)改為四級結(jié)構(gòu)。

2.2.4立磨磨盤由鑄鋼改為鑄鐵，提高抗震性，降低損壞率；因立磨工況限制，立磨振動(dòng)較大，鑄鐵磨盤由于其自身抗震性較好特點(diǎn)，相對鑄鋼件立磨運(yùn)行效率得到提升。

3.實(shí)施效果

太鋼高爐水渣超細(xì)粉項(xiàng)目建成投產(chǎn)后，年產(chǎn)合格超細(xì)粉100萬噸，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益6000萬/年，并有效減少太鋼冶金渣的外排，豐富了太鋼結(jié)構(gòu)品種，擴(kuò)大太鋼產(chǎn)業(yè)鏈。實(shí)施技術(shù)改造后的主要效果如下：

3.1主要達(dá)到的效果

采用萊歇公司現(xiàn)有技術(shù)，結(jié)合太鋼生產(chǎn)實(shí)際，經(jīng)過多次試驗(yàn)演算，將德國萊歇公司LM56.3+3S 4500KW水渣立磨改進(jìn)為LM56.3+3S 5400KW作為生產(chǎn)線主體設(shè)備，該設(shè)備集研磨、烘干、選粉為一體，自動(dòng)化程度高、穩(wěn)定、高產(chǎn)、能耗低，符合太鋼水渣超細(xì)粉項(xiàng)目大生產(chǎn)要求。

開發(fā)礦渣超細(xì)粉業(yè)內(nèi)首次使用3500型氣箱袋式氣箱除塵器作為工藝收塵設(shè)備；此前3500型氣箱袋式除塵器僅應(yīng)用于環(huán)保除塵，降低粉塵污染，而太鋼超細(xì)粉項(xiàng)目將環(huán)保除塵作為工藝“收塵器”大大提高選粉效率，降低了廢棄粉塵排放，經(jīng)檢驗(yàn)廢棄排放13.5mg/Nm3遠(yuǎn)低于國標(biāo)要求。

集成創(chuàng)新采用中空雙層預(yù)熱式燃?xì)鉄犸L(fēng)爐為熱風(fēng)制備系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自身尾氣60%回收再利用，大大降低產(chǎn)品能耗。

開發(fā)了庫存物料防粘結(jié)技術(shù)，使用輕質(zhì)高分子合成材料作為成品儲存?zhèn)}內(nèi)襯，實(shí)現(xiàn)了超細(xì)粉庫壁無板結(jié)。經(jīng)過實(shí)踐使用，方粘結(jié)效果良好，從根本解決了超細(xì)粉庫壁粘結(jié)。

3.2應(yīng)用情況

3.2.1太鋼立磨運(yùn)行參數(shù)對標(biāo)表

通過對比，太鋼加工廠超細(xì)粉生產(chǎn)線通過工藝生產(chǎn)過程控制使生產(chǎn)在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)質(zhì)量達(dá)標(biāo)，其各項(xiàng)控制在同類型立磨中都優(yōu)于其它生產(chǎn)線，超細(xì)粉質(zhì)量平穩(wěn)，社會(huì)反應(yīng)良好。

3.2.2建材行業(yè)應(yīng)用太鋼水渣超細(xì)粉節(jié)約成本對比圖

同種混凝土中摻30%水渣粉代替水泥與摻10%的粉煤灰成本相比，C45混凝土下降7.2元/m3；C55混凝土同摻量成本下降8.1元/m3；C65混凝土同摻量成本下降10.5元/m3。

3.2.3社會(huì)效益

太鋼年產(chǎn)100萬噸成品超細(xì)粉，按照超細(xì)粉在水泥中的比例，可以減少水泥行業(yè)年開采125萬噸礦山資源，按開采一噸礦石40元計(jì)算可節(jié)約成本0.5億元/年，同時(shí)減少排放燒制水泥熟料產(chǎn)生的溫室氣體100萬噸。可增加就業(yè)崗位80個(gè)。同時(shí)減少了水渣無效倒搬量，降低了員工勞動(dòng)強(qiáng)度。

4.結(jié)論

太鋼集團(tuán)組織開發(fā)的超細(xì)粉生產(chǎn)線由于精心組織變革設(shè)計(jì)不斷創(chuàng)新，取得了極大的成功，目前正在建設(shè)中，主體工藝和設(shè)備沿用了一期項(xiàng)目的所有技術(shù)特點(diǎn)，相信未來建成可為國家企業(yè)創(chuàng)造優(yōu)良的效益。所有的創(chuàng)新技術(shù)改造并不僅僅局限于高爐礦渣超細(xì)粉，其他相關(guān)企業(yè)也可以通過該文章的闡述，對所述技術(shù)進(jìn)行研究討論，共同促進(jìn)我國粉末行業(yè)的發(fā)展。