礦渣微粉的應(yīng)用及生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)淺析

李鵬林

（南京韜恒工業(yè)科技有限公司， 江蘇 南京 211102）

當(dāng)下，我國(guó)鋼鐵冶煉行業(yè)取得較優(yōu)良的發(fā)展成績(jī)，但是該行業(yè)在發(fā)展過(guò)程中在環(huán)境與制造工藝等多種因素的共同作用下，冶煉作業(yè)中產(chǎn)生以大量礦渣為主要原料進(jìn)入水泥生產(chǎn)作業(yè)中，演變成重要的一種原材料類(lèi)型，為提升資源應(yīng)用的有效性與合理性，礦渣微粉技術(shù)被開(kāi)發(fā)與推廣應(yīng)用，加強(qiáng)對(duì)礦渣微粉技術(shù)工藝改造，是不同提升資源有效利用率的有效方法。

1 礦渣微粉概述

礦渣微粉為把煉鐵高爐排出的水淬礦渣整合少量助磨劑，經(jīng)歷超細(xì)粉磨后獲得一種粉末狀產(chǎn)品，為現(xiàn)代建筑工程施工期間一種常用添加材料。應(yīng)用于水泥相關(guān)材料的制備中，有助于強(qiáng)化水泥和其他材料之間的和易性，連續(xù)提升水泥的各項(xiàng)性能，大幅度提升水泥的使用效果，優(yōu)化水泥的一些屬性，促使其在工程施工中體現(xiàn)出高性能。礦渣微粉為各國(guó)一致肯定的、具有優(yōu)良性能的材料，在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用過(guò)程中體現(xiàn)出較好的粘合性，后期使用過(guò)程中強(qiáng)度較高，故此在建筑行業(yè)中應(yīng)用范疇不斷拓展。

礦渣微粉技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，能明顯提升混凝土在使用過(guò)程中的強(qiáng)度，對(duì)其整體質(zhì)量的提升有很大助益。另外，有資料記載，礦渣微粉技術(shù)對(duì)水泥混凝土的堿骨料反應(yīng)能產(chǎn)生明顯的抑制作用，進(jìn)而提升混凝土的耐久性。礦渣微粉技術(shù)還有助于減少或規(guī)避混凝土攪拌作業(yè)中反水現(xiàn)象的發(fā)生，改善水泥攪拌質(zhì)量[1]。

2 礦渣微粉在實(shí)際中的應(yīng)用意義

2.1 改善混凝土性能的機(jī)理

礦渣微粉中的化學(xué)成分以SiO2、Al2O3與CaO為主，具有超強(qiáng)的活性，將其混合至水泥混凝土中，SiO2、Al2O3可以和水泥內(nèi)的C3S、C2S發(fā)生水化反應(yīng)，促進(jìn)水化硅酸鈣產(chǎn)物的形成，對(duì)水泥混凝土的縫隙產(chǎn)生良好的填充作用，明顯提升水泥混凝土的致密度，與此同時(shí)還能把強(qiáng)度相對(duì)較低的Ca（OH2晶體轉(zhuǎn)型為強(qiáng)度相對(duì)較高的水化硅酸鈣凝膠，進(jìn)而促使水泥混凝土的多種性能都有明顯改善。

2.2 提升混凝土的實(shí)用性

在混凝土施工作業(yè)期間，需關(guān)注礦渣顆粒的整體狀態(tài)，而應(yīng)用礦渣微粉能顯著增加混凝土在施工作業(yè)中的整體流動(dòng)性，為各材料混合攪拌環(huán)節(jié)中各指標(biāo)的相符性創(chuàng)造便利條件，整體材料在配制過(guò)程中也會(huì)體現(xiàn)出明顯優(yōu)越性，維持相對(duì)較優(yōu)良的狀態(tài)[2]。

2.3 強(qiáng)化施工工藝流程的簡(jiǎn)潔性

礦渣微粉的生產(chǎn)工序較為簡(jiǎn)單，從原材料的選購(gòu)到微粉的生產(chǎn)作業(yè)，水泥廠只要使用較為常見(jiàn)的普通球磨機(jī)就可完成。但是在上述工序中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)內(nèi)部部分工序的調(diào)整，適量增加輔助性設(shè)備，將設(shè)備成本降至最低水平。礦渣微粉技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)混凝土的基本性能發(fā)揮良好的延伸作用，有助于提升工業(yè)廢渣的使用能力，積極貫徹落實(shí)環(huán)保理念。處理鋼鐵制造中的廢料，有助于簡(jiǎn)化原材料的開(kāi)發(fā)渠道，減縮中間環(huán)節(jié)，將更多的時(shí)間與精力投入到生產(chǎn)中，不斷提升資源開(kāi)發(fā)的合理性與利用率，省略中間部分環(huán)節(jié)能明顯提升生產(chǎn)工藝的精簡(jiǎn)性。

3 礦渣微粉生產(chǎn)工藝

3.1 工藝流程

在實(shí)踐中，多采用鏟車(chē)去運(yùn)輸?shù)V渣，將其配送到料場(chǎng)中的圓盤(pán)給料機(jī)受料點(diǎn)，使用斗式提升機(jī)將原料運(yùn)送至烘干機(jī)上進(jìn)行烘干處理，經(jīng)烘干處理后的礦渣通過(guò)斗式提升機(jī)運(yùn)輸?shù)侥ヮ^倉(cāng)內(nèi)，利用電子皮帶秤稱量原料的真實(shí)質(zhì)量。在以上處理工序結(jié)束以后原料會(huì)被運(yùn)送到球磨機(jī)，經(jīng)粉磨處理后被運(yùn)送至選粉機(jī)，選粉機(jī)篩分以后，粗粉再度被運(yùn)送到磨機(jī)內(nèi)，精心篩選磨粉后被采集的細(xì)粉納入至布袋除塵內(nèi)，布袋除塵采集到的細(xì)粉用空氣運(yùn)遞斜槽被運(yùn)送到斗式提升機(jī)中，提升機(jī)最后把其運(yùn)輸?shù)匠善穫}(cāng)庫(kù)中，而進(jìn)入倉(cāng)庫(kù)的產(chǎn)品通常用打包機(jī)進(jìn)行包裝[3]。

3.2 工藝設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及完善

3.2.1 開(kāi)流磨改成圈流磨，提升生產(chǎn)效率：在原始的工藝生產(chǎn)作業(yè)中，粉磨系統(tǒng)是開(kāi)流磨，其優(yōu)勢(shì)為占地面積較小、運(yùn)行成本較低等優(yōu)勢(shì)，但是卻存在資源耗損量大、運(yùn)行效率低的缺陷。在這樣的運(yùn)行情境下圈流磨的使用提議得到了一致肯定。盡管在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，圈流磨的投入成本較高于開(kāi)流磨，但其具備的很多優(yōu)勢(shì)是開(kāi)流磨不能及的：①降低能源消耗量；②生產(chǎn)效率相對(duì)較高，在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)出量明顯多于開(kāi)流磨。

3.2.2 完善了選粉機(jī)進(jìn)料方案，減低了輔助工藝設(shè)備使用數(shù)目。若應(yīng)用圈流磨模式將粉末整合至選粉設(shè)備內(nèi)，可采用如下兩種方案：①把已經(jīng)通過(guò)磨機(jī)處理的礦渣，在螺旋傳遞設(shè)備的協(xié)助下運(yùn)送至斗式提升裝備中，繼而把其運(yùn)送至選粉機(jī)內(nèi)；②將已用磨機(jī)處理后的礦渣，通過(guò)布袋排塵設(shè)備尾部加設(shè)的風(fēng)機(jī)直接把粉末礦渣傳送至相適應(yīng)的設(shè)備內(nèi)。以上兩種技術(shù)方案應(yīng)用過(guò)程中最明顯的差別是第一種方案運(yùn)行期間需有大量設(shè)備去協(xié)助，不僅要有螺旋傳遞機(jī)和斗式提升裝備的幫襯，還需預(yù)期相配套的除塵設(shè)備去輔助。而第二種方案在運(yùn)行期間無(wú)需過(guò)多設(shè)備設(shè)施的參與，降低設(shè)備開(kāi)發(fā)成本的同時(shí)，卻帶來(lái)一些負(fù)面影響，例如單純應(yīng)用風(fēng)機(jī)可能會(huì)造成能源消耗量增加，和第一種方案相比大概有 20%的增長(zhǎng)點(diǎn)，但部分工作量會(huì)有所降低[4]。結(jié)合效率、成本等眾多因素，決定采用第二種方案。

3.3.3 露天布設(shè)除塵器系統(tǒng)，有利于降低工程造價(jià)成本。本工程在設(shè)計(jì)期間主要應(yīng)用了限額設(shè)計(jì)思路，實(shí)質(zhì)上就是在維護(hù)工藝技能水平和基本功能的基礎(chǔ)上，盡可能的降低資金投入量。依照常規(guī)設(shè)計(jì)思想，在廠房中安設(shè)微粉采集所用的布袋除塵器。但是由于本工程最初收粉系統(tǒng)也被安置在廠房?jī)?nèi)。故此在對(duì)工程設(shè)計(jì)時(shí)，為確保設(shè)計(jì)的科學(xué)性與施工作業(yè)的有效性，建議把除塵器、風(fēng)機(jī)以露天的形式布設(shè)在平臺(tái)上，并對(duì)除塵器自體做適當(dāng)處理，以實(shí)現(xiàn)降低工程建設(shè)投資的目標(biāo)。3.3工程效益分析

在對(duì)工程建設(shè)整體分析后，發(fā)現(xiàn)礦渣微粉的造價(jià)達(dá)到了 500萬(wàn)元，其可以被視為一項(xiàng)綜合治理項(xiàng)目，并且得到國(guó)家相關(guān)優(yōu)惠政策的支撐。結(jié)合工程有關(guān)技術(shù)人員的計(jì)算數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)該工程的總利潤(rùn)達(dá)到 35.20%，財(cái)務(wù)內(nèi)部資金收益率為36.22%，大概經(jīng)歷3.5年后才會(huì)返本[5]。綜合項(xiàng)目工程的相關(guān)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)該工程在投運(yùn)過(guò)程中基本上不會(huì)產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)，多數(shù)投資者樂(lè)于接受。工程企業(yè)的各項(xiàng)財(cái)務(wù)治療均滿足并超出了國(guó)家的有關(guān)規(guī)定。

4 結(jié)束語(yǔ)

礦渣微粉技術(shù)可以被視為一類(lèi)性能優(yōu)良的粘合材料，在建筑行業(yè)中的應(yīng)用能明顯改善水泥混凝土的性能，提升其實(shí)用性，合理應(yīng)用優(yōu)勢(shì)資源，協(xié)助施工單位優(yōu)化建筑施工質(zhì)量的同時(shí)，也幫助鋼鐵企業(yè)實(shí)現(xiàn)對(duì)三廢有效治理的目標(biāo)。回顧本次的研究歷程，筆者也深刻認(rèn)識(shí)到技術(shù)創(chuàng)新的意義，應(yīng)加強(qiáng)開(kāi)流磨、圈流磨等諸多技術(shù)的改進(jìn)與優(yōu)化，挖山技術(shù)體系，以將礦渣微粉在促進(jìn)建筑行業(yè)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面的作用充分展現(xiàn)出來(lái)。

[1]張金榜.超細(xì)礦渣微粉在預(yù)制混凝土中的運(yùn)用[J].四川水泥,2018(02):8.

[2]李曉理,王子洋,王康.礦渣微粉生產(chǎn)過(guò)程全流程優(yōu)化[J].大連理工大學(xué)學(xué)報(bào),2017,57(05):517-523.

[3]魏蘭竹.水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)摻加礦渣微粉工藝的改造[J].水泥,2016(11):24.

[4]叢佳,孫新平.淺析礦渣微粉粉磨系統(tǒng)及立式礦渣磨調(diào)試要點(diǎn)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2016(06):146.

[5]董魯閩,張平,姚敏娟,師華東,齊闖,程華民.年產(chǎn)60萬(wàn)t礦渣微粉生產(chǎn)工藝實(shí)踐[J].中國(guó)粉體技術(shù),2015,21(03):103-106.