CK410礦渣立磨的首次應(yīng)用

陳永波，周長(zhǎng)華

（安徽海螺集團(tuán)有限責(zé)任公司，安徽 蕪湖 241000）

礦渣是高爐煉鐵的廢渣，它以熔融狀態(tài)從高爐中流出，經(jīng)過水淬冷處理，其化學(xué)成分主要是SiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3，具有潛在的水化活性以及許多良好特性，經(jīng)超細(xì)粉磨的礦渣微粉可制備多種高抗磨、抗腐蝕、高強(qiáng)度的特種水泥。

因礦渣含水率高，硬度大，不容易粉磨，只有將礦渣磨至比表面積400m2/kg，活性才能激發(fā)，且比表面積越高，活性越好。用礦渣微粉作為混凝土摻合料不僅可等量取代水泥，而且可極大改善混凝土的多項(xiàng)性能。目前礦渣大部分被用來與熟料一起混磨生產(chǎn)水泥，總體利用水平不高。

早在1980年，立磨礦渣粉磨已開始用，由于節(jié)能效果明顯，烘干兼粉磨，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便等特性，立磨迅速取代球磨機(jī)，成為主要礦渣粉磨設(shè)備。

PJ公司礦渣粉磨項(xiàng)目由安徽海螺設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，2017年1月開工，至2017年5月25日順利投產(chǎn)。采用海螺川崎節(jié)能有限公司開發(fā)的第一套CK410礦渣立磨系統(tǒng)，投產(chǎn)后整體運(yùn)行穩(wěn)定，操控性強(qiáng)，產(chǎn)能充分發(fā)揮，各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)均達(dá)到或超過了設(shè)計(jì)要求。從現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行結(jié)果來看，粉磨機(jī)理明確、合理、有序，工藝流程順暢、簡(jiǎn)潔、操作維護(hù)便利。

CK410礦渣立磨投用完全滿足PG公司二期生產(chǎn)線2臺(tái)φ4.2m×13m水泥磨（臺(tái)時(shí)240t/h，P·O52.5）的礦粉摻入量，同時(shí)兼顧一期生產(chǎn)線礦粉使用。其中一期生產(chǎn)線4臺(tái)φ4.2m×13m（臺(tái)時(shí)250t/h，P·O42.5）聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，海螺院設(shè)計(jì)配置1臺(tái)CK370礦渣立磨，能力100t/h，該礦渣磨于2012年5月投產(chǎn)使用，目前系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)、可靠。

1 工藝流程及設(shè)備配置

PJ公司CK410礦渣粉磨由原料計(jì)量和輸送系統(tǒng)、粉磨系統(tǒng)、外循環(huán)系統(tǒng)、成品收集系統(tǒng)、成品儲(chǔ)存及發(fā)散系統(tǒng)、熱風(fēng)爐烘干系統(tǒng)等部分組成。工藝系統(tǒng)流程見圖1。

圖1 礦渣粉磨系統(tǒng)流程示意圖

表1 主要設(shè)備

CK410型礦渣立磨，粉磨后的物料被磨內(nèi)上升的熱氣流帶起，經(jīng)磨內(nèi)上部的選粉機(jī)分選后，合格的礦渣粉隨氣流逸出立磨。通過調(diào)節(jié)選粉機(jī)轉(zhuǎn)子速度可控制礦渣粉成品的細(xì)度。出磨的高濃度含塵氣體隨后進(jìn)入高濃度袋收塵器，收下的成品經(jīng)空氣輸送斜槽、提升機(jī)送入礦粉庫(kù)儲(chǔ)存。出袋收塵器的潔凈氣體經(jīng)過循環(huán)風(fēng)機(jī)后，一部分廢氣作為循環(huán)風(fēng)重新回磨，剩余通過煙囪排入大氣。立磨設(shè)外循環(huán)系統(tǒng)，外循環(huán)物料經(jīng)振動(dòng)給料機(jī)、提升機(jī)送至回轉(zhuǎn)除鐵器后再入磨。當(dāng)磨機(jī)粉磨礦渣時(shí)，為了防止干濕物料混合產(chǎn)生堵塞，外循環(huán)物料出提升機(jī)后不進(jìn)入磨皮帶機(jī)，經(jīng)旁路除鐵器和回轉(zhuǎn)鎖風(fēng)閥后直接入磨，另外部分含鐵的物料經(jīng)過三通閥或除鐵器后外排。出磨礦粉經(jīng)過斜槽、斗提等設(shè)備分別進(jìn)入礦粉儲(chǔ)庫(kù)。

礦渣粉磨系統(tǒng)主機(jī)配置見表1。

2 設(shè)計(jì)優(yōu)化（見圖2）

根據(jù)項(xiàng)目現(xiàn)有場(chǎng)地位置，礦渣粉磨主廠房位置既能兼顧原料堆棚內(nèi)的進(jìn)料計(jì)量，又能滿足礦粉成品的儲(chǔ)存及輸送。總圖布局合理、美觀大方，同時(shí)避開現(xiàn)有廊道和電纜隧道等已有建筑物，成品輸送廊道盡量利用已有構(gòu)筑物。

2.1 總圖布置（見圖3）

礦渣堆棚的儲(chǔ)量須滿足儲(chǔ)存7天以上，以降低礦渣水去。礦渣水分控制在8%～10%，保證入磨的水份以及粒度均勻，有利于礦渣磨的生產(chǎn)組織。入磨前礦渣必須安裝帶式除鐵器，以及金屬探測(cè)器和外排系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)磨輥的保護(hù)。入磨計(jì)量系統(tǒng)設(shè)置30t鋼板計(jì)量倉(cāng)，倉(cāng)內(nèi)貼樹脂襯板，防止礦渣在倉(cāng)內(nèi)結(jié)拱和腐蝕鋼倉(cāng)。礦渣倉(cāng)底設(shè)定量給料機(jī)，實(shí)現(xiàn)物料的精確計(jì)量，滿足皮帶機(jī)的輸送要求。熱風(fēng)爐布置在磨機(jī)一側(cè)，保證熱風(fēng)及時(shí)供熱。礦粉庫(kù)儲(chǔ)量2 000t，位于磨房的一側(cè)，礦粉既能摻入二期生產(chǎn)線2臺(tái)水泥磨又能入現(xiàn)有水泥庫(kù)成品斜槽。

2.2 礦粉庫(kù)

新建礦粉儲(chǔ)庫(kù)為利浦庫(kù)，特點(diǎn)為施工周期短，投資費(fèi)用少。新建利浦庫(kù)位置多次測(cè)量復(fù)核，避開原有電纜通道。礦粉輸送廊道有效利用原有磨房以及電力室的結(jié)構(gòu)框架，減少土建費(fèi)用，縮短施工周期。

圖2 礦渣粉磨系統(tǒng)概覽

圖3 生產(chǎn)車間布置圖

為滿足一個(gè)庫(kù)兩個(gè)出庫(kù)系統(tǒng)，庫(kù)底出庫(kù)采用充氣小倉(cāng)的設(shè)計(jì)形式，使用效果較好；礦粉庫(kù)進(jìn)、出庫(kù)斗提及斜槽廊道支撐均與利浦庫(kù)本體脫開設(shè)計(jì)，大大降低了利浦庫(kù)的荷載受力，不僅降低了土建費(fèi)用，也保障了庫(kù)本體的結(jié)構(gòu)安全。

2.3 熱風(fēng)爐（見圖4）

礦渣烘干熱風(fēng)爐采用沸騰爐形式，并改傳統(tǒng)空氣加返用煙氣的二次配風(fēng)為全部煙氣返用的一次配風(fēng)法，大幅節(jié)約熱能，減少排放，降低成本。煙囪廢氣一次配氣的效果在空氣溫度低時(shí)更具優(yōu)勢(shì)。熱風(fēng)管道豎直進(jìn)入循環(huán)風(fēng)管，保證了熱風(fēng)均勻給熱，避免磨機(jī)進(jìn)風(fēng)口溫度偏差。熱風(fēng)爐的布置不僅保留了檢修通道，而且預(yù)留了原煤的堆存區(qū)域。

圖4 熱風(fēng)爐配置圖

3 生產(chǎn)運(yùn)行

本項(xiàng)目改造工期短，設(shè)計(jì)接口多，經(jīng)過多次現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和收集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，與PJ公司方案討論，幫助現(xiàn)場(chǎng)解決疑難。整個(gè)設(shè)計(jì)以及施工過程密切聯(lián)系現(xiàn)場(chǎng)，確保整個(gè)工程順利投產(chǎn)。

PJ公司礦渣立磨改造項(xiàng)目?jī)H用2個(gè)月就完成所有施工圖設(shè)計(jì)，整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)周期5個(gè)月；立磨占地面積小，總圖布局合理，整體較美觀，運(yùn)行指標(biāo)優(yōu)。

表2 粉磨系統(tǒng)運(yùn)行考核指標(biāo)

表3 粉磨系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)

圖5 礦渣粉磨中控操作畫面

本項(xiàng)目2017年5月25日順利投產(chǎn)，投產(chǎn)即達(dá)標(biāo)。

（1）中控操作記錄畫面見圖5。

（2）粉磨系統(tǒng)運(yùn)行考核指標(biāo)見表2、表3。

4 結(jié)束語

針對(duì)礦渣加工處理的粉磨系統(tǒng)，合理利用資源，實(shí)現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展。水泥工業(yè)發(fā)展過程中，資源與環(huán)境問題日益嚴(yán)峻，礦渣立磨的成功應(yīng)用，不僅僅提高水泥的性能和質(zhì)量，也為水泥行業(yè)的發(fā)展提供了新路。