立磨礦渣粉磨工藝及裝備先進(jìn)技術(shù)

馬健

【摘 要】水淬礦渣細(xì)磨成礦渣微粉，是制成礦渣水泥的重要原料。本文對(duì)立磨礦渣粉磨工藝及裝備現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并以國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的HRM設(shè)備為例，對(duì)相關(guān)的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行了介紹。

【關(guān)鍵詞】立磨;礦渣粉磨;工藝及裝備;技術(shù)

礦渣微粉在二十世紀(jì)初以“礦物外加劑”的身份被納入《高強(qiáng)、髙性能混凝土用礦物外加劑國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》混凝土第六組分，這標(biāo)志著礦渣微粉技術(shù)走向成熟，并徹底改變了高爐熔渣的命運(yùn)，使它從“廢渣”搖身一變成為了一種重要的“資源”。

一、礦渣微粉及生產(chǎn)工藝

在煉鋼過(guò)程中，伴隨每噸生鐵的產(chǎn)生，還有大于0.3噸的廢渣從爐中排出。這種廢渣名叫高爐熔渣，是公認(rèn)的二次資源，具有很強(qiáng)的綜合利用價(jià)值。我國(guó)常用的高爐熔渣處理方法是在出爐后用冷水對(duì)其進(jìn)行快速降溫，使之迅速冷凝成為玻璃體結(jié)構(gòu)的水淬礦渣。

水淬礦渣具有非常高的潛在活性，將它細(xì)磨成礦渣微粉，與細(xì)磨后的熟料粉、石膏粉等材料混合，能制成強(qiáng)度較高的礦渣水泥，即使是在普通的水泥中加入一定比例的礦渣微粉，也能使其強(qiáng)度增加[1]。與普通水泥相比，礦渣水泥更適合體積較大的混凝土或海洋環(huán)境及高溫施工環(huán)境使用。

當(dāng)今的礦渣微粉生產(chǎn)工藝流程眾多，且根據(jù)設(shè)備的不同優(yōu)劣勢(shì)明顯。比如產(chǎn)量低但能耗高的球磨機(jī)粉磨工藝、能耗略低但工藝復(fù)雜的輥壓機(jī)和球磨機(jī)共同粉磨的工藝，以及目前的主流礦渣微粉工藝——能耗、噪音、工藝和占地面積都相對(duì)理想的立磨粉磨工藝。

二、立磨礦渣粉磨工藝的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

礦渣所含水分較高，并且研磨起來(lái)難度比較大，立磨礦渣粉磨工藝是目前比較理想的礦渣粉磨工藝，它是一種高效節(jié)能的綠色環(huán)保工藝，對(duì)比質(zhì)量達(dá)到GB/T18046-2000要求的礦渣微粉，使用立磨技術(shù)節(jié)省一半以上的電量，僅耐磨材料消耗一項(xiàng)，就要比球磨技術(shù)低130多倍，燃料消耗也相對(duì)較少。由于這種工藝流程簡(jiǎn)單，具備破碎、粉磨、烘干、選粉功能，且適合露天作業(yè)，使企業(yè)用于設(shè)備和土建的投資大大減少。最重要的是，立磨技術(shù)加工的礦渣微粉應(yīng)市場(chǎng)的需求有多種不同的細(xì)度，銷路暢通。

三、礦渣立磨裝備及先進(jìn)技術(shù)

（一）礦渣粉磨裝備的市場(chǎng)需求

礦渣微粉是水泥制造企業(yè)所需的重要原料，市場(chǎng)需求量大，同時(shí)鋼鐵企業(yè)產(chǎn)出的高爐熔渣同樣產(chǎn)量巨大，這意味著所有進(jìn)行礦渣微粉生產(chǎn)的企業(yè)都對(duì)大型化生產(chǎn)線有著共同的需求，這種需求就是對(duì)大型礦渣微粉生產(chǎn)設(shè)備的需求。

（二）礦渣立磨裝備的現(xiàn)狀

德國(guó)的萊歇公司、伯力修斯公司和日本的神戶制鋼公司等很多大型立磨生產(chǎn)公司都有自己研發(fā)并制造的礦渣立磨設(shè)備，比如萊歇公司的LM、伯力修公司的RM、神戶制鋼公司的OK等，很多國(guó)家的優(yōu)秀礦渣立磨設(shè)備都在國(guó)際市場(chǎng)上占有一席之地。在我國(guó)，礦渣立磨技術(shù)研發(fā)單位也逐年增多。自進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，礦渣粉磨技術(shù)獲得長(zhǎng)足發(fā)展，越來(lái)越多接近甚至達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的科技成果脫穎而出。但從總體上看，我國(guó)的礦渣粉磨設(shè)備研發(fā)工作在奔向國(guó)際先進(jìn)行列的過(guò)程中，還有很長(zhǎng)的路要走。

（三）礦渣立磨裝備的先進(jìn)工藝和技術(shù)

我們以合肥水泥研究設(shè)計(jì)院研發(fā)的HRM型礦渣立磨為例，探討用于礦渣立磨工藝的先進(jìn)工藝及技術(shù)。

1.利用新技術(shù)提高磨輥的技術(shù)性能。HRM礦渣立磨將每只磨輥的作用都被一分為二，由于相鄰的兩只磨輥互為主輔，因此這里的每一只磨輥靠近磨機(jī)內(nèi)的一半都是前面一只磨輥的主輥，靠近磨機(jī)外的另一半都是后面一只磨輥的輔輥，這使每一只磨輥都能起到高壓粉磨和輔助排氣的作用，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)倍增[2]。

2.使用新技術(shù)對(duì)磨損部位進(jìn)行技術(shù)修護(hù)。為減少礦渣立磨設(shè)備的使用損耗，針對(duì)它在使用過(guò)程中會(huì)受到擠壓和風(fēng)掃兩種磨損，HRM分別采取了不同的修護(hù)技術(shù)。針對(duì)擠壓磨損，用再生補(bǔ)焊修復(fù)技術(shù)修復(fù)磨輥和磨盤所用的耐磨材料，用自動(dòng)堆焊設(shè)備修復(fù)輥套磨損部位，為下殼和排渣槽底加裝襯板[3]。針對(duì)風(fēng)掃磨損，根據(jù)各部位的磨損程度加裝厚度不同的襯板。

3.使用國(guó)家實(shí)用新型專利技術(shù)。HRM在設(shè)計(jì)過(guò)程中使用了兩項(xiàng)獲得國(guó)家實(shí)用新型專利的新技術(shù)。一種是改變傳統(tǒng)工藝中另加密封機(jī)的設(shè)計(jì)，將密封技術(shù)用在粉磨腔外，有效阻止粉塵入侵，保護(hù)磨輥軸不會(huì)因高濃度粉塵的闖入而受損。另一種是專門設(shè)計(jì)了鑄鋼結(jié)構(gòu)的連體軸承座，安裝時(shí)將軸承座焊接固定，這樣不僅提高了傳動(dòng)臂的安裝精度，還能提高鋼性。

4.增加喂料機(jī)實(shí)現(xiàn)干濕分離。為杜絕繁重的清堵工作，HRM將傳統(tǒng)工藝中的一臺(tái)喂料設(shè)備改為兩臺(tái)，分別用于溫度低水分大的礦渣原料喂入和溫度高水分小的外循環(huán)物料喂入，這就避免了濕度差異大的物料在同一臺(tái)喂料設(shè)備內(nèi)混合后發(fā)生設(shè)備堵塞，大大減少了生產(chǎn)流程中因不必要的故障導(dǎo)致的中斷，提高了生產(chǎn)效率[4]。

5.使用五級(jí)除鐵設(shè)計(jì)。礦渣是煉鐵廢料，其中所含鐵質(zhì)較多，這會(huì)影響設(shè)備使用壽命，所以礦渣必須在除鐵之后才能進(jìn)入立磨，HRM在進(jìn)料皮帶的中部及機(jī)頭部位、排渣皮帶機(jī)的上方及機(jī)頭部位和通向喂料機(jī)的溜槽處共五個(gè)位置都設(shè)計(jì)了除鐵功能。經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試，五極除鐵工藝能較好地排除存留在礦渣里的鐵質(zhì)。

6.使用計(jì)算機(jī)軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)。此外，HRM在設(shè)計(jì)階段通過(guò)AnSyS軟件進(jìn)行了詳細(xì)的有限元分析，為各零件建立了三維模型，并組織技術(shù)人員不斷行優(yōu)化，直到實(shí)現(xiàn)理想效果為止。用這種方法設(shè)計(jì)出的零件均有極高的安全性。

立磨成為目前礦渣粉磨界的優(yōu)秀典型，與科研單位對(duì)它的不斷研究息息相關(guān)，各項(xiàng)國(guó)內(nèi)、國(guó)際先進(jìn)技術(shù)的使用，在提高生產(chǎn)效率、增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的同時(shí)，立磨設(shè)備的節(jié)能降耗水平也不斷創(chuàng)造新高，這些都為立磨成功擊退其他相關(guān)工藝，成為目前世界上主流的礦渣微粉工藝打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]湯國(guó)芳.水泥添加劑在立磨終粉磨系統(tǒng)中的應(yīng)用與探討[J].水泥，2018（8）：23-27.

[2]王國(guó)慶.立磨礦渣粉磨工藝及裝備先進(jìn)技術(shù)[J].中國(guó)水泥，2017（3）：100-106.

[3]韓瑞.立磨輥套的焊接經(jīng)驗(yàn)[J].水泥，2019（1）：49-50.

[4]高明星，亓延杰.礦渣立磨出磨溫度雙溫度控制[J].水泥，2017（3）：69-69.