摘要:
鋼渣是鋼鐵企業的主要廢渣之一，其排放量約為鋼產量的15%~20%，我國每年的鋼渣排放量在8000萬噸以上，若不處理和綜合利用，鋼渣會占用越來越多的土地、污染環境、造成資源的浪費、影響鋼鐵工業的可持續發展。鋼渣類似于過燒熟料，超細粉磨后具有潛在水硬性，有強度發揮。由于鋼渣韌性大，易碎性差，并且含有一定的金屬鐵粒，既難破又難磨，粉磨效率低，電耗高，粉磨成本高，如何提高粉磨效率，降低粉磨電耗，直接影響到鋼渣資源的綜合利用水平。鋼渣微粉的粉磨特性有別于普通水泥熟料和礦渣，試驗發現有如下特點。
1鋼渣的粉磨特性分析
鋼渣是鋼鐵企業的主要廢渣之一，其排放量約為鋼產量的15%~20%，我國每年的鋼渣排放量在8000萬噸以上，若不處理和綜合利用，鋼渣會占用越來越多的土地、污染環境、造成資源的浪費、影響鋼鐵工業的可持續發展。鋼渣類似于過燒熟料，超細粉磨后具有潛在水硬性，有強度發揮。由于鋼渣韌性大，易碎性差，并且含有一定的金屬鐵粒，既難破又難磨，粉磨效率低，電耗高，粉磨成本高，如何提高粉磨效率，降低粉磨電耗，直接影響到鋼渣資源的綜合利用水平。鋼渣微粉的粉磨特性有別于普通水泥熟料和礦渣，試驗發現有如下特點。
1.1 鋼渣比礦渣易磨性更差
通過鋼渣和礦渣進行易磨性試驗對比，結果發現鋼渣與礦渣的易磨性均較差，但兩者表現出不同的特點。鋼渣的相對易磨性隨粉磨時間延長而變好，說明鋼渣的易碎性非常差。而礦渣的相對易磨性幾乎不隨比表面積而改變。對鋼渣進行邦德功指數（Wi）測試為Wi=22.15kWh/t，高于普通熟料的平均值約23%，可見，鋼渣的易磨性很差，磨機產量必然低。
1.2鋼渣含鐵粒較多
鋼渣是鋼鐵廠煉鋼時排出的廢渣，在鋼廠的排渣過程中，必定會排出一些金屬鐵，這部分鐵雖經多次破碎分選、回收，但不可能完全分選干凈。據檢測，用作水泥混合材的鋼渣中，金屬鐵粒含量仍達到3%左右。
鋼渣在粉磨過程中，包裹于鋼渣中的鐵粒被逐漸剝離，形成金屬顆粒聚集在磨內，嚴重地影響磨機的粉磨效率，增加襯板和研磨體的消耗，使粉磨狀況惡化，而導致磨機低產、高耗。
1.3鋼渣粉磨要求細度細、比表面積高
生產鋼渣水泥，其鋼渣和礦渣摻入量相當大，熟料僅占30%。這樣大的混合材摻入量，要求的水泥比表面積高達360～400m2/kg，否則將影響水泥強度。這種水泥比一般礦渣水泥要細得多，這也是影響磨機產量的一個重要原因。
1.4鋼渣磨蝕性更強
鋼渣和礦渣都屬于脆性材料，但相對而言，鋼渣不僅硬度高，而且韌性也大，這就造成了鋼渣的磨蝕性大，易磨性差。同時，由于鋼渣中含有部分鐵粒，更加大了其磨蝕性。如普通水泥磨中，隔倉板盲板的使用壽命可達兩年左右，而在粉磨鋼渣水泥的磨機中，盲板使用不足一年便已磨壞。為了保證磨機的長期穩定運行，在關鍵的部位應采取特殊抗磨措施。
由于鋼渣具有上述粉磨特性，致使磨機的產量普遍較低。一般φ2.4m×12m開流鋼渣磨，在鋼渣細度為R0.08=2%～4%，比表面積為360～400m2/kg時，磨機產量僅為11～13t/h，較其它普通水泥磨產量低40%～50%。因而鋼渣必須采用預粉磨的工藝措施，才能適應鋼渣的各種粉磨特性，取得良好的技術效果。
2? FM型風選磨實現“破磨全分離”
球磨機的高產低能耗是每一個用戶所追求的理想目標。要實現球磨機的高產和低能耗就必須發揮球磨機粉磨的最大效能，物料在球磨機中完成被破碎和研磨的工藝作業，因而高效能的球磨機必定有高效率的破碎和高效率的研磨作業，如何實現高效率的破碎和高效率的研磨是進行傳統粉磨系統改造的關鍵。“破磨全分離”傳統粉磨技術改造由兩項關鍵技術組成：以破代磨；破磨分離。
以破代磨??? 以破代磨是目前提高球磨機粉磨效率的有效途徑。球磨機雖然采用分倉，但由于破碎倉和研磨倉是共用一個筒體，在結構上和運動上都不能分開，要實現破碎和研磨的最佳運動形式是不可能的，而球磨機是以研磨作業為主的，因此將主要的破碎作業從球磨機中分離出來，這樣可以分別使破碎和粉磨效率最大化。選用FM型風選磨是以破代磨最佳方案。
破磨分離??? 破磨全分離是管磨機在分倉粉磨作業中，破碎和研磨作業的一種實現方式。這種實現方式，打破長期以來管磨機在分倉粉磨作業中細磨倉破碎和研磨需要兼顧的觀念，改變細磨倉要兼顧破碎和研磨的研磨體級配要求，通過嚴格的隔倉篩分，使得細磨倉不需要破碎作業，僅需研磨，以便能夠實現真正的微介質研磨，以提高管磨機的粉磨效能。
以破代磨大幅度減小了球磨機對破碎作業的要求，接下來就是如何利用球磨機對經過FM型風選磨預處理的水泥熟料進行高效率的粉磨。因經過FM型風選磨預粉磨的物料盡管大部分物料已成粉狀，但仍有少量粗顆粒，在球磨機中還不能完全采用微介質實現高效粉磨，球磨機仍需分為兩倉，對進入球磨機的部分粗顆粒仍需破碎作業來完成。粗磨倉應具有粉料流速快，讓細粉盡快進入細磨倉同時留下粗顆粒的效能；細磨倉采用具有高比表的微介質粉磨，同時要求嚴格控制進入細磨倉的粉料粒徑大小，以實現破磨分離作業的要求。
3 采用FM型風選磨的礦渣粉磨工藝優勢
適應礦渣預粉磨的高效能設備FM型風選磨，利用大球滾動擠壓破碎理論，充分發揮礦渣易碎特點，徹底解決礦渣的破碎問題，達到半終粉磨效果，出FM型風選磨粒度0.08mm篩余在40%－50％，95％小于1mm，出磨物料帶有微裂紋，這樣進入管磨粉磨，粉磨效率大大提高，可增產50%－60％，電耗降低10kWh/t－15kWh/t，比表面積提高30 m2/kg－50m2/kg。
同時，兩段分別粉磨工藝將徹底解決管磨機受礦渣水分的嚴重影響，目前，許多廠家仍然采用立式烘干機烘礦渣，由于立式烘干機烘干水分不穩定，礦渣磨影響很大。入磨礦渣水分大了，易糊段和篩板，影響生產；水分小了，易產生高溫靜電“包球”現象，同樣也影響生產。采用兩段分別粉磨，可徹底解決水分對礦渣的影響，由于FM型風選磨單獨除塵，水蒸氣經FM型風選磨及時排出，不進入后道工序，不影響礦磨生產，這樣就解決了礦渣水分對礦磨的影響，并可適當放寬礦渣水分1％－2％，節省烘干成本。
由于進入礦磨物料是半終粉磨產品，因此管磨效率大大提高，流速加快，產量高，可降低出磨物料溫度20℃－30℃，有利于磨機的正常生產。
4 FM型風選磨結構示意圖
5 FM型風選磨主要性能特點
●高可靠性?? 低速運行，新穎獨特結構設計，無任何機械故障。
●低消耗性?? 鋼球破碎，磨耗小，鋼球磨小后可作磨機級配用，無浪費。
●大破碎比?? 破碎比特大，細粉含量多，結合破碎與研磨功能。
●小功耗比?? 破碎效率高，功率消耗低，無功浪費少。
●適應性強?? 鐵塊入機無影響，無需專用除鐵器；入機物料水分可適當放寬。
●通用性強?? 除水泥行業、還可用于冶金、礦山、化工等高硬度物料超細破碎用。
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