1 礦渣的性質(zhì)?
礦渣全稱(chēng)是粒化高爐礦渣，是鋼鐵廠(chǎng)冶煉生鐵過(guò)程中，為降低冶煉溫度，加入適量石灰石和白云石作為溶劑，在高爐內(nèi)分解所得到的氧化鈣、氧化鎂和鐵礦中的廢礦、以及焦炭中的灰份相融化，生成的以硅酸鹽和硅鋁酸鹽為主要成分的熔融物，浮在鐵水表面，定期從排渣口排出，經(jīng)空氣或水急冷處理，形成粒狀顆粒物，這就是粒化高爐粒渣。每生產(chǎn)1噸生鐵水泥就產(chǎn)生0.3－1t礦渣，2006年我國(guó)礦渣總量在6000萬(wàn)噸，利用率在53％左右。作為一種工業(yè)廢棄物，礦渣長(zhǎng)期占用土地、污染環(huán)境。礦渣的化學(xué)成分和熟料相似，只是氧化鈣含量略低。礦渣具有潛在水硬性，當(dāng)它單獨(dú)存在時(shí)基本無(wú)水硬性，但是，經(jīng)高細(xì)、超細(xì)粉磨，比表面積達(dá)到400㎡/Kg以上后，就呈現(xiàn)出水硬性，可以作為水泥的主要組分，甚至達(dá)到水泥總量的70％以上。
2 礦渣必須經(jīng)過(guò)高細(xì)粉磨
水泥工業(yè)是消納工業(yè)廢渣的最重要途徑。長(zhǎng)期以來(lái)，水泥企業(yè)普遍采用混合粉磨工藝，礦渣等僅作為混合材使用，導(dǎo)致資源的極大浪費(fèi)。事實(shí)上，礦渣等微粉基于各種廢渣微粉摻合料的交互疊加效應(yīng)，通過(guò)各種摻合材料的合理匹配，能提高混凝土的致密性，形成低滲透、高密度、低缺陷的混凝土結(jié)構(gòu)，大大提高混凝土的使用壽命。由單種礦渣加水泥熟料組成的高性能水泥，在水泥中其摻量可以從35%提高到50%。當(dāng)復(fù)合兩種或兩種以上工業(yè)廢渣作水泥主要組分時(shí)，例如粉煤灰＋礦渣復(fù)合摻量達(dá)50～70%，仍可生產(chǎn)52.5R、42.5R高摻量的復(fù)合水泥。由于礦渣比較難磨，要磨制高表面積的礦渣粉，必須對(duì)礦渣磨磨內(nèi)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，使之更適合礦渣的特性。
3 礦渣高產(chǎn)高細(xì)磨內(nèi)部結(jié)構(gòu)改造
磨機(jī)的粉磨效率與研磨體的裝載量、填充系數(shù)及其級(jí)配密切相關(guān)。筆者認(rèn)為某磨機(jī)原設(shè)計(jì)中的研磨體裝載量偏少，所配的傳動(dòng)電機(jī)富余較大，可以適當(dāng)增加研磨體的裝載量，使電流略低于配電機(jī)的電流允許范圍的上限值，這樣既保證了安全運(yùn)轉(zhuǎn)，又提高了磨機(jī)產(chǎn)量。采用預(yù)粉碎的圈流生產(chǎn)磨機(jī)，應(yīng)適當(dāng)縮短一倉(cāng)長(zhǎng)度，加長(zhǎng)二倉(cāng)長(zhǎng)度。磨機(jī)研磨體填充率應(yīng)隨研磨體裝載量增加而提高，但開(kāi)流磨與圈流磨截然不同。一般開(kāi)流磨為控制成品細(xì)度，往往二倉(cāng)大于一倉(cāng)；圈流磨則相反（不排除特殊情況）。
3.1隔倉(cāng)板和卸料裝置（出料篦板）
采用帶篩分裝置的新型雙層隔倉(cāng)板，根據(jù)提高磨機(jī)粉磨礦粉的需求，在原有高產(chǎn)高細(xì)磨雙隔倉(cāng)的基礎(chǔ)上，在結(jié)構(gòu)、功能上都進(jìn)行了較大的改進(jìn)，更好的控制物料流速，平衡首、尾倉(cāng)的破碎、粉磨能力，提高料球比和加強(qiáng)“料往高處流”的作用，進(jìn)而增大了研磨體動(dòng)能的有效利用，提高了礦渣磨的粉磨效率。
3.2襯板和活化環(huán)
襯板的作用由過(guò)去單純的防護(hù)裝置，發(fā)展到根據(jù)不同倉(cāng)位破碎、粉磨物料的需要來(lái)調(diào)節(jié)研磨體的動(dòng)態(tài)分布和運(yùn)動(dòng)軌跡。例如，磨機(jī)的首倉(cāng)需用具有較大落差的大研磨體擊碎物料；而尾倉(cāng)是粗粉細(xì)碎物料，是用小研磨體互相滾蹲來(lái)研磨物料，而活化環(huán)又為微介質(zhì)創(chuàng)造了三維運(yùn)動(dòng)條件，強(qiáng)化了研磨作用。因此，首倉(cāng)通常采用具有波形襯板，其提升角的大小要由磨體轉(zhuǎn)速和研磨體填充率來(lái)決定；而尾倉(cāng)則應(yīng)采用增強(qiáng)研磨功能的具有分級(jí)兼提升作用的雙曲面襯板，其分級(jí)強(qiáng)度和提升角由磨機(jī)轉(zhuǎn)速和研磨體級(jí)配而定。在研磨倉(cāng)增加活化環(huán)。襯板的改進(jìn)和活化環(huán)的使用能使磨機(jī)的產(chǎn)量明顯提高，電耗下降，比表面積加大。
3.3研磨體的填充率及級(jí)配
傳統(tǒng)的定型設(shè)計(jì)所采納的數(shù)據(jù)早已不再適用，而應(yīng)根據(jù)入料粒度、粉磨流程、磨體轉(zhuǎn)速、裝機(jī)功率、隔倉(cāng)分段長(zhǎng)度、襯板工作面和各倉(cāng)位對(duì)研磨體的動(dòng)態(tài)要求來(lái)試驗(yàn)計(jì)算確定。
3.4加強(qiáng)磨內(nèi)通風(fēng)
磨機(jī)內(nèi)通風(fēng)狀況的好壞，直接影響磨機(jī)粉磨效率的發(fā)揮。物料粉磨過(guò)程中產(chǎn)生熱量和靜電，水分受熱蒸發(fā)成水蒸汽。通風(fēng)能力差時(shí)，大量水蒸汽積聚在磨內(nèi)，細(xì)粉吸附水蒸汽成為濕細(xì)粉，或因水分高，粉塵帶靜電，襯板、鋼段表面形成“緩沖墊層”，降低鋼球的沖擊研磨能力，從而研磨能力下降，還易堵塞隔倉(cāng)板篦縫，這也是常發(fā)生“飽磨”的原因之一。磨內(nèi)通風(fēng)對(duì)產(chǎn)量和質(zhì)量都有明顯影響，其作用一是及時(shí)將細(xì)粉排出磨體，以免影響粉磨效率和形成過(guò)粉磨；二是帶走粉磨產(chǎn)生的熱量，降低磨內(nèi)溫度，減少靜電聚集物料堵堵塞篦板。圈流磨內(nèi)風(fēng)速一般不小于0.5米/秒，而開(kāi)流磨內(nèi)溫度較高，風(fēng)速一般大于圈流磨的2倍。
通常改善磨機(jī)通風(fēng)的辦法，一是堵漏風(fēng)，在磨尾出料處加鎖風(fēng)閥，防止風(fēng)的“短路”；二是確保抽風(fēng)管道不漏風(fēng)；三是調(diào)整磨內(nèi)風(fēng)速，原則是在確保成品質(zhì)量的前提下，使磨內(nèi)物料順暢流動(dòng)，減少過(guò)粉磨現(xiàn)象，提高磨機(jī)的臺(tái)時(shí)產(chǎn)量；四是增大中空軸內(nèi)腔尺寸，變進(jìn)出料螺旋為多頭螺旋，提高進(jìn)出料能力，改善通風(fēng)性能。
4 礦渣高產(chǎn)高細(xì)粉磨工藝注意事項(xiàng)
4.1 粉磨平衡
一般來(lái)說(shuō)，物料粉磨時(shí)間越長(zhǎng)，出磨粒度越細(xì)。但是，隨著粉磨時(shí)間的延長(zhǎng)，物料比表面積逐漸增大，其比表面能也增大，因而，細(xì)微顆粒相互聚集、結(jié)團(tuán)的趨勢(shì)也逐漸增強(qiáng)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，磨內(nèi)會(huì)處于一個(gè)“粉磨”和“團(tuán)聚”的動(dòng)態(tài)平衡過(guò)程，達(dá)到所謂的“粉磨極限”。在這種狀態(tài)下，即使再延長(zhǎng)粉磨時(shí)間，物料也難粉磨得更細(xì)，有時(shí)甚至使粒度變粗。同時(shí)，粉磨能耗成倍增加、粉磨效率降低。這種現(xiàn)象在常規(guī)粉磨時(shí)并不明顯，但在高細(xì)粉磨和超細(xì)粉磨中經(jīng)常出現(xiàn)。解決辦法是：添加助磨劑。它能形成物料顆粒表面的包裹薄膜，使表面達(dá)到飽和狀態(tài)，不再互相吸引粘結(jié)成團(tuán)，改善其易磨性。助磨劑通過(guò)保持顆粒的分散，來(lái)阻止顆粒之間的聚結(jié)或團(tuán)聚。粉磨粒度越細(xì)，使用助磨劑的效果越顯著。
4.2 粉磨工藝參數(shù)調(diào)整
粉磨礦渣時(shí)，由于入磨物料粒度的減小，球磨機(jī)磨內(nèi)研磨體的平均球徑必然要隨之減小。一般來(lái)說(shuō)，最大球的球徑不要超過(guò)Φ60mm。根據(jù)磨機(jī)的倉(cāng)位，減大球、換小球。兩倉(cāng)磨，還應(yīng)該將隔倉(cāng)板前移，增加細(xì)磨倉(cāng)長(zhǎng)度，并將隔倉(cāng)板篦縫縮小到7毫米左右；由于礦渣難磨，研磨體的裝載量應(yīng)適當(dāng)高于磨機(jī)設(shè)計(jì)裝載量，約增加5～10%，不要超過(guò)15%。
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