年產(chǎn)30萬噸鋼渣微粉生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)
1鋼渣的粉磨特性分析
鋼渣是鋼鐵企業(yè)的主要廢渣之一,其排放量約為鋼產(chǎn)量的15%~20%,我國(guó)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(huì)占用越來越多的土地、污染環(huán)境、造成資源的浪費(fèi)、影響鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。鋼渣類似于過燒熟料,超細(xì)粉磨后具有潛在水硬性,有強(qiáng)度發(fā)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(yàn)發(fā)現(xiàn)有如下特點(diǎn)。
1.1 鋼渣比礦渣易磨性更差
通過鋼渣和礦渣進(jìn)行易磨性試驗(yàn)對(duì)比,結(jié)果發(fā)現(xiàn)鋼渣與礦渣的易磨性均較差,但兩者表現(xiàn)出不同的特點(diǎn)。鋼渣的相對(duì)易磨性隨粉磨時(shí)間延長(zhǎng)而變好,說明鋼渣的易碎性非常差。而礦渣的相對(duì)易磨性幾乎不隨比表面積而改變。對(duì)鋼渣進(jìn)行邦德功指數(shù)(Wi)測(cè)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(jī)產(chǎn)量必然低。
1.2 鋼渣含鐵粒較多
鋼渣是鋼鐵廠煉鋼時(shí)排出的廢渣,在鋼廠的排渣過程中,必定會(huì)排出一些金屬鐵,這部分鐵雖經(jīng)多次破碎分選、回收,但不可能完全分選干凈。據(jù)檢測(cè),用作水泥混合材的鋼渣中,金屬鐵粒含量仍達(dá)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(nèi),嚴(yán)重地影響磨機(jī)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(dǎo)致磨機(jī)低產(chǎn)、高耗。
1.3 鋼渣粉磨要求細(xì)度細(xì)、比表面積高
生產(chǎn)鋼渣水泥,其鋼渣和礦渣摻入量相當(dāng)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(dá)360~400m2/kg,否則將影響水泥強(qiáng)度。這種水泥比一般礦渣水泥要細(xì)得多,這也是影響磨機(jī)產(chǎn)量的一個(gè)重要原因。
1.4 鋼渣磨蝕性更強(qiáng)
鋼渣和礦渣都屬于脆性材料,但相對(duì)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(shí),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(cāng)板盲板的使用壽命可達(dá)兩年左右,而在粉磨鋼渣水泥的磨機(jī)中,盲板使用不足一年便已磨壞。為了保證磨機(jī)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,在關(guān)鍵的部位應(yīng)采取特殊抗磨措施。
由于鋼渣具有上述粉磨特性,致使磨機(jī)的產(chǎn)量普遍較低。一般φ2.4m×12m開流鋼渣磨,在鋼渣細(xì)度為R0.08=2%~4%,比表面積為360~400m2/kg時(shí),磨機(jī)產(chǎn)量?jī)H為11~13t/h,較其它普通水泥磨產(chǎn)量低40%~50%。因而鋼渣必須采用預(yù)粉磨的工藝措施,才能適應(yīng)鋼渣的各種粉磨特性,取得良好的技術(shù)效果。
2 主機(jī)設(shè)備一覽表
1、Φ2.4×18m烘干機(jī)1臺(tái),功率45kw。
Φ2.4×18m 烘干機(jī)配套除塵器XLY66-6反吹風(fēng)袋除塵器1臺(tái),風(fēng)量65000m2/h,功率90kw。
2、Φ3.0×9m鋼渣磨二臺(tái),功率1000kw。
配套除塵器二臺(tái)PPCKSC250除塵器,處理風(fēng)量35000m2/h,功率30kw
3、FM30風(fēng)選磨二臺(tái),功率500kw。
配套KSC350除塵器二臺(tái),處理風(fēng)量35000m2/h,功率30kw。
3φ3×9m鋼渣磨的有關(guān)問題
3.1磨內(nèi)結(jié)構(gòu)同步調(diào)整
3.1.1倉(cāng)位布置
由于風(fēng)選磨出機(jī)鋼渣很細(xì),基本上都是粉狀,比表在130-150m2/kg,磨機(jī)倉(cāng)位布置可采用二倉(cāng)結(jié)構(gòu),一倉(cāng)為鋼球倉(cāng),二倉(cāng)為鋼段倉(cāng)。球倉(cāng)用來加強(qiáng)磨機(jī)的破碎能力,以適應(yīng)物料的難磨特性,使磨機(jī)的破碎能力和粉磨能力達(dá)到平衡。
3.1.2 襯板和隔倉(cāng)板
襯板一倉(cāng)采用具有較強(qiáng)提升能力的階梯襯板,以強(qiáng)化球倉(cāng)的沖擊破碎能力,二倉(cāng)采用小波紋襯板和用于激發(fā)鋼段運(yùn)動(dòng)的活化襯板,以消除磨內(nèi)的“滯留區(qū)”,強(qiáng)化鋼段的運(yùn)動(dòng),增強(qiáng)鋼段的研磨能力。
隔倉(cāng)板要適應(yīng)性強(qiáng),不影響鐵塊入機(jī),能放寬入機(jī)水分。隔倉(cāng)板采用帶篩分裝置的雙層隔倉(cāng)板,對(duì)球倉(cāng)的物料進(jìn)行篩分分級(jí),小于一定粒徑的合格顆粒進(jìn)入細(xì)磨倉(cāng)研磨,粗顆粒返回球倉(cāng)進(jìn)行粉磨。由于球倉(cāng)中合格物料的及時(shí)排出,因此可以強(qiáng)化對(duì)球倉(cāng)粗顆粒的粉磨,提高了粉磨效率。相當(dāng)于把圈流中選粉機(jī)的作用放置到開流工藝中。同時(shí),對(duì)進(jìn)入細(xì)磨倉(cāng)的物料進(jìn)嚴(yán)格限制,為提高微型鋼段的研磨效率創(chuàng)造了條件。
3.1.3 研磨體
磨機(jī)的一倉(cāng)采用較大沖擊能力的鋼球,二倉(cāng)采用φ8mm-φ16mm微型鋼段。由于鋼段的個(gè)數(shù)和比表面積比普通鋼球大的多,因此具有很強(qiáng)的研磨能力,這就大大提高了細(xì)磨倉(cāng)的粉磨效率。研磨體的材料要求具有較好的耐磨性能,以適應(yīng)鋼渣腐蝕性強(qiáng)的特點(diǎn)。改造中,鋼球倉(cāng)采用高鉻鑄球,鋼段倉(cāng)采用鋼模鑄造的低鉻微型鋼段。生產(chǎn)實(shí)踐表明,其耐磨性可以滿足生產(chǎn)的要求。
3.1.4 出料裝置
由于二倉(cāng)采用了微型研磨體,普通磨機(jī)的出料裝置不再適用,必須采用具有段料分離裝置和料位調(diào)節(jié)裝置的出料裝置,以避免微型鋼段漏出磨外,并起到控制物料流速、調(diào)節(jié)料球比的作用。
3.2 要重視鐵對(duì)粉磨系統(tǒng)的影響
超細(xì)鋼渣粉磨在原料鋼渣進(jìn)行預(yù)粉磨前先磁選除鐵,然后進(jìn)入FM型風(fēng)選磨內(nèi)進(jìn)行預(yù)粉磨制成鋼渣粉半成品;出機(jī)后鋼渣粉半成品再磁選除鐵一次后進(jìn)入球磨機(jī)中進(jìn)行終粉磨,最終制成比表面積至少為400m2/kg以上的鋼渣粉產(chǎn)品。
特別指出的是,鋼渣粉磨中的篩分裝置不同于其它磨機(jī)的篩分裝置,由于鋼渣中含有許多鐵粒子,會(huì)造成篩網(wǎng)的堵塞和磨損,需要采取與之相適應(yīng)的技術(shù)措施予以防范和避免。否則,將會(huì)造成隔倉(cāng)板堵塞,磨損加劇,而且經(jīng)常停磨清理,影響正常生產(chǎn)。
4 用戶實(shí)例
2008年初江蘇南京BQ鋼渣公司新上兩條鋼渣粉磨生產(chǎn)線,經(jīng)過考察與研究,該公司決定由南京旋立重機(jī)公司設(shè)計(jì)并提供全套裝備。鋼渣烘干采用1臺(tái)φ2.4×18m的高產(chǎn)節(jié)能回轉(zhuǎn)式烘干機(jī),粉磨采用兩段粉磨工藝,前段采用2臺(tái)FM30型高效風(fēng)選磨作為預(yù)粉磨,后段采用2臺(tái)Φ3×9m兩倉(cāng)高細(xì)磨。2009年1月投產(chǎn)后,F(xiàn)M30型風(fēng)選磨出機(jī)鋼渣0.08孔篩余細(xì)度在50%-60%,比表面積在130 m2/kg-150m2/kg,95%小于1mm,入磨基本上是粉狀料,為磨機(jī)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)創(chuàng)造了條件。最終實(shí)現(xiàn)Φ3×9m鋼渣磨單機(jī)臺(tái)產(chǎn)25t/h~28t/h,比表420m2/kg,取得了噸鋼渣粉磨綜合電耗65kwh的先進(jìn)指標(biāo),經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益十分顯著。
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