矿渣磨改造注意事项

  矿渣全称是粒化高炉矿渣，是钢铁厂冶炼生铁过程中，为降低冶炼温度，加入适量石灰石和白云石作为溶剂，在高炉内分解所得到的氧化钙、氧化镁和铁矿中的废矿、以及焦炭中的灰份相融化，生成的以硅酸盐和硅铝酸盐为主要成分的熔融物，浮在铁水表面，定期从排渣口排出，经空气或水急冷处理，形成粒状颗粒物，这就是粒化高炉粒渣。每生产1吨生铁水泥就产生0.3－1t矿渣，2006年我国矿渣总量在6000万吨，利用率在53％左右。作为一种工业废弃物，矿渣长期占用土地、污染环境。矿渣的化学成分和熟料相似，只是氧化钙含量略低。矿渣具有潜在水硬性，当它单独存在时基本无水硬性，但是，经高细、超细粉磨，比表面积达到400㎡/Kg以上后，就呈现出水硬性，可以作为水泥的主要组分，甚至达到水泥总量的70％以上。

  水泥工业是消纳工业废渣的最重要途径。长期以来，水泥企业普遍采用混合粉磨工艺，矿渣等仅作为混合材使用，导致资源的极大浪费。事实上，矿渣等微粉基于各种废渣微粉掺合料的交互叠加效应，通过各种掺合材料的合理匹配，能提高混凝土的致密性，形成低渗透、高密度、低缺陷的混凝土结构，大大提高混凝土的使用寿命。由单种矿渣加水泥熟料组成的高性能水泥，在水泥中其掺量可以从35%提高到50%。当复合两种或两种以上工业废渣作水泥主要组分时，例如粉煤灰＋矿渣复合掺量达50～70%，仍可生产52.5R、42.5R高掺量的复合水泥。由于矿渣比较难磨，要磨制高表面积的矿渣粉，必须对矿渣磨磨内结构进行改造，使之更适合矿渣的特性。

  磨机的粉磨效率与研磨体的装载量、填充系数及其级配密切相关。笔者认为某磨机原设计中的研磨体装载量偏少，所配的传动电机富余较大，可以适当增加研磨体的装载量，使电流略低于配电机的电流允许范围的上限值，这样既保证了安全运转，又提高了磨机产量。采用预粉碎的圈流生产磨机，应适当缩短一仓长度，加长二仓长度。磨机研磨体填充率应随研磨体装载量增加而提高，但开流磨与圈流磨截然不同。一般开流磨为控制成品细度，往往二仓大于一仓；圈流磨则相反（不排除特殊情况）。

  采用带筛分装置的新型双层隔仓板，根据提高磨机粉磨矿粉的需求，在原有高产高细磨双隔仓的基础上，在结构、功能上都进行了较大的改进，更好的控制物料流速，平衡首、尾仓的破碎、粉磨能力，提高料球比和加强“料往高处流”的作用，进而增大了研磨体动能的有效利用，提高了矿渣磨的粉磨效率。

  衬板的作用由过去单纯的防护装置，发展到根据不同仓位破碎、粉磨物料的需要来调节研磨体的动态分布和运动轨迹。例如，磨机的首仓需用具有较大落差的大研磨体击碎物料；而尾仓是粗粉细碎物料，是用小研磨体互相滚蹲来研磨物料，而活化环又为微介质创造了三维运动条件，强化了研磨作用。因此，首仓通常采用具有波形衬板，其提升角的大小要由磨体转速和研磨体填充率来决定；而尾仓则应采用增强研磨功能的具有分级兼提升作用的双曲面衬板，其分级强度和提升角由磨机转速和研磨体级配而定。在研磨仓增加活化环。衬板的改进和活化环的使用能使磨机的产量明显提高，电耗下降，比表面积加大。

  传统的定型设计所采纳的数据早已不再适用，而应根据入料粒度、粉磨流程、磨体转速、装机功率、隔仓分段长度、衬板工作面和各仓位对研磨体的动态要求来试验计算确定。

  磨机内通风状况的好坏，直接影响磨机粉磨效率的发挥。物料粉磨过程中产生热量和静电，水分受热蒸发成水蒸汽。通风能力差时，大量水蒸汽积聚在磨内，细粉吸附水蒸汽成为湿细粉，或因水分高，粉尘带静电，衬板、钢段表面形成“缓冲垫层”，降低钢球的冲击研磨能力，从而研磨能力下降，还易堵塞隔仓板篦缝，这也是常发生“饱磨”的原因之一。磨内通风对产量和质量都有明显影响，其作用一是及时将细粉排出磨体，以免影响粉磨效率和形成过粉磨；二是带走粉磨产生的热量，降低磨内温度，减少静电聚集物料堵堵塞篦板。圈流磨内风速一般不小于0.5米/秒，而开流磨内温度较高，风速一般大于圈流磨的2倍。

  通常改善磨机通风的办法，一是堵漏风，在磨尾出料处加锁风阀，防止风的“短路”；二是确保抽风管道不漏风；三是调整磨内风速，原则是在确保成品质量的前提下，使磨内物料顺畅流动，减少过粉磨现象，提高磨机的台时产量；四是增大中空轴内腔尺寸，变进出料螺旋为多头螺旋，提高进出料能力，改善通风性能。

  一般来说，物料粉磨时间越长，出磨粒度越细。但是，随着粉磨时间的延长，物料比表面积逐渐增大，其比表面能也增大，因而，细微颗粒相互聚集、结团的趋势也逐渐增强。经过一段时间后，磨内会处于一个“粉磨”和“团聚”的动态平衡过程，达到所谓的“粉磨极限”。在这种状态下，即使再延长粉磨时间，物料也难粉磨得更细，有时甚至使粒度变粗。同时，粉磨能耗成倍增加、粉磨效率降低。这种现象在常规粉磨时并不明显，但在高细粉磨和超细粉磨中经常出现。解决办法是：添加助磨剂。它能形成物料颗粒表面的包裹薄膜，使表面达到饱和状态，不再互相吸引粘结成团，改善其易磨性。助磨剂通过保持颗粒的分散，来阻止颗粒之间的聚结或团聚。粉磨粒度越细，使用助磨剂的效果越显著。

  粉磨矿渣时，由于入磨物料粒度的减小，球磨机磨内研磨体的平均球径必然要随之减小。一般来说，最大球的球径不要超过Φ60mm。根据磨机的仓位，减大球、换小球。两仓磨，还应该将隔仓板前移，增加细磨仓长度，并将隔仓板篦缝缩小到7毫米左右；由于矿渣难磨，研磨体的装载量应适当高于磨机设计装载量，约增加5～10%，不要超过15%。