TRMS45.3辊磨生产高比表面积矿渣粉的实践

杜鑫，聂文海，孔令洋，段双峰，周文彬

TRMS45.3辊磨生产高比表面积矿渣粉的实践

Practice of Producing High Specific Surface Area Slag Powder with TRMS45.3 Roller Mill

杜鑫1，聂文海1，孔令洋1，段双峰1，周文彬2

矿渣的资源化利用是目前冶金渣废弃物资源化率最高的一种材料，矿渣作为建材产品使用具有很多的优势。由中材装备集团有限公司最新研发的生产矿渣超细粉（≥520m2/kg）的TRMS45.3矿渣辊磨系统，目前已投产运转3个多月，生产矿粉16万吨，从磨机生产情况来看，在成品比表面积520～530m2/kg时可实现产量90～97t/h、主电机电耗37～38kWh/t，达到或超过了设计指标。

辊磨；矿渣；超细粉

1 概述

矿渣是炼铁时排出的以硅酸钙和硅铝酸钙为主要成分的熔融物，经水淬而成粒状活性材料，呈棕黄色、灰白色、黑褐色；多孔、疏散；粒度一般在15mm以下；松散容重为400～800kg/m3；自然含水率为5%～18%。高炉矿渣的排放量随着矿石品位和冶炼方法不同而变化，如采用贫铁矿炼铁时，每吨生铁可产出1～1.2t高炉渣；用富铁矿炼铁时，每吨生铁只产出0.35～0.5t高炉渣[1]。

随着我国废弃物资源化的推进，矿渣在建材领域得到了广泛的发展，由于矿渣粉用在混凝土中具有成本低、工作性好、后期强度高、水化热低、耐久性好等优点[2]，已成为配制混凝土的重要组分之一。掺入水泥混凝土中的活性矿渣粉对水泥混凝土强度的贡献主要有两方面：一是参与水泥水化，降低水化热补充浆体后期强度；二是填充水泥颗粒与骨料之间的孔隙，提高浆体密实性。

目前矿渣粉磨技术已经日趋成熟，多数矿渣粉生产企业采用辊磨粉磨系统。该系统流程简单，操作方便快捷，维护方便[3]。截止到2014年初，中材装备集团有限公司已出售矿渣辊磨约200台，在国内矿渣粉磨技术和设备应用上都处于领先地位。

2013年初，重庆钰宏再生资源有限公司与中材装备集团有限公司签订了年产60万吨矿渣微粉生产线合同，由中材装备集团有限公司负责生产线机电设备供货及系统总成，并于2014年1月完成了生产线的全部安装工作。这是国内第一台国产化超细粉磨的矿渣辊磨，合同要求：实现磨机矿渣粉设计产量90t/h、成品比表面积520m2/kg以上，主机电耗≤38kWh/t。2014年3月经过系统调试，实现磨机矿渣粉产量97.4t/h，成品比表面积538m2/kg，主机电耗37.6kWh/t，截止到2014年6月已累计生产矿渣粉16万吨。现将系统运行情况做以下介绍。

2 矿渣辊磨系统工艺流程

矿渣辊磨系统采用单风机系统，工艺流程简单，操作便捷，也是目前绝大多数矿渣粉生产厂家采用的流程。

矿渣由喂料皮带经螺旋绞刀喂入辊磨，在辊磨中物料随着磨盘的旋转从其中心向边缘运动，同时受到磨辊的挤压而被粉碎。粉碎后的物料在磨盘边缘处被从风环进入的热气体带起，粗颗粒落回到磨盘再粉磨；较细颗粒被带到选粉机进行分选；分选后的粗粉返回到磨盘再粉磨，合格细粉进入袋式收尘器收集为成品。部分难磨的大颗粒物料（包括铁渣）在风环处不能被热风带起，通过吐渣口进入外循环系统，在此经过除铁后再次进入辊磨与新喂物料一起粉磨。出收尘器的成品通过空气输送斜槽、提升机等设备送入到成品库中。

磨机通风和烘干需要的热空气由热风炉提供，热风通过管道进入磨机，出磨气体通过收尘器净化后由系统风机送出，一部分排入大气，另一部分循环入磨。

重庆钰宏再生资源有限公司TRMS45.3系统工艺流程见图1。

图1 重庆钰宏再生资源有限公司TRMS45.3系统工艺流程示意图

3 辊磨系统主机设备配置

TRMS45.3矿渣辊磨系统的核心设备是由中材装备集团有限公司自主研发的TRMS45.3辊磨。虽然对于粉磨超细矿渣粉采用辊磨在能耗方面具有明显优势[4]，而采用传统的矿渣辊磨仍不能满足生产需求。因此，针对高比表面积的矿渣粉磨，在采用水平磨盘和锥形磨辊来保证物料形成稳定料床的基础上，配置新型LV选粉机，并对磨机的转速、液压系统、摇臂系数等做了优化，以保证成品比表面积可以在400～600m2/kg范围内灵活调节。工艺系统布置了多道除铁装置，可有效除去矿渣中金属铁，提高辊套和磨盘的耐磨性。

4 矿渣原料性能

矿渣是炼铁过程中产生的副产物，重庆钰宏再生资源有限公司矿渣主要来自重庆钢铁集团有限公司，全部为水淬矿渣，矿渣粒度均匀，色泽稍暗，平均粒度约3～5mm，入厂矿渣水分30%～35%。2013年中国水泥发展中心对重庆钰宏矿渣原料性能进行了检测分析，结果如下：

表1 TRMS45.3矿渣粉磨系统主机配置

（1）矿粉密度ρ＝2.9g/cm3；

（2）粉磨功指数（Bond法）Wi= 19.78kWh/t（P=80μm）。

从上述检测结果可以看出，重庆钰宏再生资源有限公司矿渣属于中等易磨性矿渣。

5 生产实践

自2014年1月磨机安装完毕，单机试车、联动试车后，正式开机调试。经两天优化实现磨机产量96～97t/h，成品比表面积520～540m2/kg，磨机振动1.8～2.1mm/s。

粉磨系统运转稳定后，3月份对磨机进行了考核，结果为：原料综合水分13.9%，产量97.4t/h（干基），平均比表面积537.8m2/kg，主电机电耗37.6kWh/t。截止到6月中旬，已生产矿粉16万吨。

表2 正常生产时磨机控制主要参数

磨机正常生产时的操作画面如图2。

图2 磨机正常生产时中控操作画面

表3 TRMS45.3系统风量测定结果

表4 稳定投料110t/h时磨机振动情况

表5 TRMS45.3设计指标与运行情况对比

磨机稳定生产时主要控制参数如表2。

6 运行参数分析

（1）辊磨主机

从磨机稳定运行时运行参数来看，稳定运行时无喷水，磨机振动值在1.9～2.1mm/s，通过微调可实现产品比表面积在420～540m2/kg；磨机产量90t/h时，磨机正常运行的油缸压力为11～12MPa，磨机运行功率为3 380～3 680kW（磨机主机配置4 000kW，目前无进相），磨机出力约80%～90%，达到了磨机设计的使用效率。

从考核期间的数据来看，在比表面积537.8m2/kg时产量97.4t/h（干基），折合到450m2/kg，矿渣产量可到129t/h，由此可见磨机产能还有很大的潜力。

（2）选粉机功率

从投料110t/h磨机长期稳定运行期间的选粉机运行情况来看，选粉机正常给定36～36.5Hz即可满足矿粉成品比表面积的要求技术指标，此时选粉机电流300～315A、转速103～110r/min、功率120～130kW（选粉机功率配置为314kW），选粉机电机出力38%～41%，选粉机运行效果良好，且仍有可优化的空间。

（3）风机效率

在连续运行过程中风机转速33～34Hz，电流47～50A，风机实际消耗功率约455～484kW，电机出力约36%～39%，风机电耗7.4～7.9kWh/t，风机电耗中等；在调试过程中对系统风量进行了多次标定，标定结果见表3。

从表3中可以看出，磨机出口粉尘浓度为260～270g/m3，系统风量满足设计指标，且风管尺寸设计有富余。

（4）磨机振动

在稳定喂料110t/h、比表面积520m2/kg以上时对磨机振动情况进行了测定，结果见表4。

从表4中可以看出，磨机正常运行时，运行平稳，振动值小。

7 结语

中材装备集团有限公司自主研发的TRMS45.3辊磨系统粉磨高比表面积矿渣粉（≥520m2/kg），各项指标均达到设计能力（表5），为辊磨粉磨高比表面积矿渣粉技术开辟了新的篇章。

[1]孙树杉.钢铁渣的资源化利用[G].2013年第二届冶金渣综合利用培训论文集：2013: 60-75.

[2]冯蕾，张永娟，张雄，等.矿渣颗粒群特征与活性指数的灰色关联分析[J].建筑材料学报，2009,12（3）：272-276.

[3]章瑞平.本钢120万吨矿渣微粉生产线工艺选择[J].本钢技术，2011（6）：4-9.■

TQ172.632.5

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1001-6171（2015）06-0045-03

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2015-03-30；编辑：吕光