摘要:
钢渣是钢铁企业的主要废渣之一，其排放量约为钢产量的15%~20%，我国每年的钢渣排放量在8000万吨以上，若不处理和综合利用，钢渣会占用越来越多的土地、污染环境、造成资源的浪费、影响钢铁工业的可持续发展。钢渣类似于过烧熟料，超细粉磨后具有潜在水硬性，有强度发挥。由于钢渣韧性大，易碎性差，并且含有一定的金属铁粒，既难破又难磨，粉磨效率低，电耗高，粉磨成本高，如何提高粉磨效率，降低粉磨电耗，直接影响到钢渣资源的综合利用水平。钢渣微粉的粉磨特性有别于普通水泥熟料和矿渣，试验发现有如下特点。
1钢渣的粉磨特性分析
钢渣是钢铁企业的主要废渣之一，其排放量约为钢产量的15%~20%，我国每年的钢渣排放量在8000万吨以上，若不处理和综合利用，钢渣会占用越来越多的土地、污染环境、造成资源的浪费、影响钢铁工业的可持续发展。钢渣类似于过烧熟料，超细粉磨后具有潜在水硬性，有强度发挥。由于钢渣韧性大，易碎性差，并且含有一定的金属铁粒，既难破又难磨，粉磨效率低，电耗高，粉磨成本高，如何提高粉磨效率，降低粉磨电耗，直接影响到钢渣资源的综合利用水平。钢渣微粉的粉磨特性有别于普通水泥熟料和矿渣，试验发现有如下特点。
1.1 钢渣比矿渣易磨性更差
通过钢渣和矿渣进行易磨性试验对比，结果发现钢渣与矿渣的易磨性均较差，但两者表现出不同的特点。钢渣的相对易磨性随粉磨时间延长而变好，说明钢渣的易碎性非常差。而矿渣的相对易磨性几乎不随比表面积而改变。对钢渣进行邦德功指数（Wi）测试为Wi=22.15kWh/t，高于普通熟料的平均值约23%，可见，钢渣的易磨性很差，磨机产量必然低。
1.2钢渣含铁粒较多
钢渣是钢铁厂炼钢时排出的废渣，在钢厂的排渣过程中，必定会排出一些金属铁，这部分铁虽经多次破碎分选、回收，但不可能完全分选干净。据检测，用作水泥混合材的钢渣中，金属铁粒含量仍达到3%左右。
钢渣在粉磨过程中，包裹于钢渣中的铁粒被逐渐剥离，形成金属颗粒聚集在磨内，严重地影响磨机的粉磨效率，增加衬板和研磨体的消耗，使粉磨状况恶化，而导致磨机低产、高耗。
1.3钢渣粉磨要求细度细、比表面积高
生产钢渣水泥，其钢渣和矿渣掺入量相当大，熟料仅占30%。这样大的混合材掺入量，要求的水泥比表面积高达360～400m2/kg，否则将影响水泥强度。这种水泥比一般矿渣水泥要细得多，这也是影响磨机产量的一个重要原因。
1.4钢渣磨蚀性更强
钢渣和矿渣都属于脆性材料，但相对而言，钢渣不仅硬度高，而且韧性也大，这就造成了钢渣的磨蚀性大，易磨性差。同时，由于钢渣中含有部分铁粒，更加大了其磨蚀性。如普通水泥磨中，隔仓板盲板的使用寿命可达两年左右，而在粉磨钢渣水泥的磨机中，盲板使用不足一年便已磨坏。为了保证磨机的长期稳定运行，在关键的部位应采取特殊抗磨措施。
由于钢渣具有上述粉磨特性，致使磨机的产量普遍较低。一般φ2.4m×12m开流钢渣磨，在钢渣细度为R0.08=2%～4%，比表面积为360～400m2/kg时，磨机产量仅为11～13t/h，较其它普通水泥磨产量低40%～50%。因而钢渣必须采用预粉磨的工艺措施，才能适应钢渣的各种粉磨特性，取得良好的技术效果。
2? FM型风选磨实现“破磨全分离”
球磨机的高产低能耗是每一个用户所追求的理想目标。要实现球磨机的高产和低能耗就必须发挥球磨机粉磨的最大效能，物料在球磨机中完成被破碎和研磨的工艺作业，因而高效能的球磨机必定有高效率的破碎和高效率的研磨作业，如何实现高效率的破碎和高效率的研磨是进行传统粉磨系统改造的关键。“破磨全分离”传统粉磨技术改造由两项关键技术组成：以破代磨；破磨分离。
以破代磨??? 以破代磨是目前提高球磨机粉磨效率的有效途径。球磨机虽然采用分仓，但由于破碎仓和研磨仓是共用一个筒体，在结构上和运动上都不能分开，要实现破碎和研磨的最佳运动形式是不可能的，而球磨机是以研磨作业为主的，因此将主要的破碎作业从球磨机中分离出来，这样可以分别使破碎和粉磨效率最大化。选用FM型风选磨是以破代磨最佳方案。
破磨分离??? 破磨全分离是管磨机在分仓粉磨作业中，破碎和研磨作业的一种实现方式。这种实现方式，打破长期以来管磨机在分仓粉磨作业中细磨仓破碎和研磨需要兼顾的观念，改变细磨仓要兼顾破碎和研磨的研磨体级配要求，通过严格的隔仓筛分，使得细磨仓不需要破碎作业，仅需研磨，以便能够实现真正的微介质研磨，以提高管磨机的粉磨效能。
以破代磨大幅度减小了球磨机对破碎作业的要求，接下来就是如何利用球磨机对经过FM型风选磨预处理的水泥熟料进行高效率的粉磨。因经过FM型风选磨预粉磨的物料尽管大部分物料已成粉状，但仍有少量粗颗粒，在球磨机中还不能完全采用微介质实现高效粉磨，球磨机仍需分为两仓，对进入球磨机的部分粗颗粒仍需破碎作业来完成。粗磨仓应具有粉料流速快，让细粉尽快进入细磨仓同时留下粗颗粒的效能；细磨仓采用具有高比表的微介质粉磨，同时要求严格控制进入细磨仓的粉料粒径大小，以实现破磨分离作业的要求。
3 采用FM型风选磨的矿渣粉磨工艺优势
适应矿渣预粉磨的高效能设备FM型风选磨，利用大球滚动挤压破碎理论，充分发挥矿渣易碎特点，彻底解决矿渣的破碎问题，达到半终粉磨效果，出FM型风选磨粒度0.08mm筛余在40%－50％，95％小于1mm，出磨物料带有微裂纹，这样进入管磨粉磨，粉磨效率大大提高，可增产50%－60％，电耗降低10kWh/t－15kWh/t，比表面积提高30 m2/kg－50m2/kg。
同时，两段分别粉磨工艺将彻底解决管磨机受矿渣水分的严重影响，目前，许多厂家仍然采用立式烘干机烘矿渣，由于立式烘干机烘干水分不稳定，矿渣磨影响很大。入磨矿渣水分大了，易糊段和筛板，影响生产；水分小了，易产生高温静电“包球”现象，同样也影响生产。采用两段分别粉磨，可彻底解决水分对矿渣的影响，由于FM型风选磨单独除尘，水蒸气经FM型风选磨及时排出，不进入后道工序，不影响矿磨生产，这样就解决了矿渣水分对矿磨的影响，并可适当放宽矿渣水分1％－2％，节省烘干成本。
由于进入矿磨物料是半终粉磨产品，因此管磨效率大大提高，流速加快，产量高，可降低出磨物料温度20℃－30℃，有利于磨机的正常生产。
4 FM型风选磨结构示意图
5 FM型风选磨主要性能特点
●高可靠性?? 低速运行，新颖独特结构设计，无任何机械故障。
●低消耗性?? 钢球破碎，磨耗小，钢球磨小后可作磨机级配用，无浪费。
●大破碎比?? 破碎比特大，细粉含量多，结合破碎与研磨功能。
●小功耗比?? 破碎效率高，功率消耗低，无功浪费少。
●适应性强?? 铁块入机无影响，无需专用除铁器；入机物料水分可适当放宽。
●通用性强?? 除水泥行业、还可用于冶金、矿山、化工等高硬度物料超细破碎用。
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