矿渣一直作为水泥混合材使用,由于其原料含水量大,易磨性差,烘干后的粉磨粒度细化程度难以发挥活性要求,相当部分颗粒仅起微集料作用。因此,现在多采用单独粉磨的方式将矿渣磨至≥420m2/kg比表面积的微粉进行配料,从而大幅度改善和提高水泥或混凝土的性能。但这种粉磨目前采用的工艺和设备较多,指标参差不齐,一些企业套用常规水泥生产线的工艺设备的产量低,能耗大,烘干煤耗高达40kg/t,粉磨电耗90kWh/t以上,技术经济性有待提高。本文通过高效节能烘干机、高细高产磨组成的矿渣开流粉磨系统的应用,取得了较好的效果。
本系统以开路粉磨工艺为主,主机采用高效节能烘干机和高细高产磨,配以输送、计量、收尘、储存等组成独立的矿渣粉磨系统,成品比表面积420m2/kg。若需加入石膏、粉煤灰之类物料,则另配相应的破碎、配料和储存等。全系统通过简化工艺流程和主机设备性能的优化,从而达到节省建设投资、降低生产成本的目的。其基本工艺流程见图1,年产矿渣微粉18万t的工艺系统主要配置见表1。
用于矿渣烘干的高效节能烘干机及其配套在水泥厂已广泛应用。其扬料特点、烘干机理和提供热源的节煤型高温沸腾炉结构改进,为高效节能烘干奠定了基础。Φ2.4×18m烘干机的运行指标为:矿渣入机水分15~20%、终水分<1%,产量45t/h,煤耗<18kg。较常规同类型烘干机增产120%,节煤60%。同时,还具有延长沸腾炉使用寿命1.5~2倍,可燃烧热值在3000大卡/kg的劣质煤或炉渣、煤矸石等综合效果。
生产线建设应选择在距矿渣来源较近,运输方便,产品销售半径内的应用量与生产能力相适应,同时,在确保现有生产布局紧凑、工艺流畅的前提下,还要满足长远发展的需要。一些厂的前期规模大多为扩大生产留有余地,设计中一般都从平面总图、储存与配料以及粉磨(如预粉磨)设备的添置与更新几方面预设场地空间。因此,物料的平衡、输送、储存等计算选型也应综合考虑。宁波新港矿渣微粉有限公司年产30万t矿渣微粉生产线,为适应生产规模和高细粉磨的需要而预留挤压机进行矿渣预粉磨的总图设计见图2
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辊压机作为预粉磨的有效设备,在矿渣微粉生产中逐渐应用。江阴绮星水泥有限公司采用辊压机和打散分级机先将矿渣预粉磨至200m2/kg左右比面积,即相当于磨机{dy}仓
矿渣入磨水分对输送、储存尤其是粉磨都有影响,比表面积>420m2/kg的粉磨过程中,磨温较高,静电吸附增强,更加剧了水分的影响作用,因此,入磨水分要求控制为0.5~1.0%。许多烘干设备达到这个水分并不难,但{zd0}幅度地提高烘干能力,降低煤耗,是节省运行成本的关键。此外,烘干方式不当也会影响矿渣的活性,如逆流式烘干,其出料端的料温与热烟气温度较高,使矿渣的活性容易降低。与顺流式烘干相比,其活性指标下降12~15%,从而抑制了超细粉磨对矿渣活性的再提高。本系统采用的顺流式高效节能烘干机,根据物料性质改进了扬料结构,通过料幕的形成加快烘干速率,进料端起预热作用,温度为700~900℃,出料端为降温阶段,料温不超过60℃,原料水分只在烘干段被有效排除,因而矿渣活性不受影响。高温翻腾炉采用小炉膛结构设计热力强度高,从而降低煤耗,提高热能利用率及燃烧劣质煤等效果实现烘干的低成本运行。