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1、年产 20 万吨矿渣微粉生产线的工艺设计 及设备选型概述高炉矿渣是钢铁厂高炉炼铁的副产品，经水淬急冷处理后，呈浅灰色玻璃 晶体颗粒状，属于工业废渣材料.长期以来被直接作为水泥混合材使用.由于矿 渣比水泥熟料易磨性差，在通常的水泥粉磨后所含矿渣的粒度比水泥的粒度粗 很多，矿渣的活性得不到充分发挥.粗粒度的矿渣在水泥水化过程中仅起到微集 料的填充作用.近几年经过大量细致的实验研究，将矿渣研磨成高比表积、高细 度、使其改性成为具有潜在的胶凝性材料的可能已变成现实，其在碱性条件下 活性能够得到充分发挥，使混凝土和水泥的多项性能得到了极大的改善和提高.1. 工艺设计方案的确定1 1 设计简况：由于水淬矿
2、渣具有高含水量，易磨性差等特点，单独粉磨 矿渣微粉难度较大，一直处于产量低、电耗高，入机矿渣水分难以去除状态.近 年来随着高效节能烘干技术、高细高产管磨设备的不断研制开发，使得高细 度、高比表积的矿渣微粉的工业化生产已成为可能.合肥水泥研究院粉磨研究所 利用成熟技术及设备已设计投产十多条矿渣微粉生产线，形成低成本经济性工 艺设计方案；其中主要技术指标如表 1 所示。表 1 年产 20 万吨超细矿渣粉磨各项技术参数入料综合水分1.0%流动度比（）95入料粒度W5.0mm活性指数（）7d:95产品比表面枳400420m2/Kg28d:105系统产量11.5t/hX2=23t/h*2 台系统运转率8
3、0%系统总装机功率2020KW粉磨系统电耗65kwh/t图 1 江苏省江阴华西混凝土有限责任公司工艺流程图1.2 工艺系统流程及生产线布置 矿渣微粉生产工艺仍然分为开路和闭路二种，其中在设备选择及产品综合技术 指标上都有所区别，本文所述为开流工艺粉磨系统。（1）经济实用的开路高细管磨系统采用开路高细管磨工艺，具有生产工艺简单，系统产品质量和品种可调性强， 易于布置和易于生产设备管理及土建投资少，建设工期短 特点.例如：江 苏省江阴市华西混凝土有限责任公司，年产 20万吨矿渣微粉生产线，从设计到 投产试车仅用 4 个月时间.生产线顺畅，布局简便合理，如图 1所示。（2）物料平衡计算及各种物料储存
4、量和储存期表表2 年产 20 万吨超细矿渣所需原材料表物料 名称水分配合比（%）物料平衡（t）备注干料（t）湿料（t）(h)(d)(a)(h)(d)(a)矿渣20962457617280029.63711.12213336石膏541243001.0424.967488超细矿渣10025600180000煤818Kg/t0.43210.3683110.40.46511.163348磨系统运转率：82 %（300 天） 表 3 各种物料储存量和储存期表序号物料名称储存方式规格（m）数量储里（t）储期（天）1湿矿渣堆棚30X1201230042干矿渣圆库0 10X2628001.53石膏圆库 5X1
5、51200104超细矿渣圆库0 10X26632005.82、设备选型及合理应用21 设备选型 根据生产线工艺流程，湿矿渣先运至原料堆棚堆放，再送入烘干系统进行烘干 处理，在入库储存；而石膏经破碎机破碎后入石膏库储存.如需增加粉煤灰，可 设粉煤灰库底配料.该几种物料经库底皮带秤计量后，由皮带机直接送入高细管 磨中，经粉磨后的成品矿渣微粉由提升机运至成品库中储存，并通过库底 或库侧散装机送入散装汽车，或由空气斜槽（或FU、螺旋输送机等）送至码头 由船只运输出厂.各主要设备如表四所示：（一）矿渣烘干系统设备表4序号名称型号规格（m）数量（台）装机功率（Kw）1咼效节能烘干机（专利新产品）HR24
6、2.4X181452节煤型高温沸腾炉HRP241683抗结露耐咼温 玻纤袋式收尘器LFEF4X3581104系统引风机Y548NO12.5C1555变频调速皮带秤TDGV100011.16系统电控柜（M）2.2X0.8X0.627移动式空压机V1.0/71158提升、输送设备按工艺而定（二）矿渣粉磨系统设备 表5序号名称型号规格（m）数量（台）功率（Kw）1高细高产管磨机0 2.4X132800X2=16002气箱脉冲袋式收尘器TGM64528.5X2=173移动式空压机W2.58/5215X2=304系统引风机Y548NO8C215X2=305提升、输送设备按工艺要求而定（三）石膏破碎、配料
7、及散装系统设备 表6序号名称型号规格（m）数量（台）功率（Kw）1细颚破碎机PEX250X 12001372袋收尘器LFX (II) 41411.53收尘风机630NO7C17.54变频调速皮带秤TDGV80043.5X4=145库底散装装置SZ143.3X4=13.26库底散装收尘器LFX(II)41421.5X2=3.07收尘风机630NO7C17.58提升、输送设备按工艺要求而定22 所选设备的合理使用 由于矿渣微粉在磨内粉磨过程中会产生大量热量，易使原料矿渣中的水分溢 出，造成糊球、结团现象，严重影响粉磨效率及电耗，因此入磨矿渣的含水量 对其粉磨效果十分敏感，故在现有工艺系统中，要求严
8、格控制入磨矿渣水分低 于0.51.0%而对于采用高细高产磨粉磨矿渣微粉而言，要想达到高细度、高 比表面积、高低电耗的效果，磨机结构参数及工艺参数的确定起着决定性的作 用，即磨内仓位的设置、隔仓板、出料篦板、衬板及研磨体级配的选择是否合 适，都会通过台时产量、产品细度、比表面积反映出来. 同时也直接影响到矿渣 微粉成品颗粒级配，江苏省江阴华西混凝土有限责任公司工艺参数选择如表 7入机水分15-20%入磨粒度W5.0 mm隔仓板形式3种出机水分0.5-1.2%比表面积420m3/kg衬板形式5种台时产量45-48t/H台时产量12-14t/h研磨体级配0 16X18/0 8X8单位煤耗16T8Nk
9、g/t系统电耗58-65Kwh/t活化衬板45圈废气排放W50mg/Nm3磨机仓位 设置3仓球料比5.2-5.7所示。表73、工艺设计的合理性及成功案例31 工艺设计的合理性及分类3.1.1 工艺设计的合理性 矿渣微粉生产线厂址的选择一般是根据原料来源较近、靠近水路运输或距离中 心城市较近等特点来选择。通常，在厂区内为达到最大的有效使用空间，对工 艺布置的合理性要求较高，既要考虑现有的生产能够正常需要，还要能够从长 远发展的角度来对现有场地进行预留下一步扩展的配置空间。如图 2 所示, 江 苏南通九华矿渣微粉有限公司为适应将来扩建而在现有设计过程中所做的统筹考虑。随着我国水泥企业上大改小方针的
10、进一步 落实，将会有许多靠近城市的立窑水泥企 业被迫关停或 改造成粉磨站、或生产矿渣 微粉，所以合理有效地利用原有厂房、设 备资源,是降低投资的首选。安徽省合肥恒 利建材有限公司（合钢矿渣微粉厂）就是 在利用原合肥第二水泥厂停产磨房、生料 库及输送设备基础上建成的；在场地条件 允许的情况下，尽量考虑单层平面厂房布 置，从而使土建投资及设备安装、维护管 理费用降到最低。3.1.2生产工艺的种类及应用（1）技术先进型：a. 江苏省江阴市绮星水泥有限公司:工艺线路：矿渣烘干f挤压机f打散机f选粉机（细粉）f高细磨f成品;b. 江苏省南通九华矿渣微粉有限公司（30万吨/年低能耗，高比表面积）：工艺线路
11、：矿渣烘干机f （预留挤压机）f高细高产磨f成品； （2）低能耗环保型：1. 北京上联首丰建材厂（ 15 万吨/年）：工艺线路：矿渣烘干机（节煤性高温沸腾炉，燃烧焦炭渣,SO2和NOX均低于国 标，抗结露玻纤袋式收尘器，废气排放W50mg/Nm3）f高细磨（气箱脉冲袋式收 尘器，废气排放W50mg/Nm3） f成品（各点加设收尘器）；1. 江苏省江阴华西矿渣微粉有限公司：工艺线路：矿渣烘干机（节煤性高温沸腾炉，燃烧焦炭渣,SO2和NOX均低于国 标，抗结露玻纤袋式收尘器，废气排放W50mg/Nm3）f高细高产磨（气箱脉冲袋 式收尘器，废气排放W50mg/Nm3） f成品；（ 3）经济实用型：1
12、. 江苏省南京市滨江微粉科技有限公司（15 万吨/年）：工艺线 路：矿 渣烘 干机 f高 细磨f 成品b. 浙江省湖州市天泽利矿渣微粉有限公司（10 万吨/年） 工艺线 路：矿 渣烘 干机 f高 细磨f 成品（ 4）原有立窑水泥厂改造型：1. 安徽省合钢公司水泥厂（8 万吨/年）： 工艺线路：改造原有烘干系统（干渣水分Wl%） f改造磨机系统（比面积 400）f 成品；1. 浙江省杭州高强微粉有限公司（8 万吨/年）： 工艺线路：改造原有烘干系统（干渣水分Wl%） f改造磨机系统（比面积 400）f 成品；c. 河北省唐山市永基建材厂（8万吨/年）工艺线路：矿渣烘干机（干渣水分Wl%） f高细
13、磨（比面积400）-成品 3. 2 低成本工艺设计的成功案例近几年来，我们先后在浙江、江苏、安徽、北京、上海、河北等省市采用低成 本经济型工艺设计方案，建成十几条矿渣微粉生产线，均取得良好的生产效果. 如表8 所示： 表8内容 单位规模烘干机 规格咼细咼产磨规格建厂周期投产时间江苏江阴华西混凝 土有限公司20万吨/年0 2.4X18m（4555t/h）0 2.4X13m（2 台）（12 14t/h）4 个 月2004.12.28江苏南通九华微粉 有限公司30万吨/年0 2.4X18m（4352t/h）0 3.2X13m（2 台）（2225t/h）在 建北京上联首丰建材 厂15万吨/年0 2.4X14m（3840t/h）0 2.2Xllm（2 台）（9 11t/h）8 个 月2005.元.8浙江余姚明峰建材 公司15万吨/年0 2.2X14m（2628t/h）0 3.2X13m（1 台）（2224t/h）0 1.83X7m（2 台） （3.8 4t /h）5 个 月2004.9.8浙江湖州天泽利矿 渣微粉公司10万吨/年0 2.2X14m（2425t/h）0 2.4X13m（1 台）（12 15t/h）4.5 个 月2004.5.8浙江杭州高强微粉 有限公司10万吨/年0 2.2X12m（2527t/h）0 2.2X
