年产30万吨钢渣微粉生产线的设计

2009-04-10 00:00

  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 主机设备一览表
  1、Φ2.4×18m烘干机1台,功率45kw。
  Φ2.4×18m 烘干机配套除尘器XLY66-6反吹风袋除尘器1台,风量65000m2/h,功率90kw。
  2、Φ3.0×9m钢渣磨二台,功率1000kw。
  配套除尘器二台PPCKSC250除尘器,处理风量35000m2/h,功率30kw
  3、FM30风选磨二台,功率500kw。
  配套KSC350除尘器二台,处理风量35000m2/h,功率30kw。

  3φ3×9m钢渣磨的有关问题
  3.1磨内结构同步调整
  3.1.1仓位布置
  由于风选磨出机钢渣很细,基本上都是粉状,比表在130-150m2/kg,磨机仓位布置可采用二仓结构,一仓为钢球仓,二仓为钢段仓。球仓用来加强磨机的破碎能力,以适应物料的难磨特性,使磨机的破碎能力和粉磨能力达到平衡。

  3.1.2 衬板和隔仓板
  衬板一仓采用具有较强提升能力的阶梯衬板,以强化球仓的冲击破碎能力,二仓采用小波纹衬板和用于激发钢段运动的活化衬板,以消除磨内的“滞留区”,强化钢段的运动,增强钢段的研磨能力。

  隔仓板要适应性强,不影响铁块入机,能放宽入机水分。隔仓板采用带筛分装置的双层隔仓板,对球仓的物料进行筛分分级,小于一定粒径的合格颗粒进入细磨仓研磨,粗颗粒返回球仓进行粉磨。由于球仓中合格物料的及时排出,因此可以强化对球仓粗颗粒的粉磨,提高了粉磨效率。相当于把圈流中选粉机的作用放置到开流工艺中。同时,对进入细磨仓的物料进严格限制,为提高微型钢段的研磨效率创造了条件。

  3.1.3 研磨体
  磨机的一仓采用较大冲击能力的钢球,二仓采用φ8mm-φ16mm微型钢段。由于钢段的个数和比表面积比普通钢球大的多,因此具有很强的研磨能力,这就大大提高了细磨仓的粉磨效率。研磨体的材料要求具有较好的耐磨性能,以适应钢渣腐蚀性强的特点。改造中,钢球仓采用高铬铸球,钢段仓采用钢模铸造的低铬微型钢段。生产实践表明,其耐磨性可以满足生产的要求。

  3.1.4 出料装置
  由于二仓采用了微型研磨体,普通磨机的出料装置不再适用,必须采用具有段料分离装置和料位调节装置的出料装置,以避免微型钢段漏出磨外,并起到控制物料流速、调节料球比的作用。

  3.2 要重视铁对粉磨系统的影响
  超细钢渣粉磨在原料钢渣进行预粉磨前先磁选除铁,然后进入FM型风选磨内进行预粉磨制成钢渣粉半成品;出机后钢渣粉半成品再磁选除铁一次后进入球磨机中进行终粉磨,最终制成比表面积至少为400m2/kg以上的钢渣粉产品。

  特别指出的是,钢渣粉磨中的筛分装置不同于其它磨机的筛分装置,由于钢渣中含有许多铁粒子,会造成筛网的堵塞和磨损,需要采取与之相适应的技术措施予以防范和避免。否则,将会造成隔仓板堵塞,磨损加剧,而且经常停磨清理,影响正常生产。

  4 用户实例
  2008年初江苏南京BQ钢渣公司新上两条钢渣粉磨生产线,经过考察与研究,该公司决定由南京旋立重机公司设计并提供全套装备。钢渣烘干采用1台φ2.4×18m的高产节能回转式烘干机,粉磨采用两段粉磨工艺,前段采用2台FM30型高效风选磨作为预粉磨,后段采用2台Φ3×9m两仓高细磨。2009年1月投产后,FM30型风选磨出机钢渣0.08孔筛余细度在50%-60%,比表面积在130 m2/kg-150m2/kg,95%小于1mm,入磨基本上是粉状料,为磨机优质高产创造了条件。最终实现Φ3×9m钢渣磨单机台产25t/h~28t/h,比表420m2/kg,取得了吨钢渣粉磨综合电耗65kwh的先进指标,经济社会效益十分显著。

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