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    技术 | CK410矿渣立磨的首次应用

    来源:《海螺集团有限责任公司》 发布日期:2020/2/19 编辑:徐展迪
    核心提示:CK410矿渣立磨的首次应用

    矿渣是高炉炼铁的废渣,它以熔融状态从高炉中流出,经过水淬冷处理,其化学成分主要是SiO₂、CaO、Al₂O₃、Fe₂O₃,具有潜在的水化活性以及许多良好特性,经超细粉磨的矿渣微粉可制备多种高抗磨、抗腐蚀、高强度的特种水泥 。


    因 矿渣含水率高,硬度大,不容易粉磨,只有将矿渣磨至比表面积400m2/kg,活性才能激发,且比表面积越高,活性越好 。用矿渣微粉作为混凝土掺合料不仅可等量取代水泥,而且可极大改善混凝土的多项性能 。目前矿渣大部分被用来与熟料一起混磨生产水泥,总体利用水平不高 。


    早在1980年,立磨矿渣粉磨已开始用,由于节能效果明显,烘干兼粉磨,系统简单,维护方便等特性,立磨迅速取代球磨机,成为主要矿渣粉磨设备 。


    PJ公司矿渣粉磨项目由海螺设计院设计,2017年1月开工,至2017年5月25日顺利投产 。采用海螺川崎节能有限公司开发的第一套CK410矿渣立磨系统,投产后整体运行稳定,操控性强,产能充分发挥,各项运行指标均达到或超过了设计要求 。从现场运行结果来看,粉磨机理明确、合理、有序,工艺流程顺畅、简洁、操作维护便利 。


    CK410矿渣立磨投用完全满足PG公司二期生产线2台∅4.2m×13m水泥磨(台时240t/h,P·052.5)的矿粉掺入量,同时兼顾一期生产线矿粉使用 。其中一期生产线4台∅4.2m×13m(台时250t/h,P·042.5)联合粉磨系统,海螺院设计配置1台CK370矿渣立磨,能力 100t/h,该矿渣磨于2012年5月投产使用,目前系统运行平稳、可靠 。


    1、工艺流程及设备配置


    PJ公司CK410矿渣粉磨由原料计量和输送系统、粉磨系统、外循环系统、成品收集系统、成品储存及发散系统、热风炉烘干系统等部分组成 。工艺系统流程见图1 。

    CK410型矿渣立磨,粉磨后的物料被磨内上升的热气流带起,经磨内上部的选粉机分选后,合格的矿渣粉随气流逸出立磨 。通过调节选粉机转子速度可控制矿渣粉成品的细度 。出磨的高浓度含尘气体随后进入高浓度袋收尘器,收下的成品经空气输送斜槽、提升机送入矿粉库储存 。出袋收尘器的洁净气体经过循环风机后,一部分废气作为循环风重新回磨,剩余通过烟囱排入大气 。立磨设外循环系统,外循环物料经振动给料机、提升机送至回转除铁器后再入磨 。当磨机粉磨矿渣时,为了防止干湿物料混合产生堵塞,外循环物料出提升机后不进入磨皮带机,经旁路除铁器和回转锁风阀后直接入磨,另外部分含铁的物料经过三通阀或除铁器后外排 。出磨矿粉经过斜槽、斗提等设备分别进入矿粉储库 。

    2、设计优化(见图2)


    根据项目现有场地位置,矿渣粉磨主厂房位置技能兼顾原料堆棚内的进料计量,又能满足矿粉成品的储存及输送 。总图布局合理,美观大方,同时避开现有廊道和电缆隧道等已有建筑物,成品输送廊道尽量利用已有构筑物 。

    2.1 总图布置(见图3)


    矿渣堆棚的储量须满足储存7天以上,以降低矿渣水去 。矿渣水分控制在8%~10%,保证入磨的水份以及粒度均匀,有利于矿渣磨的生产组织 。入磨前矿渣必须安装带式除铁器,以及金属探测器和外排系统,实现对磨辊的保护 。入磨计量系统设置30t钢板计量仓,仓内贴树脂衬板,防止矿渣在仓内结拱和腐蚀钢仓 。矿渣仓底设定量给料机,实现物料的精确计量,满足皮带机的输送要求 。热风炉布置在磨机一侧,保证热风及时供热 。矿粉库储量2000t,位于磨房的一侧,矿粉既能掺入二期生产线2台水泥磨又能入现有水泥库成品斜槽 。



    2.2 矿粉库


    新建矿粉储库为利浦库,特点为施工周期短,投资费用少 。新建利浦库位置多次测量复核,避开原有电缆通道 。矿粉输送廊道有效利用原有磨房以及电力 室的结构框架,减少土建费用,缩短施工周期 。


    为满足一个库两个出库系统,库底出库采用充气小仓的设计形式,使用效果较好;矿粉库进、出库斗提及斜槽廊道支撑均与利浦库本体脱开设计,大大降低了利浦库的荷载受力 ,不仅降低了土建费用,也保障了库本体的结构安全 。


    2.3 热风炉(见图4)

    矿渣烘干热风炉采用沸腾炉形式,并改传统空气加返用烟气的二次配风为全部烟气返用的一次配风法,大幅节约热能,减少排放,降低成本 。烟囱废气一次配气的效果在空气温度低时更具优势 。热风管道竖直进入循环风管,保证了热风均匀给热,避免磨机进风口温度偏差 。热风炉的布置不仅保留了检修通道,而且预留了原煤的堆存区域 。


    3、生产运行


    本项目改造工期短,设计接口多,经过多次现场测量 和收集基础数据,与PJ公司方案讨论,帮助现场解决疑难 。整个设计以及施工过程密切联系现场,确保整个工程顺利投产 。


    PJ公司矿渣立磨改造项目仅用2个月就完成所有施工图设计,整个项目建设周期5个月;立磨占地面积小,总图布局合理,整体较美观,运行指标优 。


    本项目2017年5月25日顺利投产,投产即达标 。


    (1)中控操作记录画面见图5 。

    (2)粉磨系统运行考核指标见表2,表3 。

    4、结束语



    针对矿渣加工处理的粉磨系统,合理利用资源,实现了可持续发展 。水泥工业发展过程中,资源与环境问题日益严峻,矿渣立磨的成功应用,不仅仅提高水泥的性能和质量,也为水泥行业的发展提供了新路 。



    作者:陈永波、周长华


    来源:《海螺集团有限责任公司》


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