技术丨高义钢铁年产200万吨矿渣立磨应用实践

引言

高炉矿渣是高炉炼铁过程中产生的工业废渣，高炉矿渣粉磨后的产品即为矿渣微粉。矿渣微粉在混凝土的拌合过程中，可以延缓初凝、终凝时间，降低水化热，提高混凝土的坍落度，增加混凝土的抗渗性能和强度。因为矿渣与碱先行反应，消除了潜在的碱骨料反应，因此，混凝土的耐久性也得到了强化。

随着高强混凝土需求的增加，高活性矿渣微粉需求也在不断增长。立磨具有粉磨效率高、单位电耗低、烘干能力强的优点，与矿渣的高水分、易磨性差的特点相适应，目前立磨已成为矿渣粉磨市场中的主流，年产30~150万t矿渣微粉绿色建材生产线在全国各大钢铁、建材企业中陆续投入使用，创造了可观的经济价值。

日前，山西高义钢铁有限公司年产200万吨矿渣微粉生产线投产成功，该生产线的矿渣立磨选用的是莱歇LM6300S3型立磨，磨盘直径φ6.3m，主电机装机功率8000kW，产量可达270t/h以上(S95微粉比表面积4200cm2/g)，该立磨为国内单产最大的矿渣立磨之一。

1.1 系统工艺流程

山西高义钢铁有限公司矿渣粉磨系统的工艺流程见图1。

图1 莱歇矿渣立磨工艺流程图

矿渣经定量给料机从计量仓卸出，并完成配料，后通过入磨胶带机经入磨螺旋输送机喂入磨机，物料随着磨盘的旋转从其中心向边缘运动，同时受到磨辊的挤压而被粉碎。甩出磨盘的物料由风环进入的热风带起，进入磨机上方的动态选粉机选粉，物料在磨内完成烘干和选粉后，矿渣微粉通过旋风收尘器和袋式收尘器收集，并由空气输送斜槽输送到入库斗式提升机，最后经由入库斗式提升机和斜槽输送进入矿渣微粉成品库。磨机吐渣胶带机、返料提升机和入磨胶带机组成的回料系统，实现了磨机的外循环。

该矿渣立磨粉磨系统采用的是莱歇公司的双风机系统，其特点在于在磨机出口设置了Hurriclon高效低阻旋风筒，用来收集磨机选粉后的成品，旋风筒后的热风经循环风机后分成两路：大部分的热风会经由循环风管，进入到莱歇专利的在线热风炉中，循环风和炉膛出来的高温烟气混合后进入立磨内对矿渣进行烘干；另外少量热风则在袋式收尘器净化后，通过尾排风机排出到环境大气中。Hurriclon高效旋风筒和袋式收尘器收集的成品由输送系统混合输送至成品库。

除了Hurriclon高效低阻旋风筒，双风机系统的另一核心设备是LOMA热风炉。该热风炉通过特殊设计的燃烧器喷嘴，均匀分散燃料，并且优化结构流场及侧进风，避免炉膛局部高温，减少快速型NOx生成；其次，其采用在线方式布置，利用系统循环风替代环境“冷空气”，通过热风炉蜗壳、多孔板与炉膛产生的高温风相混合，将高温烟气冷却至入磨需要的温度，可以使用更多的循环风，提高系统的热效率。

1.2 磨机主要技术参数(见表1)

1.3 主机主要性能参数

山西高义钢铁的矿渣立磨生产线除了立磨，还包括旋风筒、循环风机、收尘器和尾排风机等主机设备，相关的技术参数详见表2。从目前系统主机的实际运行参数来看，磨机还有较大的产能提升空间。

2.1 工作压力

莱歇矿渣磨在生产矿渣微粉时的工作压力在12~12.5MPa(120~125bar)之间，反向压力在1.8~2MPa(18~20bar)。磨机运行平稳，垂直振动值0.7mm/s，水平振动值0.6mm/s，有效提高了磨机的粉磨效率和运转率。

2.2 产量和电耗

高义钢铁矿渣的入磨物料水分约为12.1%，从最近3个月生产报表上来看，矿粉生产线的产量一直在270t/h 以上，系统平均电耗约为33.6kWh/t，电耗指标达到国内先进水平。

2.3 比表面积和活性

高义钢铁矿粉生产线生产的矿渣微粉的比表面积保持在4200cm2/g左右，7d的活性指数约为80.15%，28d的活性指数约为98.4%，满足我国对于粒化高炉矿渣粉S95粉的要求。

2.4 系统优势

根据本系统运行数据，袋式收尘器的入口含尘浓度从原来的330g/m3左右降至30g/m3以内，布袋过滤器的滤袋寿命得到成倍提高；袋式收尘器的规格降低为传统设计的25%左右，收尘器的框架大为缩小，本项目的土建施工和安装的工期缩短1个多月，滤袋数量的减少和寿命的提高使更换滤袋的成本大幅降低；同时，袋式收尘器承受的负压从约5500Pa降低为1200Pa左右，而且旋风筒紧凑、漏风小，系统的漏风与传统设计相比降低85%，保证系统风机效率和磨机产量的稳定。

山西高义钢铁的矿粉生产线采用莱歇先进的双风机系统，能够年产200万吨S95级矿渣微粉，系统电耗≤34kWh/t。该系统运行可靠，为高义钢铁高效实现钢铁固废零排放奠定了坚实的基础。

作者：张高溢

企业：《山西高义钢铁有限公司》

来源：《中国水泥》

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