钢渣制粉工艺方案选择性研究

钢渣制粉工艺方案选择性研究
发布时间：2023-03-09T09:12:18.777Z 来源：《中国科技信息》2022年10月20期作者：王书民[导读] 本文研究了钢铁行业制粉工艺的发展历程并对其进行了概述，主要分析了辊压机+球磨联合粉磨工艺装备情况、二级收粉立磨工艺装备情况和一级收粉立磨工艺装备情况等三个方面的内容，并对比分析了各个装备的优劣势，最终建议在现有的工艺装备和技术条件下，钢渣制粉选择一级收粉立磨工艺装备。

王书民
福建三宝钢铁有限公司再资源厂福建漳州 363000摘要：本文研究了钢铁行业制粉工艺的发展历程并对其进行了概述，主要分析了辊压机+球磨联合粉磨工艺装备情况、二级收粉立磨工艺装备情况和一级收粉立磨工艺装备情况等三个方面的内容，并对比分析了各个装备的优劣势，最终建议在现有的工艺装备和技术条件下，钢渣制粉选择一级收粉立磨工艺装备。

关键词：制粉工艺；钢铁行业；辊压机；球磨；立磨工艺；钢渣制粉我国制粉行业经过亘古千年的石磨石碾，近代工业化制粉经过数十年开路球磨、闭路球磨后，20世纪80年代，我国从西德引进先进的立磨装备和技术，改造我国水泥生料制备系统。

国家有关研究设计院消化吸收、研发制造，立磨装备得以国产化，在水泥生料制备应用成功的基础上，立磨制粉在不同行业广泛推广使用，彻底改变了我国制粉工业工艺装备占地面积大、能耗高、粉尘噪声污染严重等落后局面[1-4]。

又从西德引进先进的辊压机，辊压机+球磨联合粉磨工艺装备在水泥粉磨行业，全面替代开路和闭路球磨，达到了大幅度降低电耗、稳定质量、提高产量的显著效果[5-8]。

1 钢铁行业制粉工艺概述
目前，主流成熟的制粉工艺装备有：辊压机+球磨联合粉磨工艺装备、二级收粉立磨工艺装备、一级收粉立磨工艺装备。

正在发展中的制粉工艺装备有：辊压机终粉磨工艺装备、辊压机+立磨联合粉磨工艺装备、辊磨外循环终粉磨工艺装备、辊磨外循环+球磨联合粉磨工艺装备等。

辊磨外循环是省去常规立磨烘干、选粉部分，利用立磨下机体和磨辊磨盘研磨部分，一次研磨后的物料全部排出磨外，原理与辊压机有相通之处，用机械替代风力提升输送，达到降低能耗的目的，如图1所示。

图1 辊磨外循环+球磨工艺流程简图辊磨外循环没有磨内烘干和气流上升，不存在磨机压差问题，运行控制较为简单。

辊磨外循环+球磨联合粉磨工艺在水泥粉磨行业得到成功应用，有一定的节能优势，市场推广暂不理想，有待市场进一步认识和深度发展。

上述四种制粉工艺装备仍在发展中，不做简述。

简单介绍辊压机+球磨联合粉磨工艺装备、二级收粉立磨工艺装备和一级收粉立磨工艺装备等三种成熟的制粉工艺装备。

2 辊压机+球磨联合粉磨工艺装备辊压机由国内有关研究设计院和机械制造厂携手联合，在20世纪80年代从西德引进，经历了30多年的发展，取得了长足进步。

因为水泥粉磨不需要烘干环节，辊压机+球磨联合粉磨工艺装备在水泥行业普遍应用。

在新兴的钢渣制粉行业，由于钢渣尾渣水份较大，该工艺存在烘干工艺复杂、无法在粉磨过程中消解过烧f-CaO和f-MgO等实际问题，在钢渣制粉行业推广使用需要进一步优化。

辊压机以能量利用率高、破碎后物料易磨性好等特点，得到了广泛应用。

在水泥粉磨系统设计中，成为标准配置。

我国在运行的水泥厂、水泥粉磨站，水泥粉磨大多采用辊压机+球磨联合粉磨工艺，如图2所示。

图2 辊压机+球磨机工艺流程简图
随着国产辊压机大型化、智能化的发展，辊压机也为其他粉磨工艺预粉磨、系统配套提供了更多选择。

钢渣经热焖一次处理、破碎选铁二次处理后，尾渣颗粒仍然较大，利用辊压机进行破碎预处理，可以使物料粒度再次降低，BOND 功指数大幅度下降，再次分离、磁选尾渣中的金属铁，降低尾渣中的金属铁含量，显著改善钢渣尾渣的粉磨性能，为立磨工艺制粉创造更加有利的条件。

辊压机+立磨工艺装备，经过配套改进、取长补短、优化设计，成熟应用后，也是钢渣制粉工艺装备的选择方案之一。

3 二级收粉立磨工艺装备
立磨于20世纪80年代从西德引进，引进之初用于改造我国水泥生料制备系统。

水泥生料相对于其它粉体材料，原料BOND功指数只有10kWh/t左右，产品细度低，同规格磨机产量高，系统风量大，主风机与主电动机几乎等功率，加之引进初期除尘器滤袋材质和制造工艺落后，成本居高，进口电磁阀价格昂贵等原因，巨大的系统风量和产品收集难以全部由袋式除尘器处理，早期的立磨制粉工艺采用一级旋风筒+二级袋式除尘器的二级收粉工艺装备。

二级收粉立磨工艺装备十分成熟，在原料BOND功指数较低、产品细度不高的制粉行业普遍采用，是水泥生料制备的标准配置，如图3所示。

图3 二级收粉立磨工艺流程简图
该工艺也可应用于矿渣粉、钢渣粉等密度大、BOND功指数高、比表面积较大的粉体材料制备，但不是最优工艺方案。

原因如下：一是同规格的立磨，系统风量和产量不足水泥生料立磨的50%，袋式除尘器处理风量完全满足工艺要求；二是旋风除尘器选粉效率很难达到设计的99%，导致循环风粉尘含量较高，高速流动的钢渣粉冲刷磨蚀力强，造成旋风收粉器本体、主风机转子、循环风管道磨蚀，选粉效率下降、风机性能降低、系统漏风漏料，维护工作量较大；三是相对一级收粉工艺较为复杂。

4 一级收粉立磨工艺装备
一级收粉立磨工艺是在二级收粉立磨工艺基础之上，优化发展而来。

进入21世纪，袋式除尘器滤袋材料和制作工艺在我国得到快速发展，电磁阀国产化快速进步，袋式除尘器主要材料成本大幅度下降，大型及超大型袋式除尘器设计制作工艺日趋成熟，一级收粉立磨工艺装备快速发展。

一级收粉立磨工艺简捷流畅、设备少、占地面积小，全系统负压工作，粉尘噪声污染低，很容易达到或优于环保排放标准。

单机设备产量高、高效低耗，自动化程度高，易于实现智能化一建制粉，如图4所示。

工业和信息化部编制发布的《国家工业节能技术装备推荐目录（2020）》，其中《钢渣立磨终粉磨技术》、《外循环生料立磨技术》、《钢渣/矿渣辊压机终粉磨系统》在列。

新技术的应用和发展，得益于国家主管部门的政策支持和用户的应用支持。

图4 一级收粉立磨工艺流程简图
5 结论
(1)一级收粉立磨工艺装备系统电耗低，尤其是大型立磨，在钢渣粉行业，单位电耗可以做到≤50kWh/t，节能减碳效果明显，较其他制粉工艺装备具有显著优势，是制粉行业的发展趋势，也是钢渣制粉首选工艺设方案。

(2)在现有的工艺装备和技术条件下，建议钢渣制粉选择一级收粉立磨工艺装备。

参考文献
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[2]崔东霞.钢渣微粉对环氧树脂结构胶力学性能的影响研究[J].山西交通科技,2022(05):9-11+15.
[3]柴天红,曾亮,胡彪.钢渣粉对混凝土凝结时间及强度的影响试验研究[J].江西建材,2022(08):22-24.
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[5]刘澔.钢渣粉基沥青混合料的性能评价与提升机理[J/OL].山东大学学报(工学版):1-8[2023-01-31].
[6]廖宜顺,黄维峰,李豪,王思纯.钢渣粉对硫铝酸盐水泥水化过程的影响及热力学模拟[J].硅酸盐通报,2022,41(07):2376-2383.
[7]赖克. 钢管钢渣混凝土的弯曲性能研究[D].大连理工大学,2022.
[8]王瑾,刘健,潘红,吴昊泽,徐东宇.碳酸化预处理钢渣粉在混凝土中的研究与应用[J].混凝土与水泥制品,2022(05):90-94.[作者简介：王书民（1964-），男，山东泰安古河人，汉族，工程师，从事矿渣粉工艺技术和生产管理， ]。