钢渣磨粉首选设备

钢渣磨粉首选设备——太极立式磨粉机

何竞飞①，孙梓顺②

①中南大学机电工程学院，②中宏重型机器有限公司

摘要：TLM型太极立式磨机是具有良好过铁性能和磨粉效果好的节能磨粉设备，该机不存在“胀肚子”问题，破碎比大，可将－50mm的钢渣磨至－2mm的钢渣粉（占80%以上），“钢”和“渣”能充分解离，极大提高了钢渣中铁的回收率；该机采用变径筒体，实现“多碎少磨”，能耗低，耐磨件使用寿命长；尾渣经多层碾压，磨粉充分，尾渣粉粒形好，比表高，利用价值高，是钢渣磨粉的首选设备。使用太极立式磨粉机的新钢渣磨粉工艺流程简洁高效，技术性能优异，运营成本低。实际工业应用证明该机在钢渣磨粉领域具有极其广阔应用前景。

1 前言

钢渣是炼钢过程中的副产物，每生产一吨粗钢，约产生0.10-0.14吨钢渣，2008年我国粗钢产量已达50091.5万吨，而利用率仅为10%左右，绝大部分钢渣仍然弃置，不仅占用土地而且污染环境。

由于钢渣本身的性能差异很大，成份波动大，加之硬度较大，易磨性差，因此，在钢渣的有效利用上存在很大难度，所以有很多国家注重于用量大、简单可行的钢渣利用途径的研究。比如，利用钢渣的容重大、呈块状、表面粗糙、不滑移、强度高、耐蚀、与沥青粘结牢固等特点，用作筑路的基材。

另外，利用钢渣中含有很高的CaO、铁分以及一定比例的MgO、MnO等能够有效降低溶剂、矿石的消耗及能耗的组分，将钢渣制成球后返回炼钢炉作为溶剂使用。但是配矿工艺对返烧结有影响，过度使用会造成P等有害元素的富集；配加转炉渣的烧结矿品位、碱度有所降低。加之钢渣的成分波动较大，烧结配矿时要求钢渣各种氧化物成分波动≤±2%，粒度要求一般小于3mm，钢渣在成分上很难满足要求，对钢渣破碎和筛分的要求也高，因此，这方面的利用量也相当有限。

用作筑路基材和配矿的钢渣只需要初碎和细碎，目前我国适合钢渣初碎的设备有液压式颚式破碎机，适合钢渣细碎的设备有冲击式破碎机和圆锥破碎机等。对于以上几种利用途径来说，钢渣的附加值很低，运营成本高。

如果将钢渣初磨到比表面积450m2/kg左右，作为水泥的混合材料或混凝土的活性掺合料，一方面，由于钢渣粉的颗粒粒度很小，使得游离氧化钙和游离氧化镁在构件硬化之前与水反应完毕，彻底消除了钢渣的体积稳定性问题。另一方面，目前比表面积达到450以上的钢渣粉的市场价在150元左右。加上生产过程中磁选出来的铁精粉和颗粒钢，则每处理一吨钢渣的净利润可达100元左右。同时，由于减少了水泥熟料的用量，从而间接地减少了生产水泥的消耗和CO2的排放。

要变废为宝，实现钢渣的“零排放”，磨粉是不必可少的工序之一。目前国内的钢渣粉

制备设备主要为能量利用率很低的小型球磨机，一直没有理想的钢渣破碎磨粉设备，传统的钢渣破碎磨粉设备及工艺存在的主要问题是：一、由于钢渣中含有钢块，传统的破碎磨粉设备存在“卡钢”问题，无法保证设备的连续正常运转，严重时会导致破碎磨粉机损坏，生产效率低；二、传统的破碎设备很难将钢渣破碎到需要的粒度，将“钢”和“渣”充分解离，尾渣粒度大将导致磨矿能耗高，尾渣含铁量较高，造成资源的浪费，限制了尾渣使用范围，降低了尾渣的价值；三、传统的钢渣破碎磨粉采用三段甚至四段闭路循环工艺流程，循环量大，流程复杂，基建投资大，能耗高，易损件消耗快，运营成本高。

湖南中宏重型机器有限公司开发的TLM型太极立式磨机，是具有良好过铁性能和磨粉效果好的节能磨粉设备，可以将废弃的钢渣碾磨成几十目至400目度，比表面积400m2/kg 以上，从而提高钢渣的利用价值。并且，使用太极立式磨粉机的新钢渣磨粉工艺流程简洁高效，大节约基础设施、厂房的投资。

2 太极立式磨粉机特点简介

TLM型太极立式磨机的结构如图1所示。

图1太极立式磨粉机的结构图

1—筒体 2—上碾环 3—上层梅花架锤轮 4—下碾环

5—下层梅花架和锤轮 6—机座及筒体 7—带轮 8—电机

①TLM型太极立式磨机最重要的技术创新是：采用变径筒体，上部大、下部小的阶梯型结构（图1），上一级碾环部位筒体的内径与下一级筒体内径至少相差一个碾环的壁厚，每级碾环外径与筒体内径相适配；其特征在于：当物料从上一层碾环内壁下落时，落入下一层的台阶上，并从台阶的料床落入下一层的碾环内壁，解决了现有技术中，物料直接从下一层的两锤轮间快速下落、使磨粉不充分的问题。

另外，由于碾环也是上大下小，因此，上层锤轮离心力大，下层锤轮离心力小，故而使

得上层粗碎碾压力大，下层细磨碾压力小，实现“多碎少磨”，解决现有多层立式磨机过磨现象，降低耐磨件和能源的消耗。

②TLM1600系列太极立式磨机另一重要的技术创新是：采用楔块式锤轮与碾环间歇调节机构（图2）。

图2楔块式锤轮与碾环间歇调节机构

1—筒体 2—碾环 3—阻流环 4—主轴 5—梅花架 6—中轴

7—摆臂 8—锤轮 9—立柱 10—副摆臂 11—环形槽

由图2可知，当主轴转动时，通过梅花架经摆臂带动锤轮绕中轴摆动，在离心力的作用下，锤轮压向碾环；此时，副摆臂上的环形槽连同楔块就会靠在梅花架上的立柱上，阻止锤轮继续压向碾环。因此，锤轮与碾环之间的间歇可通过变换楔块的厚度来进行调节，从而可大范围调节产品粒度大小，实现一机多用——磨粉和制砂。

另外，通过调节上下层锤轮与碾环间歇的大小，还可均衡上下层破碎功耗比，使机械系统受力均匀，机器运行稳定。

③TLM1600系列太极立式磨第三个重要的技术创新是：采用依靠锤轮离心力和物料自由下落的磨粉方式。

由图2可知，当主轴转动时，通过梅花架经摆臂带动锤轮绕中轴摆动，在离心力的作用下，锤轮压向碾环，对环壁上下落的物料进行碾压，逐层下落，多道次剪切、冲击、碾压，使之形成理想的粉末状；当遇到铁等硬金属时，锤轮就会自动绕中轴往回摆动，让铁快自由落下，避免锤轮和碾环损伤；另外，该磨粉方式不受物料含水率影响。因此，该磨粉方式适合于各种物料（特别适合于含水含铁工业与建筑废料）的干磨和湿磨即冷态磨粉。

TLM型太极立式磨机的润滑油路采用先进的内置油路，无外露油管，即保证润滑可靠，