活化礦渣微粉，等量替代部分熟料或水泥用量，提高混凝土的綜合性能，可以達到降低生產(chǎn)成本、節(jié)能減排的目的。中小水泥企業(yè)如何利用現(xiàn)有設備進行技改，使廉價的礦渣變廢為寶？江蘇鹽城市興誠粉磨烘干技術(shù)研究中心XCMK專利技術(shù)可把現(xiàn)有的球磨機、生料磨改造成為超細礦渣磨，讓中小型水泥企業(yè)增加活力。
1、礦渣性能
冶煉鋼鐵的過程中產(chǎn)生的礦渣（俗稱水渣）的化學成分與硅酸鹽水泥熟料的化學成分十分相似。礦渣是一種具有潛在水硬性的膠凝材料，將礦渣制成超細微粉，具有一定的水化活性，可作為水泥與高性能混凝土的活性混合材料。因而可大幅度提高其在水泥及混凝土中的摻入量，極大改善水泥與混凝土性能。近年來，隨著對比表面積400—600m2/kg左右的超細礦渣在水泥及混凝土中應用研究的不斷深入，人們逐步認識到超細礦渣具有獨特的功能，水泥、混凝土及其它行業(yè)對超細礦渣的需求量也不斷增加，因而超細礦渣磨的生產(chǎn)“錢景”十分廣闊。
富通新能源銷售球磨機、雷蒙磨粉機等磨機機械設備。
2、單獨粉磨礦渣
由于粒化高爐礦渣具有致密度較高、相對易磨性較小的特點，因而將其粉磨到400～600m2/kg具有較高的難度。目前，在國內(nèi)通常采用熟料和混合材分別計量，并同時粉磨的工藝技術(shù)路線。但由于礦渣和水泥熟料硬度和易磨性存在較大的差異性，導致混合磨水泥中礦渣組分平均粒徑較大，粉磨時礦渣易集中在粗粉中，僅起混合材作用。在球磨機中粉磨礦渣水泥比表面積為300～350m2/kg時，其中礦渣的實際比表面積僅250～270M2/kg左右，這嚴重制約了礦渣潛在水硬活性的發(fā)揮，在生產(chǎn)上則表現(xiàn)為礦渣摻量不能大幅度提高，或提高礦渣摻量而磨機產(chǎn)量降低、電耗劇增。
單獨粉磨礦渣不僅可生產(chǎn)高比表面積礦渣粉，而且節(jié)能非常明顯：
(1)礦渣的質(zhì)量系數(shù)不能全面評價礦渣的質(zhì)量。相近的質(zhì)量系數(shù)，由于水淬等因素的影響，其活性也不相同。如果礦渣不能達到理想細度，就會造成礦渣對水泥的早期強度貢獻小，致使混凝土及其制品的早期強度低，發(fā)展?jié)摿Σ淮螅V渣作為填料使用不能充分發(fā)揮活性，浪費資源。通過單獨粉磨后能充分發(fā)揮礦渣的活性，礦渣粉的活性指數(shù)能比較科學地反映它的內(nèi)在質(zhì)量。
(2)礦渣硬度人、難粉磨，按普通磨生產(chǎn)中作為混合材用難以發(fā)揮其活性。如果要達到礦渣的理想細度，務必造成水泥熟料的過粉磨現(xiàn)象，使水泥的早期強度大，但發(fā)展?jié)摿π ?8天強度低，這也要求我們使用分別粉磨的方法。礦渣單獨粉磨才有可能實現(xiàn)它的超細化，從而實現(xiàn)高效利用。礦渣單獨粉磨成超細粉，大大提高了它的潛在活性，因此配制的水泥不僅早期強度高，后期強度增長更高，不僅可生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)礦渣水泥，還可廣泛用于混凝土攪拌站，建筑制品和砼工程領(lǐng)域。
(3)由于超細礦渣微粉活性高，隨著礦渣粉比表面積的增大，水泥中摻入礦渣粉的比例可以適當提高，因此降低成本，可以任意調(diào)節(jié)水泥和礦渣粉的顆粒以滿足于更多的要求，達到最多的顆粒級配，實現(xiàn)成品的多元化。礦渣比表面積提高到400m2/kg以上時可大幅度增加在水泥中的摻量，可多達50%左右，對混凝上的性能也有益處。尤其是比表面積600m2/kg級的礦渣粉摻量可達70%，但水泥的凝結(jié)時間要延長。為了解決這一問題，一般可采取以下措施：一是調(diào)整生料配料方案，適當降低熟料的硅酸率提高鋁氧率：二是減少石膏摻入量，控制水泥中S03的含量在1.50%左右。通過采取以上措施，凝結(jié)時間一般比原來縮短40～80min，其它性能指標基本不受影響，經(jīng)濟效益和社會效益都很顯著。
3、超細礦渣磨機設備的選擇
目前，礦渣微粉的生產(chǎn)設備國外普遍采用立式磨和選粉機組成圈流系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，國內(nèi)極個別企業(yè)采用這種生產(chǎn)工藝，絕大多數(shù)為球磨機開流系統(tǒng)。因為立式磨生產(chǎn)的主要特點：單機產(chǎn)量高、能耗低，但一次性投資較大，國內(nèi)一般企業(yè)難以承受。而球磨機開路生產(chǎn)又存在單機產(chǎn)量低、能耗高、產(chǎn)品細度不易控制等缺陷。不過球磨機歷史悠久、技術(shù)成熟、運轉(zhuǎn)可靠、操作簡單，在水泥廠中普遍采用，這是它的優(yōu)勢所在。因此，我們可以通過XCMK技術(shù)將球磨機或閑置中小型管磨機改造成超細礦渣磨，它具有投資較低、產(chǎn)量和成品質(zhì)量穩(wěn)定、運行可靠、經(jīng)濟實用等優(yōu)點，是一個很符合中小型水泥企業(yè)節(jié)能降耗增效益的選擇。
4、礦渣磨及粉磨工藝的改造
粉磨礦渣微粉而言，要想達到高細度、高比表面積、低電耗的效果，磨機內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)及工藝參數(shù)的確定起著決定性的作用，即磨內(nèi)倉位的設置、選粉裝置、出料篦板、襯板及研磨體級配的選擇是否合適，都會通過臺時產(chǎn)量、產(chǎn)品細度、比表面積反映出來。
4.1控制入磨礦渣水分及粒度
由于礦渣微粉在磨內(nèi)粉磨過程中會產(chǎn)生大量熱量，易使原料礦渣中的水分溢出．造成糊球、結(jié)團現(xiàn)象，嚴重影響粉磨效率及電耗，因此入磨礦渣的含水量對其粉磨效果十分敏感，故在現(xiàn)有工藝系統(tǒng)中，要求嚴格控制入磨礦渣水分低于0.5%～1.0%。礦渣采取先進先用方式，既可自然晾干水分，又可改善入磨礦渣粒度分布。新礦渣的易磨性低于舊陳礦渣，這是由于礦渣在堆積一段時間后，其玻璃體產(chǎn)生脆化，微觀結(jié)構(gòu)中的應力釋放，易磨性得到顯著的改善。
4.2工藝布置調(diào)整
(1)礦渣原料中大顆粒含量很少，粒度相對均勻，粒徑多集中于0～8mm。因此，為了控制入磨粒度，以利于球倉優(yōu)化級配，只需在磨前安裝10～15mm格篩進行預選分即可。
(2)礦渣對設備的磨損受礦渣中鐵的含量影響較大。由于鐵具有可塑性，故很難在粉磨設備中被細磨，在球段倉直接影響粉磨效果和產(chǎn)質(zhì)量。礦渣中的鐵會漸漸附集在粉磨系統(tǒng)中，’造成設備進一步的磨損。為了盡量避免這一不利因素，清除鐵質(zhì)是必須的。
(3)烘干最好采用順流式烘干，烘干不當會影響到礦渣微粉的活性。
4.3超細礦渣磨機磨內(nèi)倉位及內(nèi)部結(jié)構(gòu)選擇
(1)倉位長度比例的調(diào)整。對兩倉磨要適當增加段倉的長度，加強研磨的作用；對于中長磨可選用三倉，而長徑比小于3的磨機可直接用二倉即可。
(2) XCMK礦渣磨磨內(nèi)襯板。一般對礦渣粉磨來說，首先要對所用礦渣進行易磨性能指數(shù)試驗，測得準確的依據(jù)，有利于指導磨內(nèi)結(jié)構(gòu)及研磨體的選用。對易碎性礦渣選用襯板形式時，應考慮不需帶料能力過強，適當選用大波紋襯板；隨著磨內(nèi)礦渣細度的變化，襯板形式也應與之作相應變化，以滿足研磨體變小而接觸面積增大的特性，這時，可適當選用小波紋襯板和平襯板相結(jié)合，或適當考慮分級襯板。第三倉應增加活化襯板，來調(diào)整物料流速及料層厚度，以利于礦渣比表面積的提高。普通球磨機粉磨水泥時，襯板的材質(zhì)一般為錳合金鋼。但由于粉磨礦渣時磨損大，普通材質(zhì)使用壽命較短，一般不超過8個月。為此可采用鉻錳鉬多元合金作為襯板材料，使用壽命提高3--4倍。
(3) XCMK選粉裝置。由于礦渣的易磨性很差，所以磨內(nèi)篩分特別重要，只有用單位體積研磨表面積大的小研磨體對物料進行研磨才能加強磨機的研磨能力，而小研磨體對粒徑較大的礦渣物料研磨能力不足，所以要獲取好的效果，必須保證進入研磨倉物料的粒徑要小且整齊。為此需采用XCMK型復合式篩分裝置，針對超細礦渣磨機專門設計適合于超細礦渣磨開流系統(tǒng)的篩孔篩板：①保證篩分裝置通過能力；②使細碎后的礦渣強制篩分，較小粒徑的礦渣物料迅速進入后倉，較大粒徑礦渣返回前倉重新破碎研磨；③粗篩分篦板篦孔要合理，不僅充分發(fā)揮前倉破碎研磨能力，同時最大限度減少過粉磨現(xiàn)象，進一步提高研磨體粉磨效率。由于經(jīng)過篩分進入后倉的都是小顆粒的物料，所以可以采用較小的鋼球或微段進行研磨。XCMK型篩分隔倉裝置的粗粉篩板可采用鉻錳鉬多元耐磨合金鋼，篩板采用耐磨合金鋼，其它材料均采用耐磨合金板。
(4)磨尾出料裝置。由于研磨倉采用小鋼段或小鋼球作為研磨體及運行過程中的碎段雜物，所以出磨裝置如果采用普通磨機的出料篦板，則會出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。所以我們采用具有料段分離功能的出料裝置，可以使混合粉強制出磨，而研磨體則返回段倉。
4.4調(diào)整研磨體級配及裝載量
磨機的粉磨效率與研磨體的裝載量、填充系數(shù)及其級配密切相關(guān)。粉磨礦渣時，由于入磨物料粒度的減小，球磨機磨內(nèi)研磨體的平均球徑必然要隨之減小。一般來說，最大球的球徑在∮60~∮80mm。根據(jù)磨機的倉位，減大球、換小球。兩倉磨，還應該將隔倉板前移，增加細磨倉長度，并將隔倉板篦縫縮小到適宜尺寸；由于礦渣難磨，研磨體的裝載量應適當高于磨機設計裝載量，約增加5%～10%，不要超過15%。用小球作研磨體，平均球徑縮小，易增加產(chǎn)品的比表面積，使出磨水泥顆粒分布及其形狀得以改善。同樣重量段的表面積比球高，故研磨能力比球強，實際使用中可利用兩者優(yōu)點進行互補，即在該研磨倉磨中，使用鋼球和鋼段作為研磨介質(zhì)。因礦渣難磨的特點建議選用可采用高鉻或中鉻合金作為鋼球（段）。
5、注意事項
(1)作好濕礦渣的篩分工作。由于礦渣微粉系由粒化高爐礦渣經(jīng)磨細而成，其中含有少量的焦炭及黑色塊狀重礦渣，不但活性差而且易磨性差，直接影響磨機系統(tǒng)的產(chǎn)、質(zhì)量，必須予以剔除。在渣場進料口處設置對角線70mm的鋼筋粗篩網(wǎng)，初步過濾去除黑色重礦渣及焦炭。濕礦渣經(jīng)皮帶傳送入烘干機前，再設置一道對角線30mm的細篩網(wǎng)，確保烘干后的礦渣無大塊雜質(zhì)，為穩(wěn)定后續(xù)磨機臺時產(chǎn)量及礦渣微粉質(zhì)量創(chuàng)造良好的先決條件。
(2)定期補充磨內(nèi)研磨體。粒化高爐礦渣的顯微硬度(HV650)高于水泥熟料(HV550左右)、韌性好、易磨性差，噸礦渣粉研磨體消耗約為水泥磨的兩倍左右。為使礦渣微粉具有穩(wěn)定的比表面積，需定期向磨內(nèi)各倉補充研磨體，以使磨機能夠長期保持較高而穩(wěn)定的粉磨效率及出磨礦渣微粉的比表面積。
(3)粉磨平衡。物料在粉磨過程中，粉磨時間越長，出磨產(chǎn)品粒度越細、單位產(chǎn)品的電耗越高。但是，隨著粉磨時間的延長，物料比表面積逐漸增大，其比表面能也增大，因而，微細顆粒相互聚集、結(jié)團的趨勢也逐漸增強。經(jīng)過一段時間后，磨內(nèi)會處于一個“粉磨—一團聚”的動態(tài)平衡過程，達到所謂的“粉磨極限”。在這種狀態(tài)下，即使再延長粉磨時間，也難以將產(chǎn)品粉磨得更細。這種情況需要避免因磨機溫度過高存在的靜電吸附問題，或通過磨內(nèi)結(jié)構(gòu)調(diào)整和風量變化的辦法合理解決。
6、XCMK超細礦渣粉磨的技術(shù)優(yōu)勢效果
隨著礦渣微粉在建筑施工和重點工程中的應用，生產(chǎn)超細礦粉的經(jīng)濟效益越來越明顯。把現(xiàn)有的水泥磨、生料磨通過XCMK技術(shù)改造成為超細礦粉生產(chǎn)線，是實現(xiàn)節(jié)約成本、提高效益的有效手段。
(1)石家莊眾鑫水泥有限公司∮2.4×13m開路超細礦渣磨，生產(chǎn)比表面積410～420m2/kg的礦渣粉臺時產(chǎn)量在15.5～16t/h，噸礦渣粉電耗53.2kWh/t。
(2)江陰華西超細礦粉有限公司先后在三臺∮2.4×13m開路超細礦渣磨采用了興誠XMK專用礦粉專利技術(shù)，礦渣粉臺時產(chǎn)量提高了2—3T/h，比表面積增加了20m2/kg以上。
(3)江陰海豹水泥有限公司中2.6×13m開路超細礦渣磨，生產(chǎn)比表面積420m2/kg的礦渣粉臺時產(chǎn)量在15.5～16t/h，噸礦渣粉電耗降低8—lOkWh/t。
(4)林州林鋼水泥有限公司∮2,2×7m開路超細礦渣磨，生產(chǎn)比表面積420m2/kg的礦渣粉臺時產(chǎn)量在7.5t/h，噸礦渣粉電耗58kWh/t。
(5)許昌中電投龍源水泥有限公司與新鄉(xiāng)電力集團三臺∮3.2×13m閉路超細礦渣磨，生產(chǎn)比表面積420m2/kg的礦渣粉臺時產(chǎn)量在32～33t/h。
(6)大連財圣水泥有限公司∮2.4×13m開路超細礦渣磨，生產(chǎn)比表面積410～420 m2/kg的礦渣粉臺時產(chǎn)量在14～15t/h。
