劉國威，楊 剛，王幼琴，金 強

(中冶寶鋼技術(shù)服務(wù)有限公司冶金渣研究中心，上海200941)

鋼渣經(jīng)過細磨至微粉后，通過機械力破壞了鋼渣的晶體結(jié)構(gòu)，使表面及潛在的活性得到了部分釋放，徹底解決了安定性的問題[1]，為鋼渣的應(yīng)用提供了一種全新的應(yīng)用途徑，可以實現(xiàn)鋼渣的無污染應(yīng)用。

經(jīng)過多年的試驗與實踐形成的“預(yù)粉磨+細粉磨”鋼渣微粉生產(chǎn)工藝[2]。通過預(yù)粉磨實現(xiàn)渣與鐵的離解，細粉磨保證鋼微粉的最終產(chǎn)品質(zhì)量，其中預(yù)粉磨工序與細粉磨工藝可以結(jié)合鋼渣的原料(轉(zhuǎn)爐、電爐渣，磁性與非磁性渣等)采用開路+閉路、閉路+閉路、開路+開路、閉路+開路組合的方法保證鋼渣的鐵質(zhì)離解與微粉的最終產(chǎn)品質(zhì)量。

根據(jù)多年的實踐經(jīng)驗證明磁性鋼渣(鐵品位為30% 以上的鋼渣)粉磨到160目(96μm)篩上篩下各50% 左右，非磁性鋼渣粉(鐵品位為20%左右)粉磨至平均粒徑為200目(75μm)篩上篩下各50% 左右時，可以實現(xiàn)渣鐵離解徹底，根據(jù)經(jīng)驗處理處理非磁性鋼渣建議采用閉路粉磨工藝，這是由鋼渣的易碎性、易磨性來確定[3]。

通過“預(yù)粉磨”使鋼渣達到相應(yīng)細度從而獲得渣鐵分離狀態(tài)已基本可以實現(xiàn)[4]。但在采用閉路磨粉工藝時，預(yù)粉磨物料全部進入細粉磨中通過循環(huán)負荷最終變成產(chǎn)品，使細粉磨循環(huán)過程中除鐵成為影響鋼渣微粉的產(chǎn)能和產(chǎn)品穩(wěn)定性的重要因素。本文主要研究在閉路磨粉時通過工藝的改進增加細粉磨的效率，從而達到增加產(chǎn)能提高成品粉質(zhì)量的目的。

1 原材料

鋼渣原料采用寶鋼轉(zhuǎn)爐熱潑緩冷渣，粒徑區(qū)間為0～5mm，其中0～3mm占70%，金屬鐵含量≤5%，含水量≤3%。

2 試驗過程與分析

2.1 傳統(tǒng)的閉路細粉磨流程

本試驗選用動態(tài)選粉機和球磨機以及多道除鐵器作為閉路細粉磨系統(tǒng)，傳統(tǒng)的工藝流程如圖1。

圖1 傳統(tǒng)的閉路細粉磨工藝流程圖

預(yù)磨粉通過計量器定量送入球磨機中粉磨后，通過動態(tài)選粉機選取出合格品粉，不合格粉則通過輸送設(shè)備送入球磨機中繼續(xù)粉磨。在進行的大量的磨粉試驗過程中發(fā)現(xiàn)此種工藝存在以下問題:(1)回粉物料中的含鐵量忽高忽低;(2)成品的比表面積和45μm篩余浮動較大;(3)成品中含鐵量浮動較大。

我們對生產(chǎn)線進行24h不間斷試驗，并定期抽取回粉、成品粉樣品進行含鐵量和細度檢測，數(shù)據(jù)如表1。

表1 抽檢的5組試驗生產(chǎn)中各位置檢測數(shù)據(jù)變化表

以檢測數(shù)據(jù)為依據(jù)，對24h不間斷試驗數(shù)據(jù)進行圖表分析，如圖2。

圖2 傳統(tǒng)工藝下鋼渣微粉24h試驗數(shù)據(jù)曲線圖

從圖2可知，回粉含鐵量、成品粉含鐵量及45μm篩余含量隨著時間的增加呈現(xiàn)增加的趨勢。而成品粉的比表面積隨著時間的增加呈降低的趨勢。

通過分析我們發(fā)現(xiàn):在上述生產(chǎn)工藝進行閉路細粉磨過程中，由于回粉物料不可能進行100%的除鐵，造成了球磨機中含鐵量以微量進行不斷增加。眾所周知，在球磨機進行粉磨過程中，磨機內(nèi)的含鐵量增加勢必會造成粉磨效率的減少，由于原料給入量固定不變，造成了球磨機中物料總量的不斷增加，相應(yīng)的回粉物料也會不斷增加，致使磨機的粉磨效率進一步減少，形成了惡性循環(huán)。最終形成了圖2所示的情況:隨著生產(chǎn)時間的增加，粉磨狀態(tài)在不斷的惡化。

2.2 優(yōu)化后閉路細粉磨流程

通過上述的試驗與分析，我們對傳統(tǒng)的閉路細粉磨工藝進行了工藝優(yōu)化，如圖3。

圖3 優(yōu)化后閉路細粉磨流程圖

優(yōu)化后的工藝是將動態(tài)選粉后的回粉物料通過計量器送入球磨機中，使進入球磨機中的物料定量，從而消除了鋼渣粉磨效率隨時間遞增而逐步降低的因素，進一步減少了回粉含鐵量對球磨機粉磨效率的影響。使鋼渣的粉磨始終處在穩(wěn)定的常態(tài)環(huán)境下，給磨粉設(shè)備提供了最好的運行條件。我們對優(yōu)化后生產(chǎn)線進行24h不間斷試驗，并在相同的測試點抽取回粉、成品粉樣品進行含鐵量和細度檢測。如圖4。

圖4 優(yōu)化工藝后鋼渣微粉24h試驗數(shù)據(jù)曲線圖

從圖4可以看出，回粉及成品粉的各項指標都達到了相對較穩(wěn)定的狀態(tài)。由此可看出通過優(yōu)化后的工藝較之前有較大的提高效果。另外通過對產(chǎn)量的監(jiān)控我們也發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化后的產(chǎn)量也由4～5T/h提高到了7 ～7.5T/h。

通過分析我們認為:傳統(tǒng)的閉路細粉磨工藝在連續(xù)生產(chǎn)時由于無法徹底消除回粉含鐵使得細粉磨效率降低形成惡性循環(huán)，造成了微粉成品穩(wěn)定性差，合格率不能保證等諸多缺陷。工藝優(yōu)化后，將回粉物料與原料混合后定量的進行細粉磨，降低了回粉含鐵對閉路細粉磨的影響，球磨機內(nèi)的磨粉量始終保持在合理的范圍內(nèi)，使得球磨機比較容易達到最佳狀態(tài)。從而增加了產(chǎn)能，消除了過粉磨、欠粉磨等不良狀態(tài)，也使鋼渣微粉產(chǎn)品性能進一步穩(wěn)定。

3 結(jié)論

(1)通過對鋼渣細粉磨工藝優(yōu)化的改進可以使產(chǎn)能、產(chǎn)品性能穩(wěn)定性均得到提高;(2)與傳統(tǒng)工藝相比，優(yōu)化后的工藝使粉磨設(shè)備可長時間的保持最佳粉磨狀態(tài)，減少了磨內(nèi)含鐵量的同時提高了粉磨效率;(3)本實驗再次證明了含鐵量是影響鋼渣粉磨的關(guān)鍵性因素。

[1]金強等，寶鋼新型鋼渣處理工藝及其資源化利用技術(shù)[J]，寶鋼技術(shù)，2005年第3期。

[2]金強等，冶金渣微粉短流程工藝，ZL200410016138.0，2004。

[3]趙愛新等，鋼渣微粉除鐵技術(shù)的研究與應(yīng)用[J]，冶金環(huán)境保護，2010年第1期。

[4]張暉等，寶鋼鋼渣微粉及其膠凝材安定性和相容性研究[J]，寶鋼技術(shù)，2010年第3期。