石光，劉箴，趙劍波，王慶利，彭凌云

TRMS43.4礦渣輥磨的特點(diǎn)及應(yīng)用

Characteristic and Application of TRMS43.4 Slag Roller Mill

石光，劉箴，趙劍波，王慶利，彭凌云

本文詳細(xì)論述了TRMS型礦渣輥磨的技術(shù)特點(diǎn)，并簡單介紹了礦渣粉磨工藝流程。TRMS43.4礦渣輥磨在天津鋼宏建材有限公司年產(chǎn)60萬噸礦粉生產(chǎn)線中的使用情況，驗(yàn)證了該磨機(jī)的運(yùn)行參數(shù)和性能指標(biāo)。

輥磨；礦渣；工藝流程；經(jīng)濟(jì)效益

1TRMS43.4礦渣輥磨的技術(shù)特點(diǎn)

TRMS43.4礦渣輥磨采用了多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，包括新型高效籠式選粉技術(shù)、喂料防堵技術(shù)、料床整理技術(shù)和磨輥密封新型結(jié)構(gòu)等。其技術(shù)特點(diǎn)可以總結(jié)如下：

（1）具有自動(dòng)抬輥、落輥功能，可以實(shí)現(xiàn)空載啟動(dòng)。

（2）磨輥可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)加壓或分別加壓。

（3）磨輥密封采用新型結(jié)構(gòu)形式。

（4）配有翻輥裝置，可將磨輥翻出磨外，便于檢修。

（5）磨機(jī)密封好，漏風(fēng)系數(shù)低。

（6）機(jī)械限位和電氣限位有效保護(hù)設(shè)備安全。

（7）采用部分物料外循環(huán)系統(tǒng)，可大幅度降低系統(tǒng)的通風(fēng)電耗。

（8）高效動(dòng)態(tài)籠式選粉機(jī)選粉效率高，調(diào)節(jié)細(xì)度靈敏。

（9）主機(jī)配有輔助傳動(dòng)裝置，方便檢修。

（10）實(shí)現(xiàn)干濕料分開，防止下料管堵塞。

TRMS43.4礦渣立式輥磨由傳動(dòng)裝置、磨盤裝置、磨輥裝置、搖臂裝置、機(jī)架、進(jìn)風(fēng)道、中殼體、分離器、操作平臺、加壓裝置、翻輥裝置、潤滑系統(tǒng)等部件組成。

磨機(jī)的工作原理為：物料通過輸送皮帶，經(jīng)過鎖風(fēng)裝置沿著下料管落到磨盤中央，磨盤在驅(qū)動(dòng)裝置的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下物料向外均勻分散、鋪平，形成料床。磨輥在加壓裝置的作用下壓在物料上面，并連續(xù)進(jìn)行碾壓；在磨盤邊緣物料被甩出磨盤，一部分通過風(fēng)環(huán)進(jìn)入磨內(nèi)的熱氣體將物料送入分離器進(jìn)行分選；在此過程中物料與熱氣體進(jìn)行充分的熱交換，水分迅速蒸發(fā)；通過調(diào)節(jié)分離器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速來控制成品細(xì)度，不合格的物料被送回至磨盤再次粉磨；另外一部分粗顆粒掉落下來，通過刮料裝置送到磨外，再經(jīng)輸送和提升裝置被重新送入磨內(nèi)再進(jìn)行粉磨，如此循環(huán)往復(fù)。圖1為TRMS43.4礦渣輥磨結(jié)構(gòu)示意圖。

2TRMS43.4礦渣輥磨系統(tǒng)的工藝流程

2.1 系統(tǒng)工藝流程

原料礦渣儲存于露天堆廠中，由抓斗送入喂料倉，經(jīng)計(jì)量皮帶秤、皮帶輸送機(jī)、鎖風(fēng)閥裝置、喂料溜管落到磨盤上，恒速旋轉(zhuǎn)的磨盤借助于離心力將礦渣向外均勻分散，形成一定厚度的料床，物料在進(jìn)入粉磨區(qū)域前先進(jìn)行預(yù)壓實(shí)、排氣，同時(shí)料床上的物料受到磨輥的擠壓而被粉碎。顆粒較細(xì)的物料在磨盤邊緣處被從風(fēng)環(huán)進(jìn)入的熱氣體帶起并進(jìn)入到選粉機(jī)中進(jìn)行分選（動(dòng)靜態(tài)組合式高效選粉機(jī)能有效調(diào)節(jié)礦渣微粉細(xì)度，產(chǎn)品比表面積可控制在4000～5000cm2/g范圍內(nèi)），合格細(xì)粉被帶入袋式收塵器收集作為成品，粗粉則返回到磨盤再次粉磨；大顆粒物料（包括鐵渣）在風(fēng)環(huán)處落入進(jìn)風(fēng)道，通過吐渣口進(jìn)入外循環(huán)系統(tǒng)。在此過程中，物料與熱氣體進(jìn)行了充分的熱交換，水分被迅速蒸發(fā)，通過選粉機(jī)分選的合格細(xì)粉水分控制在＜0.5%。部分粉磨難度較大的大顆粒物料（包括鐵渣）落入風(fēng)環(huán)，通過吐渣口進(jìn)入外循環(huán)系統(tǒng)，并經(jīng)過除鐵后再次進(jìn)入輥磨與新喂物料一起粉磨。出收塵器的成品通過空氣輸送斜槽、提升機(jī)等設(shè)備送入到成品庫中。

圖1 TRMS型輥式磨結(jié)構(gòu)示意圖

系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了三道除鐵裝置：計(jì)量秤后的第一條皮帶上設(shè)有帶式除鐵器，經(jīng)過兩處轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)后的第三條皮帶上設(shè)有另一臺帶式除鐵器，物料循環(huán)系統(tǒng)中設(shè)有一臺超精細(xì)除鐵器，這三道除鐵裝置可以有效地除去礦渣中的鐵質(zhì)，降低設(shè)備的磨損。圖2為TRMS43.4礦渣粉磨系統(tǒng)流程圖。

2.2 系統(tǒng)主要設(shè)備及參數(shù)

TRMS43.4礦渣輥磨是根據(jù)料床粉磨的原理，通過磨輥、磨盤之間的相對運(yùn)動(dòng)研磨礦渣的機(jī)械設(shè)備裝置，集粉碎、粉磨、烘干、選粉等工序于一體，結(jié)構(gòu)緊湊。表1所示為天津鋼宏建材有限公司的年產(chǎn)60萬噸礦渣粉磨生產(chǎn)線的主要配置。

3TRMS43.4礦渣輥磨系統(tǒng)運(yùn)行情況

礦渣輥磨系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性決定了礦渣微粉產(chǎn)量和質(zhì)量的高低。主要影響輥磨系統(tǒng)穩(wěn)定性的主要因素包括：入磨原料礦渣的粒度和水分，磨機(jī)的研磨壓力，選粉機(jī)密封結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)速，系統(tǒng)風(fēng)溫和風(fēng)量，磨輥與磨盤、擋料圈的情況等。在實(shí)際應(yīng)用中必須有效控制上述各因素，通過加強(qiáng)生產(chǎn)管理和不斷探索，優(yōu)化各參數(shù)。

3.1 原料礦渣特性、粒度和水分

天津鋼宏建材有限公司的原料礦渣來源是天津鋼鐵廠煉鐵后外排的水淬高爐礦渣，其中含有0.2%左右的鐵渣及0.5%的直徑3cm以上的大塊爐渣，這些鐵渣及爐渣如進(jìn)入磨機(jī)會(huì)造成磨機(jī)的振動(dòng)加大、料層不穩(wěn)，進(jìn)而影響粉磨的效果。在生產(chǎn)初期曾發(fā)生因振動(dòng)過大引起磨機(jī)跳停，甚至磨輥輥套有大塊剝落的現(xiàn)象。為排除礦渣中鐵渣及大塊爐渣對生產(chǎn)的影響，在皮帶輸送機(jī)上安裝了兩套皮帶除鐵器及一套振動(dòng)篩，使入磨的礦渣顆粒直徑＜3cm，避免了礦渣中含鐵物料對生產(chǎn)的影響。表2所示為該廠礦渣微粉原料成分的全分析。

礦渣的含水量影響著生產(chǎn)操作參數(shù)的調(diào)整，我們通過磨內(nèi)噴水裝置噴水量的調(diào)節(jié)穩(wěn)定料層、減小磨機(jī)的振動(dòng)、提高粉磨效率。實(shí)際生產(chǎn)中入磨礦渣的含水量在10%左右時(shí)該磨機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行非常穩(wěn)定，產(chǎn)量可以達(dá)到100t/h。

3.2 研磨壓力

液氣彈性系統(tǒng)通過磨輥將壓力傳遞給物料，合適的壓力是輥磨實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定料床粉磨的前提。如果壓力過低，輥磨的產(chǎn)量下降，料床厚度增加，循環(huán)負(fù)荷增大；如果壓力過高，主電機(jī)電流增大，料床變薄，磨機(jī)振動(dòng)加大。TRMS43.4礦渣輥磨采用對四個(gè)磨輥分別加壓的液壓系統(tǒng)，一般情況下，有桿腔的油壓設(shè)定值為12MPa（蓄能器充氮壓力為7.5MPa），無桿腔的油壓設(shè)定為2.5MPa（蓄能器充氮壓力為1.5MPa）。加壓油缸的這兩個(gè)設(shè)定值能夠保證液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定和保壓時(shí)間，并使料層穩(wěn)定在25～35mm左右，減少磨機(jī)的振動(dòng)，有效發(fā)揮磨機(jī)的粉磨效率。

圖2 TRMS43.4礦渣粉磨系統(tǒng)流程簡圖

表1 系統(tǒng)主要設(shè)備參數(shù)

3.3 選粉機(jī)密封結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)速

TRMS43.4礦渣輥磨的選粉機(jī)為籠式動(dòng)態(tài)選粉機(jī)。粉磨系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，粉磨后的物料在熱風(fēng)的帶動(dòng)下，成螺旋狀氣流被吸入選粉機(jī)進(jìn)行分選。選粉機(jī)的密封情況及轉(zhuǎn)速會(huì)影響礦渣微粉的產(chǎn)量和質(zhì)量。礦渣微粉篩余控制的關(guān)鍵部位在轉(zhuǎn)子上側(cè)的密封結(jié)構(gòu)，該處的密封結(jié)構(gòu)為迷宮密封。當(dāng)該部分結(jié)構(gòu)磨損較大時(shí)，大量的粗顆粒礦渣微粉從該處通過，使產(chǎn)品的篩余值變大，甚至超過2%的規(guī)定值。所以該處的部件材料采用耐磨材料，防止密封結(jié)構(gòu)因磨損而失去原有的功能。在生產(chǎn)時(shí)通過調(diào)整選粉機(jī)轉(zhuǎn)速改變礦渣微粉的產(chǎn)品的細(xì)度。當(dāng)產(chǎn)量增加時(shí)，應(yīng)考慮適當(dāng)提高選粉機(jī)的轉(zhuǎn)速。如產(chǎn)量為90t/h時(shí)，系統(tǒng)風(fēng)門開度65%，研磨壓力11.5MPa的條件下，選粉機(jī)的轉(zhuǎn)速一般在102r/min；當(dāng)產(chǎn)量增加到100t/h時(shí)，系統(tǒng)風(fēng)門開度75%，研磨壓力12.5MPa的條件下，選粉機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)整至106r/min。在上述參數(shù)情況下，礦渣微粉產(chǎn)品的比表面積能控制在4200～4600cm2/g之間。

3.4 磨機(jī)風(fēng)溫和風(fēng)量

磨機(jī)的風(fēng)溫包括入口熱風(fēng)溫度和磨機(jī)出口溫度。正常生產(chǎn)時(shí)，根據(jù)不同的投料量，磨機(jī)的入口風(fēng)溫控制在200～230℃之間，這個(gè)溫度的熱風(fēng)能有效烘干成品粉。以熱值3135kJ/ m3高爐煤氣為燃料的燃?xì)鉄犸L(fēng)爐在正常生產(chǎn)情況下，煤氣耗量控制在160～180m3/t之間。

磨機(jī)的出口溫度是有效穩(wěn)定生產(chǎn)的影響因素之一，一般控制在85～95℃之間。在喂料水分約10%、出磨溫度85℃時(shí)仍然能夠保證成品水分≤0.5%。從生產(chǎn)實(shí)際看，磨機(jī)的出口溫度控制在88～93℃對生產(chǎn)非常有利。在這個(gè)溫度區(qū)間，能有效穩(wěn)定控制生產(chǎn)，可以調(diào)節(jié)投料量、噴水量及其他參數(shù)，保持磨內(nèi)的動(dòng)態(tài)平衡；能保證入除塵器的氣體溫度高于露點(diǎn)溫度，防止除塵布袋結(jié)露，并能保證磨內(nèi)的物料充分烘干。

磨機(jī)系統(tǒng)的通風(fēng)量直接影響入庫礦渣微粉成品顆粒的粗細(xì)。風(fēng)量過大，會(huì)使礦渣粉的較粗顆粒被帶起，使流體中的含塵濃度增加，產(chǎn)品比表面積變小，磨內(nèi)壓差增大；風(fēng)量過小，會(huì)降低產(chǎn)量，產(chǎn)品比表面積變大，回料量增加。磨機(jī)系統(tǒng)的通風(fēng)量的大小由主風(fēng)機(jī)的風(fēng)門開度決定。主風(fēng)機(jī)風(fēng)門開度應(yīng)根據(jù)投料量的大小來相應(yīng)調(diào)整。在正常生產(chǎn)時(shí)，現(xiàn)場測定袋式收塵器出口的風(fēng)量結(jié)果為：溫度85℃，氣體壓力-4300Pa，工況風(fēng)量306000m3/h，標(biāo)況風(fēng)量216000m3（標(biāo)）/h。考慮到袋收塵器的漏風(fēng)因素，出磨氣體的風(fēng)量在290000m3/h左右，壓力在-3600Pa左右。

3.5 料層厚度與擋料圈高度

磨輥與磨盤、擋料圈的幾何尺寸、相對位置及耐磨層的材質(zhì)直接影響了料層的穩(wěn)定及粉磨的效率。TRMS43.4輥磨的磨輥與磨盤的間隙控制在12mm左右，擋料圈與磨輥大端的間隙控制在30mm左右。磨機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)料層的厚度在25～35mm之間，如果料層太薄，＜15mm時(shí)磨機(jī)會(huì)振動(dòng)劇烈，料層太厚磨機(jī)也會(huì)振動(dòng)，而且會(huì)增加主電機(jī)負(fù)荷，降低粉磨效率。擋料圈的高度控制在200～215mm之間，擋料圈過高會(huì)導(dǎo)致料層變厚，降低粉磨效率，增加排鐵的難度；擋料圈過低會(huì)增加回料量，難以提高產(chǎn)量。

表2 礦渣微粉原料成分組成，%

4結(jié)論

輥磨是集機(jī)械、液壓、電氣自動(dòng)化為一體的設(shè)備，其操作相對于其他設(shè)備要復(fù)雜得多，每臺新的輥磨投產(chǎn)后都需要一段時(shí)間的調(diào)整。天津鋼宏建材有限公司使用的TRMS43.4礦渣輥磨自2012年3月投產(chǎn)以來，經(jīng)過一年多的生產(chǎn)實(shí)踐，其生產(chǎn)的礦渣粉在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了檢測，各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到并超過了“用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉（GB/ T18046-2000）”國家標(biāo)準(zhǔn)中S95級礦渣粉的技術(shù)要求，如表3所示。

表3 礦渣粉的性能

同時(shí)，在中材（天津）粉體技術(shù)裝備有限公司的努力下，該磨機(jī)系統(tǒng)設(shè)備及工藝參數(shù)得到不斷優(yōu)化，生產(chǎn)運(yùn)行日益穩(wěn)定。在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，產(chǎn)量穩(wěn)定在90～95t/h，粉磨系統(tǒng)電耗38kWh/t，生產(chǎn)成本不斷降低，公司獲得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1]柴星騰,聶文海.礦渣粉磨技術(shù)進(jìn)展[N].中國建材報(bào)，2006.

[2]王仲春,李德宇.礦渣高細(xì)粉磨技術(shù)[J].水泥技術(shù)，2001（4）.

[3]王仲春.水泥工業(yè)粉磨工藝技術(shù)[M].北京：中國建材工業(yè)出版社,1998.■

TQ172.632.5

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2013-09-13；編輯：呂光