2023年7月底，廣西貴港恒耀海工新材料有限公司(以下簡稱“廣西貴港”)年產(chǎn)30萬噸超細(xì)粉高性能混凝摻合料項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)驗(yàn)收成功。據(jù)了解，該項(xiàng)目由江蘇吉能達(dá)環(huán)境能源科技有限公司(以下簡稱“江蘇吉能達(dá)”)負(fù)責(zé)提供超細(xì)粉磨技術(shù)設(shè)計和調(diào)試達(dá)標(biāo)。
廣西貴港是貴港鋼鐵集團(tuán)的旗下企業(yè)，為了消化集團(tuán)企業(yè)生產(chǎn)的廢渣擬將鋼渣粉、礦粉和煤灰三者按一定比例混合，進(jìn)行超細(xì)粉磨，在水泥和混凝土中產(chǎn)品替代礦粉或部分水泥。經(jīng)過市場調(diào)研，廣西貴港選擇了江蘇吉能達(dá)，負(fù)責(zé)球磨機(jī)閉路超細(xì)復(fù)合礦物摻合料粉磨系統(tǒng)的技術(shù)設(shè)計和調(diào)試。
一、工藝設(shè)備及工藝流程介紹
超細(xì)復(fù)合礦物摻合料粉磨及超細(xì)復(fù)合礦物摻合料儲存系統(tǒng)的工藝流程。
超細(xì)復(fù)合礦物摻合料粉磨系統(tǒng)的工藝流程范圍：始自超細(xì)復(fù)合礦物摻合料粉磨調(diào)配站的庫底，止于超細(xì)復(fù)合礦物摻合料儲存庫的庫頂，包括超細(xì)復(fù)合礦物摻合料粉磨調(diào)配及輸送，超細(xì)復(fù)合礦物摻合料粉磨、超細(xì)復(fù)合礦物摻合料輸送入庫。
該系統(tǒng)采用管磨機(jī)+選粉機(jī)的閉路粉磨系統(tǒng)。磨機(jī)為浙江同力公司產(chǎn)品,規(guī)格為φ3.2x14m;選粉機(jī)選用江蘇吉能達(dá)公司產(chǎn)品,規(guī)格為JND-GB-C4。由超細(xì)復(fù)合礦物摻合料球磨機(jī)、提升機(jī)、選粉機(jī)、高效袋收塵器、排風(fēng)機(jī)等組成的超細(xì)復(fù)合礦物摻合料閉路粉磨系統(tǒng)。為了保證系統(tǒng)正常工作，在進(jìn)入球磨機(jī)前設(shè)有稱重穩(wěn)流倉，球磨機(jī)后設(shè)有料氣混合裝置。
來自調(diào)配站的原料鋼渣份、礦渣粉、粉煤灰混合料經(jīng)提升機(jī)〔01〕、稱重穩(wěn)流倉〔02〕至球磨機(jī)〔03〕進(jìn)行粉磨，粉磨后的粉料由料氣混合裝置〔04〕混合，料隨氣入選粉機(jī)分選。分選后粗粉經(jīng)空氣斜槽〔08〕輸送至沖板流量計〔09〕計量后入球磨機(jī)循環(huán)粉磨，細(xì)粉由除塵器〔11〕收集經(jīng)空氣斜槽〔15〕輸送至入庫提升機(jī)提升入庫。選粉機(jī)設(shè)有一次風(fēng)口、二次風(fēng)口、三次風(fēng)口。
選粉機(jī)用風(fēng)依靠風(fēng)機(jī)負(fù)壓抽吸作用由一次風(fēng)口、二次風(fēng)口、三次風(fēng)口按比例進(jìn)入，除塵器〔11〕實(shí)現(xiàn)料氣分離后由主排風(fēng)機(jī)〔13〕送入排放管道〔14〕排空。
球磨機(jī)〔03〕的通風(fēng)依靠變頻調(diào)速電機(jī)帶動的離心風(fēng)機(jī)〔05〕送入選粉機(jī)一次風(fēng)管。
球磨機(jī)〔03〕由一個粗磨倉、一個中磨倉和一個細(xì)磨倉組成。粗磨倉中裝有直徑較大的鋼球，可以對按比例配好的混合料進(jìn)行粉碎和粗粉磨。粗磨后的物料，通過隔倉板進(jìn)入中、細(xì)粉磨倉，進(jìn)行中、細(xì)粉磨。粉磨后的物料經(jīng)重錘翻板閥、料氣混合裝置〔04〕輸送到選粉機(jī)〔06〕中進(jìn)行選粉。
此外，該系統(tǒng)的選粉機(jī)具有提高粉磨系統(tǒng)的產(chǎn)量、降低產(chǎn)品的能耗、改良超細(xì)復(fù)合礦物摻合料質(zhì)量、操作簡單、維護(hù)工作量小等特點(diǎn)。選粉機(jī)是負(fù)壓操作，氣流分別由一次風(fēng)管和二次風(fēng)口、三次風(fēng)口進(jìn)入，通過導(dǎo)向葉片進(jìn)入選粉區(qū)。在旋轉(zhuǎn)的渦流葉片和水平分隔板的作用下，形成一個均衡穩(wěn)定的水平旋轉(zhuǎn)渦流環(huán)形區(qū)。詳見吉能達(dá)公司設(shè)備調(diào)試說明。
由空氣斜槽取出的超細(xì)復(fù)合礦物摻合料，人工送至化驗(yàn)室進(jìn)行化驗(yàn)分析。
二、關(guān)鍵設(shè)備與技術(shù)
實(shí)現(xiàn)復(fù)合礦物摻合料超細(xì)粉磨的關(guān)鍵設(shè)備是超細(xì)管磨機(jī)和超細(xì)分級機(jī)，尤其是超細(xì)分級機(jī)，如何在30μm粒徑分級精度下實(shí)現(xiàn)較高的分選效率，是整個復(fù)合礦物摻合料超細(xì)粉磨系統(tǒng)成功的關(guān)鍵。
1、超細(xì)管磨機(jī)設(shè)計：
管磨機(jī)超細(xì)粉磨普遍存在的問題是：磨內(nèi)物料流速過快，料球比偏低、磨內(nèi)溫度高、嚴(yán)重的“過粉磨”、各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)不合理以及研磨體級配、襯板、隔倉板、出料篦板結(jié)構(gòu)缺乏針對性。為了解決以上問題，我們對球磨機(jī)設(shè)計做了較大改進(jìn)：
?、耪{(diào)速驅(qū)動(4-44HZ)以適應(yīng)研磨體不同規(guī)格和裝載量的啟動和節(jié)能高效運(yùn)行
?、贫鄠}設(shè)計，球磨機(jī)從頭到尾由大到小按順序分配研磨體
⑶異型曲面襯板，既能提升研磨體高度，又能防止研磨體反向分級，還能延長物料粉磨路線
?、确蓝轮涓魝}板、出料篦板，擴(kuò)散型活化裝置有效控制了磨內(nèi)物料流速，料球比及磨內(nèi)溫度
2、高效復(fù)合礦物摻合料超細(xì)分級機(jī)設(shè)計：
江蘇吉能達(dá)研發(fā)的新型超細(xì)粉體分級機(jī)(見下圖)，是結(jié)合日本選粉機(jī)技術(shù)和德國超細(xì)分級機(jī)的分級技術(shù)基礎(chǔ)上，經(jīng)消化吸收、自主創(chuàng)新設(shè)計開發(fā)的一種新型高效分級設(shè)備。
設(shè)備特點(diǎn)
?、欧旨壘雀摺Ｎ⒎哿６仍?1～20 μm 范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)，非礦超微粉制備細(xì)度范圍：650m2/kg～1000m2/kg。配套高效球磨機(jī)，使得物料加工過程中物料溫度低于110℃，粉磨效率更高。
(2)分級效率達(dá)到90%以上。由于選粉效率高，分選系統(tǒng)的生產(chǎn)能力大幅度增加。與開路粉磨分選系統(tǒng)相比，可增產(chǎn) 25%～50%;增加的幅度隨細(xì)度的減小而加大。
(3)電耗降低。系統(tǒng)粉磨單位電耗可比開路粉磨系統(tǒng)降低20%～30%。
(4)工藝流程簡單。有利于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)負(fù)壓操作，使粉塵排放量(標(biāo)況下)小于10 mg/m3，清潔排放。
(5)獨(dú)特設(shè)計的分級流場和立式分級輪，可以將產(chǎn)品粒度進(jìn)行分級，降低了粉體與分級輪的摩擦，大大地延長了分級輪的使用壽命。
(6)物料接觸部分采用陶瓷或優(yōu)質(zhì)奧氏體不銹鋼防磨，圓角設(shè)計，避免了渦流產(chǎn)生的能耗。流體阻力減小、磨損大大減小。符合GMP要求。
3、配套輔助技術(shù)裝備
⑴配套球磨機(jī)進(jìn)料稱重穩(wěn)流倉
超細(xì)球磨機(jī)料球比相對普通粒級球磨機(jī)要小，配料系統(tǒng)的喂料波動和回料量需要穩(wěn)定，是保證球磨機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。
(2)配套氣流分散解聚裝置
超細(xì)粉分選，團(tuán)聚料的分散是關(guān)鍵。氣流分散解聚裝置為超細(xì)選粉機(jī)高效率運(yùn)行提供了重要條件。
三、系統(tǒng)調(diào)試
調(diào)試方案包含單機(jī)試車、聯(lián)動試車、帶負(fù)荷試車、試生產(chǎn)和調(diào)試達(dá)標(biāo)。
1、系統(tǒng)調(diào)試關(guān)鍵動作
?、?0%、60%、90%負(fù)荷試車。
試車階段時間(h)裝球量(t)產(chǎn)量(t/h)(由吉能達(dá)公司現(xiàn)場人員調(diào)配)
以上時間為磨機(jī)和其它設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)良好狀態(tài)下的凈時間。
?、普{(diào)整物料流速，提高磨機(jī)效率。初期因磨機(jī)流速快，導(dǎo)致出磨料表面積低，調(diào)試期間我們通過調(diào)整磨機(jī)用風(fēng)、調(diào)整隔倉板、出料篦板通過面積，調(diào)整鋼球量和級配等，保證了磨機(jī)效率，出磨比表面積在500~600m2/kg可調(diào)可控。
⑶合理用風(fēng)，提高選粉機(jī)分級效能。
2、產(chǎn)品質(zhì)量控制超細(xì)復(fù)合礦物摻合料的質(zhì)量指標(biāo)包括：30μm方孔篩篩余、粒度分布、三氧化硫、游離氧化鈣、氯離子、含水量、安定性、流動度比和活性指數(shù)等技術(shù)要求，對照協(xié)議要求，主要考核指標(biāo)如下：
(1)物料配比：鋼渣粉35%;礦渣粉25%;粉煤灰40%;
(2)細(xì)度控制：30μm方孔篩篩余≤5.0%，合格率≥85%;
(3)比表面積≥650m2/kg，合格率≥85%。
3、達(dá)標(biāo)驗(yàn)收
經(jīng)過這一階段設(shè)備磨合，同時讓操作人員學(xué)會了實(shí)際操作、調(diào)整，為滿負(fù)荷生產(chǎn)打下良好的根底。
考核結(jié)果：
物料配比：鋼渣粉35%;礦渣粉25%;粉煤灰40%
細(xì)度控制：30μm方孔篩篩余1.6~2.0%，合格率≥100%
比表面積：666~687m2/kg，合格率≥100%
臺時產(chǎn)量：平均47.1t/h
該項(xiàng)目線建成可綜合利用鋼渣7.5萬噸/年，礦渣10.5萬噸/年，粉煤渣12萬噸/年。具有良好的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益及社會效益。
實(shí)踐表明，江蘇吉能達(dá)用于球磨機(jī)閉路超細(xì)復(fù)合礦物摻合料粉磨的技術(shù)成熟，球磨機(jī)技術(shù)設(shè)計是成功的、選粉機(jī)的設(shè)計，在 30μm 的超細(xì)粒徑下的分級效率達(dá)到80%~90%，使得超細(xì)管磨的粉磨能力得以提高，從而保證了整個粉磨系統(tǒng)的高產(chǎn)。高效選粉效率，也保證了分選后的超細(xì)復(fù)合礦物摻合料的顆粒組成更合理，為鋼廠電廠的廢渣綜合利用創(chuàng)造了更好的條件。
截止到目前，江蘇吉能達(dá)已經(jīng)和江西萬年青水泥、南方水泥、安徽海螺水泥、華潤水泥、堯柏特種水泥、中國建材等多家企業(yè)進(jìn)行合作。未來，江蘇吉能達(dá)將堅(jiān)持科技創(chuàng)新、以人為本、誠信雙贏的理念，繼續(xù)致力于廢渣綜合治理，為砂石、水泥、混凝土產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造新的機(jī)會和價值?！ ?文/徐中州)