科研開發(fā)
HES高效選粉機在礦渣微粉生產(chǎn)中的應(yīng)用
郭宏武、何正凱、張端美、王炳東
水淬高爐礦渣(俗稱礦渣)長期以來被直接作為水泥混合材使用，而傳統(tǒng)生產(chǎn)的礦渣水泥、普硅水泥、甚至 硅酸鹽水泥均將礦渣和硅酸鹽熟料、石膏等同時入磨混磨。 由于礦渣易磨性遠比熟料差，因此出磨水泥中礦渣顆粒較粗，其潛在水化活性遠未充分發(fā)揮出來。若將礦渣磨制成比表面積為 400 ～ 600m 2 / kg (或更高比表面積)的礦渣微粉，作為混凝土的摻合料使用。由于礦渣微粉的比表面積很高，使在堿性條件下其潛在的膠凝性和活性能得到充分發(fā)揮，用礦渣微粉取代部分水泥后同樣可獲得高強度混凝土，特別是與高效減水劑聯(lián)合使用則可獲得更加優(yōu)越的性能。
在國外， 1958 年南非就開始應(yīng)用微礦渣技術(shù)。之后，英國、美國、加拿大、日本等國均使用礦渣微粉取代一定量的水泥，大量用于混凝土中。在我國， 1992 年清華大學(xué)出版的“高強混凝土及其應(yīng)用”一書中提出了礦渣微粉在混凝土方面的巨大作用與潛力。上海市政一公司、中國建材研究院、中國建筑科學(xué)院、同濟大學(xué)、上海建筑科學(xué)院、上海吳淞水泥廠、上海寶田新型建材公司等單位對礦渣微粉進行了大量的研究工作并組織生產(chǎn)。礦渣微粉作為新技術(shù)材料，已列入國家建筑業(yè)十·五期間推廣項目。國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局 2000 年 4 月 3 日發(fā)布了《用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣粉》的國家標(biāo)準(zhǔn)( GB / T8064 - 2000 )。
采用了 HES 高效選粉機及其技術(shù)的 ZX 超細礦粉有限公司就是在這種形勢下籌建并于 2002 年 7 月投產(chǎn)的。
1. 生產(chǎn)工藝流程
將進廠礦渣除鐵并用回轉(zhuǎn)烘干機烘至含水率 3 % 以下。粉磨工藝流程如下：
1.水泥磨 2. 斗式提升機 3 . HES高效選粉機
4 . 高濃度氣箱脈沖袋式收塵器 5.排風(fēng)機
系統(tǒng)中，磨機為 Φ 1.83×7m兩倉磨，選粉機為HES型高效選粉機。
2 、磨機內(nèi)部結(jié)構(gòu)和研磨體
烘干后的礦渣具有顆粒分散較好的特點，要磨制 400 ～ 600 m 2 / kg 的超細礦渣，除了要匹配高效選粉機以外，更重要的是必須加強球磨機的粉磨功能。因此，改進磨機內(nèi)部結(jié)構(gòu)和合理的研磨體級配及裝載量是非常重要的。磨機分兩倉。一倉長 2 . 3m ，使用階梯襯板。二倉長 4.4 m ，使用小波紋襯板。隔倉板篦縫為 4mm 。在不斷摸索合理的球配和適當(dāng)提高研磨體裝載量的同時，再提高二倉的填充率，使二倉鍛面高于一倉的球面，減緩物料在磨內(nèi)的流速，可大幅度提高礦粉的比表面積和活性。該廠球磨機的研磨體級配及裝載量列于表一。
表一、研磨體級配及裝載量
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倉 別 |
一 倉 |
二 倉 |
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研磨體規(guī)格 （ mm ） |
Φ 40 |
Φ 30 |
Φ 20 |
Φ 30×20 |
Φ 25×20 |
Φ 20×15 |
Φ 15×10 |
|
|
研磨體 |
裝載量 （ t ） |
1.5 |
4.0 |
1.5 |
2.6 |
4.5 |
4.5 |
3.4 |
|
小計 （ t ） |
7.0 |
15.0 |
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填充率 （ %） |
28.8 |
32.2 |
||||||
3 、產(chǎn)質(zhì)量
產(chǎn)品比表面積為 420 ～ 450 m 2 / kg 時，產(chǎn)量 3.7 ～ 4.0t / h 。電耗 80kwh / t 左右。產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)見表二。
表二、微礦粉的質(zhì)量情況
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密度 |
比表面積 |
活性指數(shù) |
流動度比 |
含水量 |
三氧化硫 |
氯離子 |
燒失量 |
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|
g/cm3 |
m2/kg |
7d |
28d |
% |
% |
% |
% |
% |
|
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標(biāo)準(zhǔn)（ S95） |
≥ 2.8 |
≥ 350 |
75 |
95 |
≥ 90 |
≤ 1.0 |
≤ 4.0 |
≤ 0.02 |
≤ 3.0 |
|
實物質(zhì)量 |
2.83 |
402 |
78 |
100 |
108 |
0.1 |
1.9 |
0.006 |
0.82 |
從表二可以看出，當(dāng)產(chǎn)品比表面積為 402 m2/kg時，其質(zhì)量指標(biāo)均優(yōu)于國標(biāo)GB/T806 4 - 2000 的 S95 (二級粉)規(guī)定的值。實際生產(chǎn)控制為≥ 420m 2 / kg 以確保穩(wěn)定生產(chǎn) S95 微礦粉。
4 、生產(chǎn)中應(yīng)注意的幾個問題
在生產(chǎn)實踐中，我們體會到要搞好微礦粉的生產(chǎn)，除了上述認真搞好工藝系統(tǒng)的合理配置和磨內(nèi)的工作以外，還須注意如下幾個問題：
( 1 )、礦渣中一般夾雜有鐵質(zhì)雜物，進入粉磨車間磨頭倉前務(wù)必進行除鐵，以免鐵質(zhì)雜物影響磨機的粉磨效率。
( 2 )、礦渣中一般含有較高的水分，眾所周知，入磨物料水分過高會嚴(yán)重影響磨機的粉磨效率的。因此，必須注意原料的烘干。由于礦渣具有顆粒分散較好，在磨內(nèi)流動性較好，太干的礦渣不利微粉化。建議礦渣入磨水分為 1.5 ～ 2.5 % 。
( 3 )、注意產(chǎn)品的均化。應(yīng)將不同活性指數(shù)的進廠礦渣分別堆放，進行搭配入磨。成品庫可采用機械倒庫，有條件時采用氣力均化系統(tǒng)更好。
5 、結(jié)語
只要認真搞好工藝系統(tǒng)的合理配置和磨內(nèi)改造等工作，用帶 HES 型高效選粉機的閉路球磨系統(tǒng)將礦渣單獨粉磨完全可以生產(chǎn)出符合國家標(biāo)準(zhǔn)( GB / T8064 - 2000 )的微礦粉的。
