TRMS43.4礦渣輥磨的特點及應用

石光，劉箴，趙劍波，王慶利，彭凌云

TRMS43.4礦渣輥磨的特點及應用

Characteristic and Application of TRMS43.4 Slag Roller Mill

石光，劉箴，趙劍波，王慶利，彭凌云

本文詳細論述了TRMS型礦渣輥磨的技術特點，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60萬噸礦粉生產線中的使用情況，驗證了該磨機的運行參數和性能指標。

輥磨；礦渣；工藝流程；經濟效益

1TRMS43.4礦渣輥磨的技術特點

TRMS43.4礦渣輥磨采用了多項先進技術，包括新型高效籠式選粉技術、喂料防堵技術、料床整理技術和磨輥密封新型結構等。其技術特點可以總結如下：

（1）具有自動抬輥、落輥功能，可以實現空載啟動。

（2）磨輥可以實現同時加壓或分別加壓。

（3）磨輥密封采用新型結構形式。

（4）配有翻輥裝置，可將磨輥翻出磨外，便于檢修。

（5）磨機密封好，漏風系數低。

（6）機械限位和電氣限位有效保護設備安全。

（7）采用部分物料外循環系統，可大幅度降低系統的通風電耗。

（8）高效動態籠式選粉機選粉效率高，調節細度靈敏。

（9）主機配有輔助傳動裝置，方便檢修。

（10）實現干濕料分開，防止下料管堵塞。

TRMS43.4礦渣立式輥磨由傳動裝置、磨盤裝置、磨輥裝置、搖臂裝置、機架、進風道、中殼體、分離器、操作平臺、加壓裝置、翻輥裝置、潤滑系統等部件組成。

磨機的工作原理為：物料通過輸送皮帶，經過鎖風裝置沿著下料管落到磨盤中央，磨盤在驅動裝置的帶動下旋轉，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，并連續進行碾壓；在磨盤邊緣物料被甩出磨盤，一部分通過風環進入磨內的熱氣體將物料送入分離器進行分選；在此過程中物料與熱氣體進行充分的熱交換，水分迅速蒸發；通過調節分離器轉子的轉速來控制成品細度，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，再經輸送和提升裝置被重新送入磨內再進行粉磨，如此循環往復。圖1為TRMS43.4礦渣輥磨結構示意圖。

2TRMS43.4礦渣輥磨系統的工藝流程

2.1 系統工藝流程

原料礦渣儲存于露天堆廠中，由抓斗送入喂料倉，經計量皮帶秤、皮帶輸送機、鎖風閥裝置、喂料溜管落到磨盤上，恒速旋轉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，物料在進入粉磨區域前先進行預壓實、排氣，同時料床上的物料受到磨輥的擠壓而被粉碎。顆粒較細的物料在磨盤邊緣處被從風環進入的熱氣體帶起并進入到選粉機中進行分選（動靜態組合式高效選粉機能有效調節礦渣微粉細度，產品比表面積可控制在4000～5000cm2/g范圍內），合格細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）在風環處落入進風道，通過吐渣口進入外循環系統。在此過程中，物料與熱氣體進行了充分的熱交換，水分被迅速蒸發，通過選粉機分選的合格細粉水分控制在＜0.5%。部分粉磨難度較大的大顆粒物料（包括鐵渣）落入風環，通過吐渣口進入外循環系統，并經過除鐵后再次進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、提升機等設備送入到成品庫中。

圖1 TRMS型輥式磨結構示意圖

系統中設計了三道除鐵裝置：計量秤后的第一條皮帶上設有帶式除鐵器，經過兩處轉運點后的第三條皮帶上設有另一臺帶式除鐵器，物料循環系統中設有一臺超精細除鐵器，這三道除鐵裝置可以有效地除去礦渣中的鐵質，降低設備的磨損。圖2為TRMS43.4礦渣粉磨系統流程圖。

2.2 系統主要設備及參數

TRMS43.4礦渣輥磨是根據料床粉磨的原理，通過磨輥、磨盤之間的相對運動研磨礦渣的機械設備裝置，集粉碎、粉磨、烘干、選粉等工序于一體，結構緊湊。表1所示為天津鋼宏建材有限公司的年產60萬噸礦渣粉磨生產線的主要配置。

3TRMS43.4礦渣輥磨系統運行情況

礦渣輥磨系統的運行穩定性決定了礦渣微粉產量和質量的高低。主要影響輥磨系統穩定性的主要因素包括：入磨原料礦渣的粒度和水分，磨機的研磨壓力，選粉機密封結構及轉速，系統風溫和風量，磨輥與磨盤、擋料圈的情況等。在實際應用中必須有效控制上述各因素，通過加強生產管理和不斷探索，優化各參數。

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入磨機會造成磨機的振動加大、料層不穩，進而影響粉磨的效果。在生產初期曾發生因振動過大引起磨機跳停，甚至磨輥輥套有大塊剝落的現象。為排除礦渣中鐵渣及大塊爐渣對生產的影響，在皮帶輸送機上安裝了兩套皮帶除鐵器及一套振動篩，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操作參數的調整，我們通過磨內噴水裝置噴水量的調節穩定料層、減小磨機的振動、提高粉磨效率。實際生產中入磨礦渣的含水量在10%左右時該磨機系統運行非常穩定，產量可以達到100t/h。

3.2 研磨壓力

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

圖2 TRMS43.4礦渣粉磨系統流程簡圖

表1 系統主要設備參數

3.3 選粉機密封結構及轉速

TRMS43.4礦渣輥磨的選粉機為籠式動態選粉機。粉磨系統運行時，粉磨后的物料在熱風的帶動下，成螺旋狀氣流被吸入選粉機進行分選。選粉機的密封情況及轉速會影響礦渣微粉的產量和質量。礦渣微粉篩余控制的關鍵部位在轉子上側的密封結構，該處的密封結構為迷宮密封。當該部分結構磨損較大時，大量的粗顆粒礦渣微粉從該處通過，使產品的篩余值變大，甚至超過2%的規定值。所以該處的部件材料采用耐磨材料，防止密封結構因磨損而失去原有的功能。在生產時通過調整選粉機轉速改變礦渣微粉的產品的細度。當產量增加時，應考慮適當提高選粉機的轉速。如產量為90t/h時，系統風門開度65%，研磨壓力11.5MPa的條件下，選粉機的轉速一般在102r/min；當產量增加到100t/h時，系統風門開度75%，研磨壓力12.5MPa的條件下，選粉機的轉速調整至106r/min。在上述參數情況下，礦渣微粉產品的比表面積能控制在4200～4600cm2/g之間。

3.4 磨機風溫和風量

磨機的風溫包括入口熱風溫度和磨機出口溫度。正常生產時，根據不同的投料量，磨機的入口風溫控制在200～230℃之間，這個溫度的熱風能有效烘干成品粉。以熱值3135kJ/ m3高爐煤氣為燃料的燃氣熱風爐在正常生產情況下，煤氣耗量控制在160～180m3/t之間。

磨機的出口溫度是有效穩定生產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℃時仍然能夠保證成品水分≤0.5%。從生產實際看，磨機的出口溫度控制在88～93℃對生產非常有利。在這個溫度區間，能有效穩定控制生產，可以調節投料量、噴水量及其他參數，保持磨內的動態平衡；能保證入除塵器的氣體溫度高于露點溫度，防止除塵布袋結露，并能保證磨內的物料充分烘干。

磨機系統的通風量直接影響入庫礦渣微粉成品顆粒的粗細。風量過大，會使礦渣粉的較粗顆粒被帶起，使流體中的含塵濃度增加，產品比表面積變小，磨內壓差增大；風量過小，會降低產量，產品比表面積變大，回料量增加。磨機系統的通風量的大小由主風機的風門開度決定。主風機風門開度應根據投料量的大小來相應調整。在正常生產時，現場測定袋式收塵器出口的風量結果為：溫度85℃，氣體壓力-4300Pa，工況風量306000m3/h，標況風量216000m3（標）/h。考慮到袋收塵器的漏風因素，出磨氣體的風量在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直接影響了料層的穩定及粉磨的效率。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。磨機穩定運行時料層的厚度在25～35mm之間，如果料層太薄，＜15mm時磨機會振動劇烈，料層太厚磨機也會振動，而且會增加主電機負荷，降低粉磨效率。擋料圈的高度控制在200～215mm之間，擋料圈過高會導致料層變厚，降低粉磨效率，增加排鐵的難度；擋料圈過低會增加回料量，難以提高產量。

表2 礦渣微粉原料成分組成，%

4結論

輥磨是集機械、液壓、電氣自動化為一體的設備，其操作相對于其他設備要復雜得多，每臺新的輥磨投產后都需要一段時間的調整。天津鋼宏建材有限公司使用的TRMS43.4礦渣輥磨自2012年3月投產以來，經過一年多的生產實踐，其生產的礦渣粉在實驗室進行了檢測，各項性能指標均達到并超過了“用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉（GB/ T18046-2000）”國家標準中S95級礦渣粉的技術要求，如表3所示。

表3 礦渣粉的性能

同時，在中材（天津）粉體技術裝備有限公司的努力下，該磨機系統設備及工藝參數得到不斷優化，生產運行日益穩定。在保證產品質量的前提下，產量穩定在90～95t/h，粉磨系統電耗38kWh/t，生產成本不斷降低，公司獲得了很好的經濟效益和社會效益。

[1]柴星騰,聶文海.礦渣粉磨技術進展[N].中國建材報，2006.

[2]王仲春,李德宇.礦渣高細粉磨技術[J].水泥技術，2001（4）.

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

TQ172.632.5

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1001-6171（2014）02-0038-04

中材裝備集團有限公司，天津300400；

2013-09-13；編輯：呂光