粒化高爐礦渣粉粉磨工藝的研究與應用

戴朝飛

（唐山曹妃甸盾石新型建材有限公司，河北 唐山 063210）

0 引言

日本的科學研究表明，隨著粒化高爐礦渣粉比表面積的提高，其強度明顯提高。我國作為一個工業化強國，我國科學家對粒化高爐礦渣粉進行深入的研究，隨著粒化高爐礦渣粉的研磨精細度的提升，粒化高爐礦渣粉應用價值越大，即礦渣粉越磨的越細，其價值越大。所以我們應該對升級粒化高爐礦渣粉粉磨的工藝。

1 粒化高爐礦渣粉質量的提升

就目前來看，粒化高爐礦渣粉的生產工藝按照機器的形式不同可分為立式磨、球磨、振動研磨、圈流粉磨、輥壓機與球磨機聯合粉磨等幾種形式。

1.1 立式磨工藝的介紹

立式磨的原理為水淬礦渣被放入磨盤中后，在離心力的作用下，礦渣沿著邊緣進入研磨軌道，隨著研磨工作的不斷進行，研磨后的礦渣隨后向邊緣移動，受到熱風爐的吹動作用，其中比較細的礦渣粉被帶至磨內上腔，礦渣粉被挑選出合格的進行儲存。在研磨過程中顆粒比較大的礦渣經過另一個通道重新進入研磨機進行研磨。

這是較為簡單的一種研磨方式，在實際的生產過程中我們找出其中幾個不足進行補充，從而提高生產質量。主要為：1、在加入原料的地方和排渣的地方加入除鐵裝置。這一裝置可以減少原料中的鐵殘留，一方面可以減少鐵等金屬物質對于機器的耗損，同時使原料與鐵物質分離開，使研磨更加充分，從而提升成品的質量。2、再研磨過程中，如果一旦發現原料中水分過少時，應及時加水從而達到穩定的效果，防止研磨機出現振動。3、干原料與濕原料應分開加入，防止堵塞機器。4、研磨機器的原料倉不易過大，否則原料在里面容易凝結成塊，堵塞機器。

1.2 球磨工藝的介紹

球磨是一種相對來說比較傳統的研磨工藝，其生產過程相對來說比較復雜，其生產過程分為開流和圈流，開流粉磨工藝理論上講更適合于剛發展的企業，因為其投資成本低，能耗小，操作過程也相對來說比較簡單。但是從提升粒化高爐礦渣粉的質量上來分析，這種方式并不適合，其原因主要有：1、我們都知道工業生產最重要的是效率問題，而此種研磨方式生產效率遠低于其他方式，所以從效率上來說就不適合。2、其生產出的粒化高爐礦渣粉質量相對較低，因為其方式比較傳統，所以不適用現代新型化企業的生產。

圈流粉磨這種生產方式相對于開流粉磨方式來說粉末效率高、且生產比較簡單。用該方式生產出來的粒化高爐礦渣粉可達到400-500m2/kg比表面積。隨著技術的不斷改進，該技術相對傳統技術耗能已經下降50%，而且投資比傳統要小。

1.3 振動研磨工藝的介紹

該研磨方式目前并不常用，原來由于其操作簡單，生產的粒化高爐礦渣粉可以達到很高質量，而且能耗低等原因廣受青睞。但目前不常用的原因為：1、該生產方式規模較小，要實現工業化的大批量生產，就必須要聯合多臺操作機器，但這樣一來也就加大了投資成本。2、當實現大規模生產時，操作難度系數也大幅增加。3、振動研磨機器相對于其他研磨機來說，故障率高，維修成本高。4、因為此研磨方式為開路研磨，所以其生產出的粒化高爐礦渣粉質量及其不穩定。由于這些原因此方法已逐漸被淘汰。

1.4 立磨聯合選粉機工藝的介紹

此方法原理為利用立磨和選粉機進行結合，同時具有烘干等功能，所以其最大的優點為多方位一體，減少能源消耗。但此工藝無論從主體設備、輔助設備還是配料方面來說，該方法的投資較大，而且維修管理費，日常機器的維護費極高，難以實現大規模生產。

1.5 輥壓機聯合球磨機工藝的介紹

該生產方式將輥壓機與球磨機進行了良好的結合。其原理主要為將原料放入輥壓機后，輥壓機對其進去輥壓，完成后并不直接進入球磨機，而是進行分選，將從輥壓機出來的半成品中比較細的進入到球磨機中繼續進行研磨，而相對來說較粗的顆粒被重新送回輥壓機重新進行加工。分選標準一般細顆粒為＜2mm,而粗顆粒為＞2mm。其優點主要為：1、能耗小，從而生產成本降低。2、生產效率高，該工藝相對于單個研磨來說，其產率比原來增加60%左右。3、由于該裝置減小了輥壓機在生產過程中的邊緣效應，而且減少了輥壓機的喂料量，從而使機器的壽命更為延長。4、此方式由于增加了挑選這一步，更大程度上保證了產品的質量。

以上幾種生產方式各有利弊，其中在生產工藝上輥壓機聯合球磨機相對來說有更大的優勢，隨著生產技術的提高，生產工藝的升華，現在最新的一種生產方式為臥輥磨，該生產方式是在輥筒磨的基礎上進行改良，目前正在生產試驗階段，但對其原理的研究發現其優勢有：1、操作簡單，投資成本低。2、機器的日常維護費用低，機器故障率低。3、節能效果好，用此方法可節省將近35%左右的能源。4、生產出的粒化高爐礦渣粉質量有保障。臥輥磨的生產工藝相對于其他幾種來說優勢很大，必將成為未來粒化高爐礦渣粉生產的主流工藝。

1.6 粉磨時間的確定

理論上講礦渣粉的精度隨著研磨時間的延長，其精度也會越來越高。但是我們通過不斷的試驗和實踐，我們發現礦渣粉再研磨一段時間后，其精細度達到一個理論的最高值后，其精細度不再隨著研磨的時間的延長而增加。所以了解每一種生產工藝研磨時間的最適值，從而使粒化高爐礦渣粉的質量達到最好，而研磨時間相對較少，從而使得能源消耗低。

1.7 輔料的摻加

我們通過實踐發現，在粒化高爐礦渣粉中加入石膏，石膏可以起到助磨劑的效果，從而使得粒化高爐礦渣粉的生產質量得以提高。同樣可以加入煤灰粉，加入煤灰粉后，得到相同質量的粒化高爐礦渣粉所用的時間越少，所以可以提高生產效率，降低產能消耗。

2 粒化高爐礦渣粉的應用

粒化高爐礦渣粉是生產鐵時的副產品，粒化高爐礦渣粉的主要成分為二氧化硅、三氧化二鋁、氧化鈣等成分。其應用主要有幾下幾個方面：1、水泥，當粒化高爐礦渣粉加入到水泥當中，粒化高爐礦渣粉中的二氧化硅和氧化鋁與水泥中的三碳化硫水化生成的反應產物發生反應進一步生產水化硅酸鈣產物，同時可以填充于水泥中的空隙中，大幅度提高了水泥的緊實度和堅硬度，同時將強度較低的氫氧化鈣轉化成水化硅酸鈣，從而提高其強度。2、混凝土，其加入混凝土后可減少混凝土的泌水，歐美眾多國家紛紛加大對粒化高爐礦渣粉的研究，甚至采用了粒化高爐礦渣粉占比60%的混凝土復合物，其壽命可達100年。3、用作添加劑，粒化高爐礦渣粉作為添加劑可以用作墻體材料和輸水管道等。

總之，粒化高爐礦渣粉的應用非常廣泛，具有顯著的經濟效益和社會效益。

3 總結

粒化高爐礦渣粉在工業上的廣泛應用前景受到社會各界廣泛關注，在歐美的一些國家都紛紛加大對礦渣粉的研究，其前景是非常可觀的。目前我國制定了粒化高爐礦渣粉的生產標準，各個機構和企業也都在努力尋求方法提升粒化高爐礦渣粉的粉磨工藝和粒化高爐礦渣粉的質量，希望本文的相關分析和研究能對工業生產起到實質性的幫助和指導。