126127政策法规政策法规Policies,RegulationsRulesPolicies,RegulationsRules中国环保产业 2008.2CHINA ENVIRONMENTAL PROTECTION INDUSTRY 2008.2

卧辊磨与立磨的矿渣粉磨工艺技术比较

严如忠1，刘怀平2 ，宋正华2，郑兆光2

（1.江苏省盐城市*，江苏  盐城  224007；2.江苏科行环境工程技术有限公司，江苏  盐城  224003）

摘要:本文以水泥行业粉磨工艺为例，介绍了几种不同主机系统的粉磨工艺对矿渣水泥产量和生产能耗的影响；分析比较了卧辊磨矿渣粉磨系统的优势及经济、环境效益等，对水泥行业实现节能减排的目标、提高企业效益具有参考意义。

关键词:卧辊磨;立磨;矿渣粉磨;矿渣水泥

中图分类号:TQ172.6+3    文献标志码:A    文章编号:1006-5377（2008）03-00-00

我国是一个钢铁大国，矿渣资源丰富，矿渣产率约占钢铁产量的30％。“十五”期间我国矿渣产量为5.4亿吨，约占矿渣产量的12.5％。矿渣具有诸多良好特性，经超细粉磨后的矿渣微粉已成为一种的资源，可以用来制备多种高抗磨、抗腐蚀、高强度的特种水泥。矿渣微粉的资源属性主要取决于微粉的矿物组成、比表面积和颗粒形貌。因此，粉磨工艺就成了矿渣微粉生产的关键。本文以水泥（混凝土）行业粉磨工艺为例，介绍了几种不同主机系统的粉磨工艺对矿渣水泥产量和生产能耗的影响。这可对水泥行业实现节能减排的目标、提高企业的经济效益具有参考意义。

1  矿渣超细粉磨技术

1.1 球磨机超细粉磨技术

目前，矿渣微粉的制备方式主要有利用高细球磨机进行开路或闭路粉磨，其优点是工艺简单、维护管理方便。当粉磨系统在生产400～500m2/kg比表面积的矿渣微粉时，系统实际电耗在80kW·h/t以下，并能够快捷地实现超细产品的多元化。该技术是在成熟的球磨机粉磨系统上进行的优化改进，因此系统投资较小，生产控制简单。但由于受其粉磨机理的局限，导致存在能量利用率低，单位成品电耗高，无法大规模生产等问题。

1.2 国外立磨超细粉磨技术

要实现矿渣微粉的规模化、集约化生产，当前使用成熟的制备方法是利用国外立磨和选粉机进行闭路粉磨。这种粉磨方式的优点是集粉磨、烘干、选粉于一体，系统简单、粉磨效率高、节约能耗，但其一次性投资较高。

1.3 卧辊磨超细粉磨技术

为了实现矿渣粉磨装备国产化，国内很多装备制造企业都在积极研究和探索新型粉磨工艺和装备，其中取得成功的如江苏科行环境工程技术有限公司，通过与清华大学、武汉理工大学、盐城工学院的合作，研究开发出了一种新型料床粉磨挤压技术，其核心装备是集料层挤压粉磨功能与细粉再球化和颗粒级配调整功能于一体的卧式辊碾磨，即卧辊磨。

1.4 几种粉磨设备的性能比较（见表1）

表1  矿渣超细粉磨设备性能比较

2  工艺比较

（1）矿渣立磨工艺

矿渣立磨工艺流程见图1：

图1  矿渣立磨工艺流程

目前国内采用立磨来粉磨超细矿渣粉的工艺很多。如四川省重龙水泥公司星船城水泥厂年产100万吨水泥粉磨生产线设计中，采用单台立磨分时段分别粉磨矿渣和熟料，然后用搅拌机混合配制成不同品种的矿渣水泥，所得产品成分稳定、比表面积高、节能、系统效率高。武钢华新水泥粉磨工厂进口日本川崎公司两台立磨，生产的矿渣粉用来与华新水泥公司生产的高标号水泥进行混合生产矿渣水泥。立磨用于矿渣粉磨，烘干能力强。这些系统中立磨进口烟气温度约在250℃，出口废气温度为100℃，可烘干水分为8％的矿渣。立磨系统产量高，单机年生产能力可达100万吨以上的规模。由于立磨可以对矿渣的玻璃体进行料层间挤压粉碎，因此能量利用率得到了较大的提高。一般来说这种系统将矿渣粉磨到400m2/kg比表面积时的单位电耗为45～55kW·h/t，粉磨电耗低，对于降低生产成本非常有利。

立磨在使用中优势明显，但也存在不足，如投资规模巨大，一般企业难以承受，主机的维修费用昂贵，对材质、生产管理要求很高，难以适应中国国情；立磨系统难以实现高等级矿渣微粉的生产，同时在超细矿渣的粒度分布控制上也尚待优化。

（2）矿渣卧辊磨工艺

矿渣卧辊磨工艺流程与球磨机闭路粉磨工艺流程相似，卧辊磨是基于料床粉碎工作原理设计的，巧妙地结合了球磨机和辊压机的基本思路，利用中等的挤压力，将物料一次喂入设备内从而实现多次挤压粉磨，避免了在立磨和辊压机上存在的各种工艺问题，找到了较立磨和辊压机更能充分发挥节能潜力的新途径。卧辊磨闭路粉磨系统工艺中的主要设备包括出磨提升机、选粉机和除尘器及回粉输送设备。这种工艺流程简单，设备布置紧凑流畅，低噪声、低磨耗、低故障率，对生产和市场具有高适应性且操作维护简单、方便，因而备受关注。

矿渣卧辊磨工艺流程示意见图2：

 1.矿渣库、2.提升机、3.风机、4.除尘器、

5.矿渣选粉机、6.输送斜槽、7.提升机、8.成品库、

9.皮带输送机、10.除铁器、11.卧辊磨、12.提升机、13.除铁器

图2  矿渣卧辊磨工艺流程

3  卧辊磨矿渣粉磨系统优势分析

3.1 卧辊磨与立磨系统的比较

两种矿渣粉磨系统的比较见表2。

表2  两种矿渣粉磨系统的比较

卧辊磨为矿渣粉磨系统的关键主机设备,目前该设备成套装备技术已在设计的参数化、产品系列化、规格大型化、控制智能化等方面取得很大进展，与立磨矿渣粉磨系统相比具有以下优势：

（1）实行中压连续挤压，能量利用率明显高于立磨系统；

（2）具有投资低的优势，其单位投资只有进口立磨系统的70%；

（3）具有良好的环保效应，系统粉尘排放浓度远低于立磨系统，噪音远小于85dB（A），也低于立磨系统；

（4）质量和磨耗明显优于立磨系统。卧辊磨系统粉磨矿渣的细粉产品颗粒圆形度系数为0.7，比现有立磨高5%，比挤压磨平均高15%；磨耗＜15g/t，比现有立磨平均水平低3g/t。

3.2 效益分析

（1）经济效益

投资    1    套KHM3000卧辊磨矿渣粉磨系统：系统装备功率2700kW，系统产量60t/h，则单位电耗为2700（kW）×0.85÷60（t/h）=38.25（KW·h/t）。

以每度电0.5元计算，吨矿渣粉电费约为20.0元；矿渣到厂价应为20元/t，人员工资10元/t，烘干成本20元/t，电费为20元/t，其他费用20元/t，则矿渣粉生产成本为90元/t；矿渣粉正常售价为120元/t；每吨利润即为30元。系统矿渣粉年产量为60t/h×7000h=42万吨，则年利润为42万t×30元/t=1260万元。两年半即可收回投资。

目前全国年产废渣约1.5亿吨，若按其70％生产矿渣微粉计算，则全国生产矿渣微粉的企业合计每年可产生近32亿元的净利润。

（2）环境效益

若将1亿吨矿渣微粉应用到建材行业，可等量替代1亿吨的水泥熟料，节约1.5亿吨石灰石，节煤1800万吨，相当于两个海螺水泥集团2005年的熟料产量和燃煤量，可淘汰目前我国1/10的水泥产能，不仅经济效益十分可观，而且环境效益也相当明显，可减少6600万吨CO2排放量、50万吨SO2排放量。

4  结语

卧辊磨系统不仅粉磨效率高于立磨，而且此系统关键技术具有自主知识产权，是可用以淘汰国内传统工艺粉磨系统和替代进口立磨系统的新型粉磨装备，在经济效益与环境效益方面的作用都十分明显。

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Comparison of Horizontal Rolling Grinding with Vertical Grinding in Grinding Powder Technology of Slag

YAN Ru-zhong1, LIU Huai-ping2, SONG Zheng-hua2, ZHENG Zhao-guang2

1. Jiangsu Yancheng Bureau of Environmental Protection, Yancheng Jiangsu 224007;

2.Jiangsu Kehang Environment Engineering Technology Co., LTD, Yancheng Jiangsu 224003, China

Abstract: The paper takes grinding powder technology of cement industry as an example, introduces the impact of grinding powder technology of different mainframe systems on output of slag cementenergy consumption of production, analyses the superiorityeconomic benefitsenvironmental benefits of slag grinding powder system of horizontal rolling grinding. It bears the significance for realization of energy conservationemission reductionan increase in enterprise benefits of cement industry.

Keywords: horizontal rolling grinding; vertical grinding; slag grinding powder; slag cement