矿渣粉磨论文（精选7篇）
矿渣粉磨论文 篇1
1 各种矿渣微粉系统
矿渣“高细高掺”技术是近十年来才研发的新技术, 目前这种“绿色建材”新技术国内外许多公司和院所均已有成熟的工艺。如德国的伯力鸠斯公司、莱歇公司、KHD公司, 中国国内各家所采用的矿渣粉磨系统主要有:球磨系统、辊压机-球磨系统、辊压机终粉磨系统及立式矿渣磨系统。在这四种系统中, 立式矿渣磨粉磨矿渣是国外近年来发展较快的系统, 该系统流程特别简单, 烘干、粉磨、选粉的全部工艺过程均在立式辊磨机中完成。由于是料床粉磨, 粉磨效率高, 单位电耗低, 特别是磨内空间大, 环隙外风速高, 传热快, 因此烘干能力强。这些特点非常适合矿渣水分高, 难磨的要求。因而, 在中国辊磨系统的发展速度非常迅速。
北方重工集团引进及开发的MPS立式辊磨机广泛用于粉磨水泥生料及煤。又先后开发出一系列脱硫立磨、煤化油立式辊磨机。近几年在吸收国内外先进技术的基础上, 自主开发的用于粉磨矿渣的MLK系列立式矿渣磨与粉磨水泥熟料的MLN系列立式辊磨机, 解决了“稳定料床防止振动”、“磨内除铁”、“磨辊和磨盘的磨损”、“高效选粉”、“干湿料分开进料以防堵料”等关键技术难点。MLK系列立式矿渣磨机具有研磨效率高、运行平稳、选粉效率高、能耗低 (相比传统的球磨系统, 节能30%~50%) 、清洁生产等优点, 并能有效回收矿渣包覆的铁, 其各项指标均与国外同类先进技术相当, 价格仅为进口设备的2/3。当前已经生产近三十台, 大量应用于钢厂、水泥厂、新型建材厂的矿粉制备。
2 生产工艺流程
2.1 矿渣储存配料及输送
矿渣微粉粉磨系统工艺流程见图1。矿渣由汽车送至厂内, 再由装载机送入胶带输送机上方的喂料仓, 湿矿渣粉磨喂料设有矿渣喂料仓, 每个仓下分别设棒阀闸门、电子皮带定量给料机。按照设定配比定量给料, 再由胶带输送机送入立磨前三道锁风阀, 然后入磨。胶带输送机设有永磁除铁器。
2.2 矿渣粉磨
定量的湿矿渣由胶带输送机, 再经永磁除铁器、三道锁风闸门进入立磨进行粉磨, 立磨排出的粗渣经输送机再经另一台入斗式提升机, 再经管式除铁器和三道锁风阀喂入矿渣立式磨。
粉磨系统采用一台由北方重工生产的MLK矿渣立磨和SLS型分离器, 回收矿渣成品采用脉冲袋式收尘器组成的粉磨系统。矿渣经定量喂入立磨, 在立磨中物料随着磨盘的旋转从其中心向边缘运动, 同时受到磨辊的挤压而被粉碎。粉碎后的物料在磨盘边缘处被从风环进入的热气体带起, 粗颗粒落到磨盘再粉磨, 较细颗粒被带到选粉机进行分选, 粗粉也返回到磨盘再粉磨, 合格细粉被带入袋式收尘器收集作为成品, 成品细度可通过改变选粉机转子的转速进行调节。部分难磨的大颗粒物料 (包括铁渣) 落入风环, 通过吐渣口进入外循环系统, 并经过除铁后再次进入立磨与新喂物料一起粉磨。
出袋式除尘器的成品矿渣粉经空气斜槽输送机、斗式提升机、空气斜槽输送机送入成品库内。出袋收尘器的废气通过排风机排入大气, 排放废气含尘浓度<30mg/m3。立式矿渣磨所用的热风来源, 由一套燃煤沸腾炉 (热风炉) 系统提供。
2.3 矿渣粉输送及储存
来自粉磨系统的成品经斗式提升机, 空气斜槽输送机送入成品库储存。库底带有充气卸料装置, 出库矿渣粉通过库底闸门、气动旋阀送至库底汽车散装机, 再散装出厂。库内充气系统和库底卸料装置所需压缩空气由罗茨风机供给。库顶设有袋收尘器, 将含尘气体净化后排入大气。
3 MLK矿渣立磨的调试要点
要保证矿渣微粉粉磨系统的稳定运行, 其主机设备MLK矿渣立磨的调试工作就尤为重要, 而矿渣立磨的调试又要与粉磨系统总体设备的调试相互配合, 协调一致。即磨机的调试要和配料、喂料、收尘及成品输出设备的调试一同进行。
3.1 调试准备
调试前要保证全部测量仪器连接正确, 全部润滑点进行润滑, 电气安装完成, 检查电气线路, 确保电源供电。同时要尤为注意液压系统和密封风机的试验及参数值调整。
将液压系统加压, 使其投入工作时要检查液压系统接头处密封并调整压力开关, 以及压力蓄能器的氮气压力, 并调整相应的安全阀。
液压张紧的工作压力与氮气蓄能器预压力的比例关系为:
P=2.5×Pst最大值
P=1.5×Pst最小值
Pst-氮气压力, P-缸的工作压力。
开动密封风机, 使管路系统投入工作, 在检查风机电机旋向后, 要调整风量消耗为最大值, 而压力表风压为最小值, 最大风量最好比工作风量大5-10%。密封风压力值要做记录, 其最小接点暂调到3000~4000Pa。磨机首次带料运转时, 最小接点要调到1000Pa, 比实际运转风压值要低。
磨机系统所有设备装置进入工作状态后, 可以带料负荷运转。
3.2 负荷试车调试
磨机负荷运转前应先把物料喂入磨机喂料仓。
首次起动前, 磨机要加温预热, 升温速度要缓慢, 出料口处温度达到95℃左右时, 要保温一段时间, 整个时间持续约6~8 小时。随后按液压系统中心控制动作程序将磨辊抬起。磨机开车后应立即喂料, 以防空磨。物料进入磨机后, 执行液压系统中心控制动作程序将磨辊落下, 直至磨辊正常工作。达到保温时间后将磨机加热, 当排气温度增加达到110~120℃时, 在确定系统各设备运行正常的条件下, 以及慢速传动装置离合器拖开并锁死的情况下, 开起磨机主电机、传动装置运行, 调整磨机出口风量、出口风压等参数。
在此期间要观察全部装置, 尤其是磨机主传动的功率消耗, 减速机振动传感器和磨机排风量等变化情况。要求尽快达到正常和连续运转, 这包括在短时间内增大热风量, 以满足磨机的热量要求。
磨机系统连续运转后, 要安排有经验的人员在现场密切监视设备运转情况, 磨机运转50 小时后, 要仔细检查设备。检查磨机内部所有管路接头否有漏气、漏油现象, 检查磨盘和磨辊衬板的压板和把合螺栓、减速器和磨盘座的联接情况, 并将螺栓拧紧至限定力矩, 并检查所有液压和润滑设备的充油量。
在对磨机系统所有设备进行检查试验后, 磨机就可以进行正常生产运转。
4 结束语
文章介绍了立式矿渣磨微粉系统的生产工艺流程, 并对该系统中的主机设备MLK立式矿渣磨的调试要点进行了阐述。通过文章的介绍, 可以提高该系统在生产调试过程中的效率, 保证系统的高效运行, 提高系统的运转效率。
矿渣粉磨论文 篇2
立式磨和袋式除尘器在矿渣粉磨系统中的应用
摘要：阐述了矿渣微粉的应用、粉磨工艺和设备现状,并对立式磨生产工艺、立式磨结构和工作原理、袋式除尘器结构和工作原理等进行了重点介绍,分析了工程应用实例,认为国产立式磨和袋式除尘器可为矿渣粉磨的.节能减排提供可靠的技术舜口设备保障.作 者：黄平男 何宏涛 HUANG Ping-nan HE Hong-tao 作者单位：合肥水泥研究设计院,合肥,230051 期 刊：中国环保产业 Journal：CHINA ENVIRONMENTAL PROTECTION INDUSTRY 年，卷(期)：2010, (7) 分类号：X701.2 关键词：矿渣粉磨 立式磨 袋除尘器 应用矿渣粉磨论文 篇3
近年来, 矿渣粉磨工艺及技术在我国发展迅猛, 这对我国发展循环经济, 充分利用固体废弃物, 减少环境污染以及节能减排发挥了积极的作用。矿渣粉磨技术的发展不仅包括矿渣粉磨设备的开发与应用, 也包括矿渣粉磨工艺技术的研究和改进优化。本文以洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司设计并总承包的江阴兴澄特钢年产100万吨矿渣微粉生产线为例, 介绍矿渣粉磨返料再研磨工艺流程的优化。
2 基本情况
江阴兴澄特钢年产100万吨矿渣微粉生产线主机采用中信重工股份有限责任公司生产的LGSM5725型立磨, 产量要求≧150t/h, 比表面积≧420m2/kG。LGMS5725系列矿渣/熟料立磨磨辊采用“主辊 (M辊) +辅辊 (S辊) ”技术, 利用3个特殊辅辊作用于物料的摊铺, 稳定喂入主辊的料层。然后再利用3个主辊进行粉磨, 通过液压油缸和辊子压力臂系统, 将粉磨压力施加于物料层。由于辅辊对物料层的独特稳料作用, 使主辊粉磨压力有效利用率提高, 因此其单位功率消耗比其它形式的矿渣立磨低。
该生产线于2011年9月建成试投产、达产达标验收并移交业主试生产。运行状况表明, 除主机开机、停机时段返料吐渣量多些外, 正常运行时, 每天返料量不足投料量的0.5‰, 即1.8m3/天。特别是在矿渣原料质量稳定下, 返料磁选铁渣后, 基本就没有粗渣返料。而在此情况下, 原工艺设计的立磨返料系统的设备 (斗提机、收尘器、返料仓、返料给料机等) 仍在全天候运转, 运转总电功约100kW, 折合电费约1500元/天。如此日积月累, 无疑增大了运行、维护成本。从经济、实用角度, 应考虑简化工艺流程, 提前截料, 改造返料再研磨系统。
3 现行矿渣粉磨返料再研磨工艺流程
江阴兴澄特钢年产100万吨矿渣粉磨生产线为节约能源、减少系统工作的风量和阻力, 采用外循环系统。矿渣经主机立磨选粉机筛分、选粉后, 少部分带铁渣粗料从立磨下部出渣口排出, 经胶带输送机 (配除铁器除铁) , 到返料楼斗式提升机, 利用收尘器等设备送到缓冲仓, 再经定量给料机送到立磨, 进行再研磨 (见图1) 。
现行矿渣粉磨返料再研磨工艺流程存在路线长、所需设备多等不利因素, 从而造成投资增大、运行和维护成本增高。尤其是在生产线运行中返料量少的情况下, 设备的利用效率很低, 从而造成不必要的浪费。
4 矿渣粉磨返料再研磨工艺流程的优化方案
根据正常运行中的返料量, 结合洛矿院LGSM5725立磨的设计特点及性能, 在满足安全、实用的前提下, 取消立磨斗提机 (返料楼) 土建框架及斗式提升机、收尘器、缓冲仓、返料定量给料机等原工艺线路输送设备。少部分粗粉从立磨下部出渣口排出后, 经胶带输送机 (配除铁器除铁) 直接到新建储料池, 利用小型装载机或翻斗车, 将储料池中除铁后的粗渣返料运到原料堆场, 再次通过原料输送皮带送入立磨研磨 (见图2) 。
5 矿渣粉磨返料再研磨工艺优化前后的经济分析
根据上述分析, 现将矿渣粉磨返料再研磨工艺优化前后的投资估价比较和运行维护比较情况分别列于表1和表2。
通过以上比较, 用新方案使得投入成本降低近200万元。由于工艺流程简化, 设备数量减少, 设备故障几率、运行成本、维护成本也会大幅度降低。在2012年年初, 江阴兴澄特钢有限公司年产100万吨矿渣粉磨生产线按返料优化方案进行改造。返料粗渣在胶带输送机尾部截流后, 利用斗车直接运至矿渣原料堆场进行二次研磨。通过生产实践表明, 改造后的生产线技术先进, 生产运行安全、成熟、可靠, 满足环保节能的要求。
6 结语
江阴兴澄特钢年产100万吨矿渣粉磨生产线按返料优化方案进行改造是一个成功的范例。随着水泥工业产业结构调整政策力度的加大, 在大力发展循环经济的推动下, 新一轮利废高潮正在兴起, 矿渣微粉项目总包市场愈来愈大。采用并推广优化方案, 不仅节约投资成本, 具有良好的经济效益和社会效益, 同时在招投标市场也创造了宽裕的商务商谈空间。在投资和运行、维护成本上, 承包方和业主都是受益者, 双方彼此均达到双赢效果。更为重要的是, 优化方案对资源节约和综合利用及环境保护等方面有着重要的作用, 符合我国经济的可持续发展战略。
参考文献
矿渣粉磨论文 篇4
关键词：辊磨,模糊控制,PID,入口温度
1 绪论
立磨碾压是水泥生产过程的重要步骤, 其粉磨的粗细程度和磨机的工作效率直接影响矿渣水泥生产的成本和品质。因此, 提高粉磨的产品质量和磨机效率对提高企业经济, 保证替换水泥部分后的建筑质量等, 有重要的意义。目前, 国内许多研究院正在努力对矿渣粉磨工艺进行提升和改造, 研发出现在的新型立磨粉磨, 使得我国矿渣粉磨生产效率大大的提高。但是, 与国外先进的技术相比, 国内立磨系统生产线的稳定性和经济效益都很差。根据不完全资料统计, 国内的立磨生产效率大约只有国外总体水平的70%。因此, 运用较好的方式提升立磨运行的稳定性, 保证立磨生产的连续性, 对提高产品生产效率, 降低生产成本将带来十分重要的影响。
2 矿渣粉磨工艺流程
矿渣粉磨系统主要由原料站、传送机、热风炉、立磨、收粉器、选粉机和成品库等组成。物料站的矿渣经过取料机和皮带传送机进入中央缓冲物料仓, 料仓下装有称量给料称, 由传送机送入回转锁风阀, 并进入磨盘中央, 在离心力场的作用下, 旋转磨盘上的矿渣被甩出, 并形成一定料层厚度, 进入磨辊区被碾压。碾碎后的物料再次被甩到磨盘周边的环型风环, 快速上升的热气流将卷入选粉机进行分选, 同时热风也将物料烘干。合格的细粉随气流进入袋式除尘收粉器进行收集。收集的粉尘就是成品了, 在由空气传送斜槽、斗式提升机进入均化库去储存。没有选出的粗粉再次落在磨盘中央碾压。没有被热风吹起的物料, 由磨机下面的顺流装置排到立磨外, 经外循环的提升机进入除铁器除铁, 除铁后的粗粉随新料一起进磨碾压。
3 矿渣粉磨温度系统控制策略
燃料在燃烧室煅烧过程中, 燃烧效果很大程度上取决于热效率与燃料配比的关系。对此, 在温度模糊PID控制的基础上, 进一步提出空燃比模糊控制, 最大限度的提高燃烧效率, 以达到节能减排的目的。
空燃比控制的目标是实现燃料和助燃空气的最佳混合比例, 既可保证燃料的充分燃烧, 又不至于加入过多的空气, 从而带走过多的热量, 目标是尾气中的含氧量控制在一个很小的比例。实际控制中煤气的流量, 经模糊PID计算出空气的流量。由于热风炉温度系统的惯性和滞后性, 加上磨机生产参数的调整, 对磨机入口温度有较高的控制要求。对通往磨机入口的热风进行温度检测, 实际检测温度与设定值之间的差值作为温度模糊控制算法的输入, 然后得出温度修正系数, 再用煤气流量数学模型, 算出理想的煤气流量值。
4 模糊控制器的空燃比设计
空气量与燃料量的比值即是空燃比, 在燃烧室的通烟道装有烟气氧含量在线检测仪, 来检测烟气中的氧气含量, 由于烟气的氧气含量直接反映了空气与燃料燃烧的程度, 烟气中的氧含量就越低说明燃烧越充分。烟气中氧含量与空燃比有必然的量化关系, 可以通过烟气中含氧量来设值空燃比, 以确保燃烧效率高。空燃比控制框图如图1。
由于热风炉系统动态特性和烟气氧含量的检测分析都有纯滞后, 因此采用模糊控制器来调节氧含量调节器。其中, 输入端为氧含量偏差值及偏差变化率, 输出端为空燃比的值。
5 热风炉温度模糊控制
热风炉的温度智能控制系统结构如图2 所示, 整个系统采用双闭环控制, 内环利用模糊PID空气量控制器控制燃料阀, 进而控制燃料的流量。燃烧室出来的热风含氧量经氧气在线检测装置检测反馈给模糊PID空气量控制器。外环从燃烧室出来的热风经鼓风机吹入热风炉, 热风炉热风的温度经温度变送装置反馈给模糊PID温度控制器, 从而对热风的温度有较好的控制。
5.1 模糊控制规则的确定
由经验我们知道, 当燃烧室中氧含量与设定值偏差较大时, 关键是调节燃料流量, 减少偏差;当燃烧室内的氧含量偏差较小时, 主要任务是防止产生超调量, 提高稳定性。同理, 当热风的温度与设定值的偏差较大时, 经模糊PID温度控制器, 与燃烧室里含氧量在线检测装置共同作用, 很好的去控制燃料调节阀调整流量, 从而达到比较理想的控制效果。当被控量E和EC越小, 不确定量就越小, 系统控制精度就越高。
5.2 隶属度函数的确定
选择合适隶属度函数对系统控制性能有着直接影响, 遗憾的是, 现在还没有较好的的方法来解决如何去确定隶属度函数。现在工程上使用很多的是三角形隶属度函数, 本控制器就用三角隶属度函数。
6 输出信息的解模糊化
在温度模糊PID系统中, 由模糊逻辑推理后, 输出的则是模糊集合, 由49 条模糊条件语句所得, 是一个模糊量不好直接控制的控制设备, 必须要用合适的办法将模糊量转化为精确量, 才能很好地应用模糊推理的决策效果。清晰化的目标就是将模糊集合等效为一个精确量。在清晰化时我们运用重心法, 得到控制量u的被控对象:
是论域u上集合A的ui个隶属度函数, ui是论域u的第i个元素。
7 仿真研究
将热风炉被控对象近似为一阶惯性环节:
依据前面所设定的参数, 以热风炉温度控制为被控对象, 采用优化的模糊PID控制策略进行MATLAB仿真。
图3 是热风炉温度控制在不同控制器作用下的响应曲线。从上图可以看出, 模糊PID控制效果远远优于传统的纯PID控制, 传统的纯PID控制有很大的超调量, 调节所需时间也很长;模糊PID控制性能优于常规PID控制, 响应快, 一下到达设定值, 还没有超调量, 而且也有模糊PID的抑制干扰。
8 总结
本文以矿渣粉磨为研究对象, 针对热风炉温度控制系统设计了模糊PID控制器, 通过分析我们知道传统PID在设计中必须依靠系统本身的精确模型才可以整定出PID参数, 可是只有模型改变, PID控制效果就会很差, 必然导致系统不能工作稳定。仅凭操作者经验设定参数, 况且这些参数不能动态变化, 对控制器的控制产生很大影响。把模糊控制与PID相结合成模糊PID控制器已是控制领域里较为有价值的研究课题, 能够取长补短, 加强系统的鲁棒性和抗干扰能力, 使系统具有响应速度快、稳态性好等优点。
参考文献
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矿渣粉磨论文 篇5
根据可持续发展理念,近年来我国对水泥行业提出了节能减排的要求,这需要通过有效措施减少水泥生产中的能源和资源消耗量。相应途径之一就是减少水泥中熟料的掺量,引入粉煤灰、粒化高炉矿渣等工业固体废弃物加以补充。目前,国内厂家生产复合硅酸盐水泥时多采用熟料、高炉矿渣、粉煤灰等共同粉磨的工艺,但由于矿渣、粉煤灰的易磨性不同于熟料,导致混磨水泥中的工业废弃物混合材得不到充分细磨,平均粒度偏大,相应活性得不到有效发挥,影响了水泥的凝结时间、早期及后期强度,进而限制了混合材的有效掺量[1,2]。而一些发达国家则早已采用熟料、混合材分别用不同参数粉磨后再混合的生产工艺。
本试验研究旨在探讨在分别粉磨后混合以及掺量一定的工艺条件下,粉煤灰、高炉矿渣的不同粉磨细度对复合硅酸盐水泥实际性能的影响,从而在满足水泥国标的条件下,选择合理的粉磨工艺参数,改良混合材对水泥实际性能的贡献作用,提高其掺入的有效性。
2 试验
2.1 试验原料
试验采用的水泥熟料为徐州淮海中联水泥提供的52.5水泥熟料,相应混合材包括徐州热电厂提供的粉煤灰、徐州钢铁厂提供的粒化高炉矿渣、徐州淮海中联水泥提供的石膏及徐州本地开采的石灰石。各组分的化学成分如表1示。
2.2 试验方法
为考察经不同粉磨工艺处理后的粉煤灰及矿渣对水泥性能的影响,将复合硅酸盐水泥试样的组分配比固定设计为:熟料56%、高炉矿渣15%、粉煤灰20%、石灰石3%、石膏6%。
将干燥后的粉煤灰、高炉矿渣用Φ500mm×500mm的试验磨机分别粉磨2h、5h和10h,制备3种粉煤灰试样和3种高炉矿渣试样,分别记为A2、A5、A10、B2、B5、B10,而未进行二次粉磨的粉煤灰和矿渣记为A0和B0,利用LSC-1型激光粒度分析仪分别测试以上8种混合材粉磨样的颗粒级配。固定粉煤灰或矿渣的粉磨工艺不变,与经不同工艺粉磨的另一种混合材按设计配比均匀混合,制成不同的复合水泥试样,试样的具体组成如表2示。
各水泥试样凝结时间的测定按照GB/T1346-2001的规定进行,而3天、28天抗压强度的测定则按照GB/T17671-1999(ISO法)的规定进行。
3 试验结果及分析
经不同粉磨工艺处理的混合材试样的颗粒级配如表3示。
由表3可知,未经粉磨时,粉煤灰的粒径分布主要集中在10～30μm,而高炉矿渣的粒径分布主要集中在30μm以上。随着粉磨时间的延长,混合材中的粗大颗粒被细化,颗粒粒径分布向较小的方向变化,10～20μm的颗粒开始占主要部分,粉煤灰和矿渣在粉磨5小时后,10～20μm范围的颗粒分布分别达到90%和79%。而当粉磨时间进一步延长到10小时后,颗粒分布又略向大粒径方向移动,这是由于粉磨到一定程度的混合材细颗粒,本身具有较大的比表面积和表面活性,在后续粉磨过程中相互接触,易发生团聚而形成新的大颗粒[3]。
所掺混合材经不同粉磨工艺处理的水泥试样的凝结时间变化如图1示。
由图1可知,在其他条件不变的情况下,当复合水泥中的粉煤灰的粉磨时间延长时,试样的初凝、终凝时间都有所延长。而随着复合水泥中的高炉矿渣的粉磨时间增加,相应水泥试样的凝结时间有所缩短。
所掺混合材经不同粉磨工艺处理的水泥试样的3天及28天抗压强度变化如图2示。
由图2可知,组分中的粉煤灰粉磨时间延长后,复合水泥试样的3天抗压强度基本无变化,而28天抗压强度则有较明显的增加。但粉磨时间延长到10h,试样的抗压强度不增反减。而增加了矿渣组分的粉磨时间后,试样的3天抗压强度有所提升,28天抗压强度则增幅不大。
分析产生上述结果的原因,是由于水泥本身可视为一种紧密堆积体系,各组分颗粒的粒径分布、活性等特性对产品的实际性能都会产生影响。增加粉煤灰及高炉矿渣的粉磨时间后,其颗粒粒径减小,进入水泥颗粒间隙的颗粒数量增多。但粉煤灰属于火山灰混合材,无法自发产生水化反应,进入水泥颗粒间隙的颗粒量越多,对其在水化反应中相互接触的阻碍作用越大,相当于“稀释”作用,因而试样的凝结时间有所延长。同时粉煤灰微细颗粒在前期只能发挥其物理填充作用,而水化一段时间后,粉煤灰磨细后的高表面活性大幅促进了其在碱性液相环境中的水化反应,因而对试样的28天后期强度增幅较明显。相对的,高炉矿渣属于潜在水硬性混合材,粉磨时间增加后,其水硬活性得到增强。矿渣微细颗粒进入水泥颗粒间隙后,其由诱导激活、表面微晶化以及界面耦合组成的复合胶凝效应进一步增强了水泥颗粒水化反应的速率,同时与水泥颗粒的紧密接触也变相增加了整体的水化反应面积,在宏观上表现为试样凝结时间的缩短和3天早期强度的明显增加。而到28天时,矿渣微粉的水化激发作用已基本发挥完毕,因此对强度的改善作用较微弱[4,5,6,7]。另外,若粉磨时间过长,混合材颗粒过细,高活性表面使其易产生新的团聚。由于该团聚不易打破,反而会进一步阻碍水泥的水化反应,影响产品的实际性能。
4 结论
(1)增加粉煤灰的粉磨时间,相应复合水泥的凝结时间有所延长,早期强度变化不大,而后期强度会有较大幅度的提高。而高炉矿渣的粉磨时间延长后,水泥试样的凝结时间缩短,同时早期强度得到改善,而后期强度基本无影响。
(2)混合材的粉磨时间不宜过久,否则易产生过粉磨而使微细颗粒重新产生团聚,进而对水泥实际性能产生负面影响。
由于水泥的初、终凝时间影响到产品的工艺应用性能,而早期、晚期强度则影响到其安全性能。因此,在制备复合硅酸盐水泥时,应根据颗粒堆积理论以及各组份材料的不同特性,选择不同的粉磨工艺分别处理,以便产品性能得到最大优化。
参考文献
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矿渣粉磨论文 篇6
矿渣也叫高炉矿渣, 是高炉炼铁的副产品, 一直被当作工业废弃物, 没有得到有效利用反而占用土地, 污染环境。在水泥行业也只是当作混合材使用, 由于易磨性很差, 在熟料被磨细至350 m2/kg时, 矿渣的比表面积只达到260 m2/kg左右, 其潜在的水化活性无法发挥出来, 致使它的掺量很低。后来人们发现将矿渣磨到比表面积在400 m2/kg以上时就能发挥其潜在的活性, 具有良好的胶原性能, 可代替水泥熟料作为混凝土的掺合料, 其掺合量也大大提高, 可达35%～70%。这时矿渣才正式进入深加工利用阶段。
我国是钢铁生产大国, 2007年钢铁产量已达5亿t, 每年产生矿渣3亿t以上, 如何有效利用这些矿渣成为迫在眉睫的问题。
2 目前国内矿渣粉磨现状
目前, 我国在现有的矿渣粉磨生产线中, 年产20万t以下的生产线主要是高耗能、高噪音的球磨机系统, 其特点是工艺系统简单、投资低, 由于开路磨生产细度难以控制和调整, 无法根据不同的产品要求调整产品细度, 尤其是单位电耗相当高 (生产450 m2/kg的矿渣粉的电耗达到100～120 kWh/t) , 从而导致生产成本难以下降。
年产30万t以上的矿渣微粉生产线, 大都采用进口的大型立磨。进口设备不仅价格昂贵, 而且抗磨、测控等关键技术被国外垄断, 配件供应价格高、周期长, 也制约着民族装备能力和国家制造能力的提高;开发具有自主知识产权、低能耗、低污染、技术含量高的粉磨装备已成为我国“十一五”期间的重要科研攻关项目。
江苏科行环境工程技术有限公司瞄准市场切入点, 积极响应国家政策, 和清华大学、武汉理工大学等国内知名院校实施产学研结合, 共同开发出用于矿渣、熟料等易磨性较差物料超细粉磨的、拥有自主知识产权、低能耗的新型粉磨设备———KH型卧辊磨, 打破了国外技术装备在国内矿渣粉磨领域的垄断, 同时也为我国各类冶炼废渣的资源化利用铺平了道路。
3 卧辊磨简介
卧辊磨属于新一代粉磨设备, 是基于料床粉碎原理研制而成的, 高效节能。用于粉磨水泥熟料、矿渣、石灰石等硬质脆性物料, 可作为预粉磨设备, 也可作为终粉磨设备。该新型辊磨的开发与工程应用是粉磨技术装备发展史上的重大技术进步, 它为进一步降低能耗提供了更为广阔的空间。
卧辊磨主要由一个支托在4个液压滑履上的回转筒体和一个横卧在筒体内的自由回转的压辊组成。回转筒体由电机通过减速机、传动齿轮和大齿圈驱动。筒体粉磨带附有耐磨衬板圈, 压辊借助液压缸向衬板上的物料施压, 并随回转筒体转动。卧辊磨由喂料机构、粉磨带和卸料机构三部分组成。根据物料粉磨工艺要求, 通过控制导料机构可以调整物料被辗压的次数, 达到调整出料细度的目的。从入料端入磨的物料, 进入以超临界转速回转的磨筒中, 在离心力的作用下紧贴在筒体衬板上, 经筒内压辊多次辗压后排出。出磨物料经提升机入选粉机, 粗料返回磨机, 而细料则作为成品送入成品库。卧辊磨的粉磨原理与立磨和辊压机同为料床粉磨, 均借助于压力辊直接将能量传递给被粉磨物料, 实现多次挤压而完成粉磨过程。
4 卧辊磨粉磨系统工艺流程简介
卧辊磨闭路粉磨工艺流程见图1所示。
5 经济指标分析
(见表1)
6 结语
综上所述, 卧辊磨作为一种新型节能粉磨设备, 综合了立磨和辊压机的优点, 为客户选择节能粉磨工艺提供了一条途径。节能效果显著, 操作灵活。
卧辊磨新型粉磨工艺技术装备的开发与实际应用, 将对即将到来的国内水泥粉磨能力的扩张发展提供新型的粉磨工艺装备, 对国内水泥工业结构调整战略目标———“淘汰落后”的实现将起到积极的促进作用, 也为水泥粉磨工艺技术进一步优化提供广阔的应用空间。
参考文献
[1]邢宝英.矿渣粉磨技术[J].中国水泥, 2003 (7)
矿渣粉磨论文 篇7
1 试验
1.1 原料及组成
本研究所用矿渣取自山东鲁碧建材有限公司, 水泥为临沂中联水泥厂生产的P·O42.5水泥。矿渣化学成分见表1, 水泥相关数据见表2。所用三乙醇胺 (TEA) 、三异丙醇胺 (TIPA) 、改性醇胺 (MY-Ⅲ) 均为山东宏艺科技股份有限公司自产。TEA、TIPA纯度均大于96%。MY-Ⅲ是利用化学合成方法生产, 将醇胺类物质分子的一个羟基与多羧基化合物的一个羧基进行反应, 形成了具有羟基、胺基、羧基和酯基等多个功能基团的化合物。
%
图1为所用矿渣的XRD图谱。从图1中可看出, 矿渣的XRD图谱中没有明显的衍射峰, 主要表现为玻璃相的漫散射特征, 说明所用矿渣的组成以玻璃体为主。
1.2 试验方法
每次试验使用矿渣5kg, 醇胺类物质按矿渣质量的0.4‰加入, 在无锡建仪仪器机械有限公司生产的型号为SM-500的Ф500mm标准试验磨中粉磨至不同时间后分别取样。研究期间试验磨的钢球、钢段的填充量和级配保持不变。
按照GB/T8074—2008《水泥比表面积测定方法勃氏法》测定磨细矿渣比表面积。用德国新帕泰克的HELOS&RODOS型干法激光粒度仪测定磨细矿渣的颗粒粒度分布。按照GB/T18046—2008《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》测定矿渣粉活性。
2 结果与讨论
2.1 醇胺类物质对矿渣粉磨效果的影响
表3为加入醇胺类物质后, 矿渣粉磨不同时间的比表面积。图2是利用表3数据进行的粉磨时间和醇胺物质对矿渣比表面积影响的图示。由图2和表3可以看出, 在球磨磨细的不同时间阶段, 几种醇胺类物质均能有效提高矿渣的比表面积。改性醇胺MY-Ⅲ在各个阶段的助磨效果均为最好。在粉磨初期 (50min内) , TEA对矿渣比表面积的提高效果优于TIPA, 而在粉磨中后期 (50min后) , TEA的助磨效果反而不如TIPA, 说明TEA在粗粉磨阶段助磨效果较好, 而TIPA在细粉磨阶段助磨作用较好。未加入醇胺类物质的参比矿渣, 在粉磨时间达到110min (比表面积达到596m2/kg) 后, 继续粉磨, 其比表面积不再增加, 反而有下降趋势, 说明已经达到粉磨平衡。加入醇胺类物质的矿渣, 达到粉磨平衡的时间提前, 且达到平衡状态时的比表面积也增加, 说明醇胺类物质对矿渣有明显的助磨效果, 可以减小矿渣达到粉磨平衡时的粒度, 强化矿渣的细粉磨效果。
m2/kg
TEA、TIPA两种醇胺类单体中的羟基使其能被吸附于矿渣颗粒表面, 其携带的胺基因为相同电负性而产生静电斥力, 使颗粒之间相互排斥, 从而降低了物料在粉磨特别是细粉磨时的团聚现象[5]。MY-Ⅲ中不仅含有羟基和胺基, 还含有羧基和酯基, 其中的酯基是强吸电子基团[6], 能够使MY-Ⅲ更容易被吸附在矿渣裂纹的断裂面上, 并沿着裂纹向内扩散, 降低表面硬度, 促进材料的粉碎[7], 从而达到优于TEA和TIPA的助磨效果。
表4为在粉磨时间为50min时矿渣的颗粒粒度分布。
从表4可以看出, 在粉磨时间为50min时, 醇胺类物质使矿渣的颗粒粒度分布发生了变化, 大大增加了粒径3~30μm颗粒含量, 明显减少了大颗粒 (>60μm) 含量。TIPA对增加3~30μm颗粒含量的效果最显著, 同时也减少了细颗粒的含量。MY-Ⅲ对减少大颗粒 (>60μm) 含量的效果最明显。
2.2 醇胺类物质对矿渣粉活性的影响
按醇胺类物质加入量为矿渣总质量的0.4‰计, 对未加入醇胺类物质的参比矿渣和加入醇胺类物质的矿渣分别粉磨50min后的矿渣粉进行活性测试, 结果见表5。
从表5可以看出, 加入TEA和MY-Ⅲ的矿渣粉7d活性较空白矿渣粉分别提高9.7%和10.7%, 加入TIPA的矿渣粉7d活性降低3.2%。加入醇胺类物质后, 矿渣粉的28d活性均有提高。而各类醇胺物质对矿渣粉磨均有促进作用, 粉磨时间为50min时, 掺TIPA的细粉颗粒也明显增加, 理论上7d活性也应该有所增加, 与活性测试结果不一致。因此, 取未加入醇胺类物质的参比矿渣粉磨50min后的矿渣粉外掺醇胺类物质测定其活性, 研究在矿渣粉颗粒分布不变的情况下, 醇胺物质对矿渣粉活性的影响, 结果见表6。
表6结果与表5结果基本一致, 只是活性增长幅度小于表5。这是因为, 表5为醇胺物质与矿渣共同粉磨, 增加了矿渣粉中3~30μm段细颗粒含量, 有利于强度提高。从表6可以看出, TEA有利于增加矿渣粉的7d活性, 对28d活性增加较小;TIPA有利于增加矿渣粉的28d活性, 但却使7d活性有所降低;MY-Ⅲ对矿渣粉7d、28d活性均有提高且提高作用最明显, 7d活性提高7.3%, 28d活性提高14.5%。
综合比较表5、表6可知, 加入醇胺物质与矿渣共同粉磨得到的矿渣粉活性指数要高于外掺醇胺物质的矿渣粉的活性指数, 这是因为醇胺物质有显著的助磨效果, 共同粉磨得到的矿渣粉比表面积要大于矿渣单磨得到矿渣粉的比表面积。随着比表面积的增加, 矿渣粉颗粒更细, 在颗粒表面和内部产生的裂纹更多, 水分子更容易进入颗粒内部, 促进矿渣粉的水化反应, 提高水化速率, 再加上微细颗粒物的填充效应, 使得矿渣粉活性指数增加[8,9]。
3 结论
各醇胺类物质均有较好的助磨效果, 可显著增加矿渣粉中3~30μm颗粒含量。掺加醇胺类物质后矿渣粉达到粉磨平衡的时间提前, 平衡状态的比表面积也增加。三乙醇胺对矿渣粉7d活性有明显提高, 对28d活性影响不大, 三异丙醇胺仅对矿渣粉28d活性有提高, 而MY-Ⅲ对7d和28d活性均有较大提高。
参考文献
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