論高爐礦渣超細粉生產工藝及關鍵技術設備的創新技術

李曉偉

摘要：本文通過對太鋼集團已建成并運轉優良的礦渣超細粉生產線中的技術改造和設備改進的論述，從實際經驗出發，總結了非常行之有效的創新技術，對相關企業投資立磨生產線和與此有關的生產線提供了寶貴的經驗和參考價值。

關鍵詞：5400KW/56.3+3S立磨；3500型濾袋式氣箱除塵器；混凝土粉庫存物料防粘結技術；粉狀物料發運無人值守系統

1.引言

太鋼作為李雙良精神的發源地，多年來致力推行清潔生產和資源循環利用可持續發展，以徹底改變鋼鐵企業長期的水渣低價銷售或外倒填溝形象。經過山西太鋼不銹鋼股份有限公司加工廠與德國萊歇公司、合肥水泥院、黃石建材節能設備總廠等廠家交流、實驗、結合太鋼特點改進設備設計等多方面籌劃，研究開發了超細粉處理工藝。建成實踐后的粒化高爐水渣立磨工藝生產超細粉技術開發及應用完全符合我國循環經濟發展的要求。如今，太鋼超細粉生產線已經平穩運轉近3年，產能達到設計要求，期間無重大設備故障，且產品質量遠高于國標要求，市場反應良好，供不應求。

2.主要創新技術

2.1方案設計

太鋼不銹加工廠高爐水渣超細粉項目采用優化后的德國LM56.3+35400KW立磨作為主體設備，并配套有國內業內最先進的3500型氣箱袋式收塵器和中空雙層預熱式熱風爐。高爐水渣經過計量后進入立磨研磨、烘干，烘干由預熱式熱風爐提供熱風，熱風經管道進入立磨底部，將合格超細粉從立磨帶入收塵器，收塵器實現粉、尾氣分離，水蒸氣有排空管道排入大氣，剩余60%的尾氣再次經管道進入立磨，實現循環利用。生產合格超細粉經密閉式空氣斜槽輸送到成品庫，在成品銷售外運時，本項目獨特創新的無人值守系統可現實超細粉的無人操作自動裝車、計量、數據上傳等各項工作，為了生產線產品的合格性，生產線預先提高立磨運行參數，大大提高超細粉的產品等級，并在整個生產過程產品全程質量檢驗，杜絕不合格品的產生。

2.2 本工藝生產線實施過程中各階段的主要工作及技術關鍵和創新點

2.2.1萊歇公司LM56.3+3 4500KW立磨主要用于水泥熟料研磨，太鋼不銹加工廠經過與萊歇公司多次交流、討論、試驗驗證后，將萊歇水泥熟料磨改進為水渣超細粉立磨LM56.3+3S 5400KW。4500KW立磨主要用于水泥熟料研磨，由于水泥熟料粘度較低，且產品成分較為純凈，沒有大塊異物和金屬，相對立磨的磨輥、磨盤、抗震系數要求都低，根據我單位的實際要求，如水渣的產量、水渣粒度和性能、設備磨損程度控制等，確定使用5400KW水渣立磨，使立磨具有較強的抗震性，并且要求立磨耐磨件全部采用最新設計復合板，以降低產品的磨耗。

2.2.2首次采用5400KW電機、主減速機，將傳統配置功率提高20%；經過改進立磨單臺產量提高29%，由4500KW立磨對應平均產量127.5噸/小時，提高到現工藝5400KW立磨對應平均產量165噸/小時，使單位噸成本節約5%，提高了產品的市場競爭力。

2.2.3改進選粉機結構形式，將靜葉片由可調適改為固定式，動葉片由一級結構改為四級結構。

2.2.4立磨磨盤由鑄鋼改為鑄鐵，提高抗震性，降低損壞率；因立磨工況限制，立磨振動較大，鑄鐵磨盤由于其自身抗震性較好特點，相對鑄鋼件立磨運行效率得到提升。

3.實施效果

太鋼高爐水渣超細粉項目建成投產后，年產合格超細粉100萬噸，實現經濟效益6000萬/年，并有效減少太鋼冶金渣的外排，豐富了太鋼結構品種，擴大太鋼產業鏈。實施技術改造后的主要效果如下：

3.1主要達到的效果

采用萊歇公司現有技術，結合太鋼生產實際，經過多次試驗演算，將德國萊歇公司LM56.3+3S 4500KW水渣立磨改進為LM56.3+3S 5400KW作為生產線主體設備，該設備集研磨、烘干、選粉為一體，自動化程度高、穩定、高產、能耗低，符合太鋼水渣超細粉項目大生產要求。

開發礦渣超細粉業內首次使用3500型氣箱袋式氣箱除塵器作為工藝收塵設備；此前3500型氣箱袋式除塵器僅應用于環保除塵，降低粉塵污染，而太鋼超細粉項目將環保除塵作為工藝“收塵器”大大提高選粉效率，降低了廢棄粉塵排放，經檢驗廢棄排放13.5mg/Nm3遠低于國標要求。

集成創新采用中空雙層預熱式燃氣熱風爐為熱風制備系統，實現系統自身尾氣60%回收再利用，大大降低產品能耗。

開發了庫存物料防粘結技術，使用輕質高分子合成材料作為成品儲存倉內襯，實現了超細粉庫壁無板結。經過實踐使用，方粘結效果良好，從根本解決了超細粉庫壁粘結。

3.2應用情況

3.2.1太鋼立磨運行參數對標表

通過對比，太鋼加工廠超細粉生產線通過工藝生產過程控制使生產在短期內實現生產質量達標，其各項控制在同類型立磨中都優于其它生產線，超細粉質量平穩，社會反應良好。

3.2.2建材行業應用太鋼水渣超細粉節約成本對比圖

同種混凝土中摻30%水渣粉代替水泥與摻10%的粉煤灰成本相比，C45混凝土下降7.2元/m3；C55混凝土同摻量成本下降8.1元/m3；C65混凝土同摻量成本下降10.5元/m3。

3.2.3社會效益

太鋼年產100萬噸成品超細粉，按照超細粉在水泥中的比例，可以減少水泥行業年開采125萬噸礦山資源，按開采一噸礦石40元計算可節約成本0.5億元/年，同時減少排放燒制水泥熟料產生的溫室氣體100萬噸。可增加就業崗位80個。同時減少了水渣無效倒搬量，降低了員工勞動強度。

4.結論

太鋼集團組織開發的超細粉生產線由于精心組織變革設計不斷創新，取得了極大的成功，目前正在建設中，主體工藝和設備沿用了一期項目的所有技術特點，相信未來建成可為國家企業創造優良的效益。所有的創新技術改造并不僅僅局限于高爐礦渣超細粉，其他相關企業也可以通過該文章的闡述，對所述技術進行研究討論，共同促進我國粉末行業的發展。