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江蘇科行環境工程技術有限公司
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閱讀：2615發布時間：2008-6-14
126127政策法規政策法規Policies,RegulationsRulesPolicies,RegulationsRules中國環保產業 2008.2CHINA ENVIRONMENTAL PROTECTION INDUSTRY 2008.2
臥輥磨與立磨的礦渣粉磨工藝技術比較
嚴如忠1，劉懷平2 ，宋正華2，鄭兆光2
（1.江蘇省鹽城市*，江蘇 鹽城 224007；2.江蘇科行環境工程技術有限公司，江蘇 鹽城 224003）
摘要:本文以水泥行業粉磨工藝為例，介紹了幾種不同主機系統的粉磨工藝對礦渣水泥產量和生產能耗的影響；分析比較了臥輥磨礦渣粉磨系統的優勢及經濟、環境效益等，對水泥行業實現節能減排的目標、提高企業效益具有參考意義。
關鍵詞:臥輥磨;立磨;礦渣粉磨;礦渣水泥
中圖分類號:TQ172.6+3 文獻標志碼:A 文章編號:1006-5377（2008）03-00-00
我國是一個鋼鐵大國，礦渣資源豐富，礦渣產率約占鋼鐵產量的30％。“十五"期間我國礦渣產量為5.4億噸，約占礦渣產量的12.5％。礦渣具有諸多良好特性，經超細粉磨后的礦渣微粉已成為一種的資源，可以用來制備多種高抗磨、抗腐蝕、高強度的特種水泥。礦渣微粉的資源屬性主要取決于微粉的礦物組成、比表面積和顆粒形貌。因此，粉磨工藝就成了礦渣微粉生產的關鍵。本文以水泥（混凝土）行業粉磨工藝為例，介紹了幾種不同主機系統的粉磨工藝對礦渣水泥產量和生產能耗的影響。這可對水泥行業實現節能減排的目標、提高企業的經濟效益具有參考意義。
1 礦渣超細粉磨技術
1.1 球磨機超細粉磨技術
目前，礦渣微粉的制備方式主要有利用高細球磨機進行開路或閉路粉磨，其優點是工藝簡單、維護管理方便。當粉磨系統在生產400～500m2/kg比表面積的礦渣微粉時，系統實際電耗在80kW·h/t以下，并能夠快捷地實現超細產品的多元化。該技術是在成熟的球磨機粉磨系統上進行的優化改進，因此系統投資較小，生產控制簡單。但由于受其粉磨機理的局限，導致存在能量利用率低，單位成品電耗高，無法大規模生產等問題。
1.2 國外立磨超細粉磨技術
要實現礦渣微粉的規?；⒓s化生產，當前使用成熟的制備方法是利用國外立磨和選粉機進行閉路粉磨。這種粉磨方式的優點是集粉磨、烘干、選粉于一體，系統簡單、粉磨效率高、節約能耗，但其一次性投資較高。
1.3 臥輥磨超細粉磨技術
為了實現礦渣粉磨裝備國產化，國內很多裝備制造企業都在積極研究和探索新型粉磨工藝和裝備，其中取得成功的如江蘇科行環境工程技術有限公司，通過與清華大學、武漢理工大學、鹽城工學院的合作，研究開發出了一種新型料床粉磨擠壓技術，其核心裝備是集料層擠壓粉磨功能與細粉再球化和顆粒級配調整功能于一體的臥式輥碾磨，即臥輥磨。
1.4 幾種粉磨設備的性能比較（見表1）
表1 礦渣超細粉磨設備性能比較
粉磨設備 | 技術 成熟度 | 生產 規模 | 產品比表面積（m2/kg） | 電耗 （kW·h/t） | 投資 |
球磨機（開路） | 成熟 | 很小 | 400 | 80～120 | 較小 |
球磨機（閉路） | 成熟 | 小 | 400 | 60～80 | 小 |
立磨 | 成熟 | 大 | 420 | 45～55 | 巨大 |
擠壓磨 | 較成熟 | 較大 | 450 | 40～50 | 較大 |
臥輥磨 | 較成熟 | 較大 | 420 | 36～38 | 較大 |
2 工藝比較
（1）礦渣立磨工藝
礦渣立磨工藝流程見圖1：
圖1 礦渣立磨工藝流程
目前國內采用立磨來粉磨超細礦渣粉的工藝很多。如四川省重龍水泥公司星船城水泥廠年產100萬噸水泥粉磨生產線設計中，采用單臺立磨分時段分別粉磨礦渣和熟料，然后用攪拌機混合配制成不同品種的礦渣水泥，所得產品成分穩定、比表面積高、節能、系統效率高。武鋼華新水泥粉磨工廠進口日本川崎公司兩臺立磨，生產的礦渣粉用來與華新水泥公司生產的高標號水泥進行混合生產礦渣水泥。立磨用于礦渣粉磨，烘干能力強。這些系統中立磨進口煙氣溫度約在250℃，出口廢氣溫度為100℃，可烘干水分為8％的礦渣。立磨系統產量高，單機年生產能力可達100萬噸以上的規模。由于立磨可以對礦渣的玻璃體進行料層間擠壓粉碎，因此能量利用率得到了較大的提高。一般來說這種系統將礦渣粉磨到400m2/kg比表面積時的單位電耗為45～55kW·h/t，粉磨電耗低，對于降低生產成本非常有利。
立磨在使用中優勢明顯，但也存在不足，如投資規模巨大，一般企業難以承受，主機的維修費用昂貴，對材質、生產管理要求很高，難以適應中國國情；立磨系統難以實現高等級礦渣微粉的生產，同時在超細礦渣的粒度分布控制上也尚待優化。
（2）礦渣臥輥磨工藝
礦渣臥輥磨工藝流程與球磨機閉路粉磨工藝流程相似，臥輥磨是基于料床粉碎工作原理設計的，巧妙地結合了球磨機和輥壓機的基本思路，利用中等的擠壓力，將物料一次喂入設備內從而實現多次擠壓粉磨，避免了在立磨和輥壓機上存在的各種工藝問題，找到了較立磨和輥壓機更能充分發揮節能潛力的新途徑。臥輥磨閉路粉磨系統工藝中的主要設備包括出磨提升機、選粉機和除塵器及回粉輸送設備。這種工藝流程簡單，設備布置緊湊流暢，低噪聲、低磨耗、低故障率，對生產和市場具有高適應性且操作維護簡單、方便，因而備受關注。
礦渣臥輥磨工藝流程示意見圖2：
5.礦渣選粉機、6.輸送斜槽、7.提升機、8.成品庫、
9.皮帶輸送機、10.除鐵器、11.臥輥磨、12.提升機、13.除鐵器
圖2 礦渣臥輥磨工藝流程
3 臥輥磨礦渣粉磨系統優勢分析
3.1 臥輥磨與立磨系統的比較
兩種礦渣粉磨系統的比較見表2。
表2 兩種礦渣粉磨系統的比較
項目 | 立磨系統 | 臥輥磨系統 |
生產能力（t/h） | 50 | 50～60 |
比表面積（m2/kg） | 420 | 420 |
系統主機設備 | CK-260立磨 1800kW | KHM3000臥輥磨 1600kW |
CKS-460選粉機 120kW | K-2500K礦渣選粉機 110kW | |
風機 171000m3/h 470kW | 風機 150000m3/h 560kW | |
設備重量（t） | 300 | 280 |
主機裝機容量（kw） | 2390 | 2270 |
單產電耗（kW·h/t） | 44.0 | 38.0 |
系統設備投資（萬元） | 3000.0 | 2000.0 |
建筑工程費（萬元） | 300.0 | 120.0 |
臥輥磨為礦渣粉磨系統的關鍵主機設備,目前該設備成套裝備技術已在設計的參數化、產品系列化、規格大型化、控制智能化等方面取得很大進展，與立磨礦渣粉磨系統相比具有以下優勢：
（1）實行中壓連續擠壓，能量利用率明顯高于立磨系統；
（2）具有投資低的優勢，其單位投資只有進口立磨系統的70%；
（3）具有良好的環保效應，系統粉塵排放濃度遠低于立磨系統，噪音遠小于85dB（A），也低于立磨系統；
（4）質量和磨耗明顯優于立磨系統。臥輥磨系統粉磨礦渣的細粉產品顆粒圓形度系數為0.7，比現有立磨高5%，比擠壓磨平均高15%；磨耗＜15g/t，比現有立磨平均水平低3g/t。
3.2 效益分析
（1）經濟效益
投資 1 套KHM3000臥輥磨礦渣粉磨系統：系統裝備功率2700kW，系統產量60t/h，則單位電耗為2700（kW）×0.85÷60（t/h）=38.25（KW·h/t）。
以每度電0.5元計算，噸礦渣粉電費約為20.0元；礦渣到廠價應為20元/t，人員工資10元/t，烘干成本20元/t，電費為20元/t，其他費用20元/t，則礦渣粉生產成本為90元/t；礦渣粉正常售價為120元/t；每噸利潤即為30元。系統礦渣粉年產量為60t/h×7000h=42萬噸，則年利潤為42萬t×30元/t=1260萬元。兩年半即可收回投資。
目前全國年產廢渣約1.5億噸，若按其70％生產礦渣微粉計算，則全國生產礦渣微粉的企業合計每年可產生近32億元的凈利潤。
（2）環境效益
若將1億噸礦渣微粉應用到建材行業，可等量替代1億噸的水泥熟料，節約1.5億噸石灰石，節煤1800萬噸，相當于兩個海螺水泥集團2005年的熟料產量和燃煤量，可淘汰目前我國1/10的水泥產能，不僅經濟效益十分可觀，而且環境效益也相當明顯，可減少6600萬噸CO2排放量、50萬噸SO2排放量。
4 結語
臥輥磨系統不僅粉磨效率高于立磨，而且此系統關鍵技術具有自主知識產權，是可用以淘汰國內傳統工藝粉磨系統和替代進口立磨系統的新型粉磨裝備，在經濟效益與環境效益方面的作用都十分明顯。
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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
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