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钢渣微粉生产工艺的创新

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发布时间:2016-03-03 11:19:38修改时间:2017-06-29 16:17:12

钢渣作为一种人工矿产物有其独特的特性,十几年来,一批传统行业工艺装备陆续经过改造变成了钢渣处理专用设备,但其实现有设备远远不能满足这一新兴产业快速发展的需求。总之,现有装备基本能满足钢渣处理需要,但仍普遍存在磨损快、维护量大的缺陷。

钢渣

钢渣综合利用存在的问题

钢渣在建材领域应用虽已进入规模化阶段,但过程并不顺利。钢渣作为工业固废毕竟是一种劣质工业原料,其加工成本比常规原生矿物高,成品质量却偏低,在与常规产品竞争中往往处于劣势。尤其在国内水泥产能严重过剩,基建和房地产投资萎缩的情况下,钢渣处理企业生存面临很大问题。

比如生产透水地砖、标准砖的企业,由于生产成本高,其销路多集中于市政建设领域,在民用和商用建材市场竞争力偏低。再如,以30万t/a钢渣微粉线为例,钢渣与矿渣线固定投资均在6000万元左右。钢渣主流工艺“辊压机+卧式磨”的运行电耗比以“球磨”为核心的矿渣粉磨高20%,产品胶凝性比矿渣粉差,而且金属含量偏高。产品质量不稳定使得产销价格倒挂,生产线难以长期运行,实际钢渣消纳量大打折扣。

球磨机

现从以下四方面引导产、学、研力量进行有针对性的攻关,以期收到事半功倍的效果。

微粉生产工艺创新

既使拥有资金和技术优势的特大型钢企,尚不能完全做到长期运营收支平衡,中小钢厂和没有资源优势的非钢主体更难,钢渣微粉生产急需工艺集成创新。

1、工艺创新可以借鉴矿渣微粉行业的发展经验。2000年,国内粒化矿渣生产线产能只有120万t,生产采用传统多段破碎、球磨工艺。随着大型矿渣生产设备球磨机的国产化,生产工艺变为单磨单选,流程得以简化,极大提高了矿渣微粉产品的市场竞争力。2010年矿渣粉年产量高达6100万t,2014年则大幅提高到约9000万t。原渣供应还出现短缺,生产线无法满负荷运行。目前,我国已基本解决了矿渣高附加值利用的问题。

球磨机

2、理论研究认为,钢渣和矿渣以一定比例混磨,钢渣粉中的C3S、C2S水化释放出的Ca(OH)2可以促进矿渣粉的水化反应,保证体系的碱度。矿渣粉在水化过程中可以吸收钢渣粉中的f-CaO和f-MgO,降低体系不均匀膨胀开裂的风险。此外,混磨还可以避免单掺产生的体系颗粒级配不连续的缺陷,改善混凝土的空隙结构,实现孔隙填充的互补效应。

钢渣、矿渣以及其他物料混磨生产复合粉在国内已存在相当长的时间,尽管学术界多数认为这是一个非常好的发展方向,但实际生产却没有表现出特别优势。原因在于:规模化生产中混磨比例如何确定,在什么样的粒度下开始混合,采用何种设备研磨等问题均未很好解决,生产仍使用传统渣粉生产线。

3、过去一直认为大型球磨机运行时会产生强烈震动,无法用于钢渣生产。但随着磨辊技术及相关技术的发展,进料含铁量只要控制在2.5%以内,使用球磨机是完全可行的。一些主机装备制造企业(如红星机器)正在进行大型球磨机钢渣研磨生产尝试。

4、立足国内热泼和热闷渣预处理工艺为主的现状,以混磨研究理论为基础,依托现有成熟的矿渣微粉生产线,可进行钢渣微粉生产工艺集成创新。具体做法是:将粒度为15~20mm中段细碎并经除铁的细尾渣用辊压机挤压至1~3mm,辊压机开路运行;挤压的料饼打散后进一步除铁,直接送入已运行的矿渣球磨机,以20%~30%的投加量与矿渣一起混磨。

球磨机

该创新流程可大幅减少主辅机设备,降低单位产品能耗70%以上。由于采用开路运行,辊压机规格可以大大减小,能耗及一次性投资也相应减少;由于产品粒度增大,对辊间隙可加大。尾渣中未回收的铁粒通过率更高,客观上起到了减少堵塞、降低磨损、延长辊面使用寿命的效果;钢渣含水量比矿渣少,不再设独立的烘干系统,而是利用现有矿渣粉磨线烘干。此外,在现有矿渣线附近建设钢渣处理设施,操作管理上可统筹安排,有利于节约人工管理成本;钢、铁渣混磨不仅提高复合粉的内在品质,还可充分利用现有矿渣球磨机富余产能;辊压机出料即可作为复合微粉原料,也可作为干混砂浆使用,生产销售灵活;新流程可大幅降低一次性固定投资,适合不同投资主体参与。

辊压机和大型球磨机作为很好的节能设备,将两种高效节能设备结合用于钢渣粉磨生产线上,生产钢铁渣复合粉,实现工艺创新,将大幅度降低生产线投资和运行成本,提高产品市场竞争力,为钢渣综合利用开辟一条新路。

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