二、開流礦渣微粉管磨機

　　目前，我國已成為鋼鐵生產大國，且分布較廣,加之受水泥行業(yè)＂上大壓小”政策的影響，礦渣資源日益增多。礦渣的價格雖隨著水泥價格上下波動，但其價格僅約為水泥熟料價格的1/4-1/3，加工成礦渣微粉后，可等量的替代水泥使用，利潤空間巨大，經濟效益顯著。同時還可以減少因生產水泥所消耗的石灰石、粘土、燃煤、電力等資源及所造成的大氣污染，具有良好的社會效益。

　　礦渣微粉的諸多優(yōu)良性能及良好的效益，已逐步為人們所認識，已成為鋼鐵、水泥、建筑等行業(yè)以及中小投資者的一大商機。鋼鐵、水泥行業(yè)中實力雄厚者已捷足先登，紛紛斥巨資引進國外的先進設備生產礦渣微粉，搶占市場并已取得了效益。但我國地域遼闊，礦渣資源點多面廣，各地區(qū)、各行業(yè)經濟發(fā)展極不平衡，實力雄厚者畢竟是少數，多家企業(yè)和中小投資者還是選擇國產設備生產礦渣微粉，創(chuàng)造機會參與市場競爭，并有燎原之勢。

　?。ㄒ唬鴥鹊V渣微粉生產工藝設備現狀

　　1、輥式磨終粉系統(tǒng)主要有上海寶鋼、遼寧鞍鋼、山西長（冶）鋼、湖北武鋼、安徽馬鋼、海螺水泥等近10家國內特大型鋼鐵、水泥企業(yè)斥巨資自國外引進的菜歇磨等輥磨終粉磨系統(tǒng)。其特點是： 
      ①集烘干粉磨于一體、工藝流程簡單。 
      ②粉磨效率高，臺時產量大（可達50－120t/h），電耗低，系統(tǒng)電耗平均約為45kWh/t。 
      ③技術要求高，管理難度大，投資巨大，主機設備及配件依靠進口，固定費用高，資金回收期長，經濟效益并不顯著。

　　2、球磨機加選粉機組成的閉路系統(tǒng)該系統(tǒng)全部采用國產設備。工藝流程基本與閉路水泥粉磨系統(tǒng)相同。磨機規(guī)格有ф2.2×7m、ф2.4×(8－10)m、3.0×11m不等。其特點是： ①需要另配礦渣烘干系統(tǒng)。 ②工藝流程復雜，影響設備運轉率。 ③技術管理要求及投資較高。 ④礦渣微粉比表面積達420m2/kg時，粉磨系統(tǒng)電耗約75kWh/t。

　　3、開流管磨機系統(tǒng)。該系統(tǒng)與開流水泥粉磨系統(tǒng)基本相同。主要有普通管磨機，高效磨，高細磨等。磨機規(guī)格有：ф1.83×7m、ф2.2×7m、ф2.4×(8－11)m、ф3.0×11m等。其特點是： 
      ①需另配烘干系統(tǒng)，且對入磨礦渣水份要求嚴格。 
      ②工藝流程簡單，操作管理方便，設備運轉率高。 
      ③投資低，電耗高。 
      ④礦渣微粉比表面積達到420m²/kg時，粉磨系統(tǒng)電耗約為75kWh/t。

　　4、輥壓機、分級機加開路篩分磨系統(tǒng) ①需另配烘干系統(tǒng)，且對入磨礦渣水份要求嚴格。 ②工藝流程復雜，操作管理要求高。 ③投資高，電耗低。 ④礦渣微粉比表面積達到4２0m2/kg時，粉磨系統(tǒng)電耗約為55kWh/t。

　　5、立式磨加開路篩分磨系統(tǒng)
      ①集烘干、預粉磨于一體、工藝流程復雜，操作管理要求高。 
      ②投資較高，電耗適中。 
      ③礦渣微粉比表面積達到420m²/kg時，粉磨系統(tǒng)電耗約為60kWh/t。

　?。ǘ╅_流礦渣微粉管磨機

　　由于目前國內尚沒有專門針對礦渣粉磨特性及產品要求而開發(fā)的粉磨設備及工藝。按水泥生產方式粉磨礦渣，電耗偏高，影響了效益的發(fā)揮。因此我院歷時兩年，經反復試驗，終于開發(fā)研制出適合市場需要，專門針對礦渣粉磨特性及礦渣微粉要求的投資少、電耗低、見效快的礦渣微粉生產系列設備—開流礦渣微粉磨機。開流礦渣微粉磨機是在我院開流高產高細水泥管磨機的基礎上，專門針對礦渣粉磨特性及產品質量要求，以最大限度的挖掘磨機的研磨能力為目標，通過設置合理的倉數、倉長比及內篩分裝置，調節(jié)、平衡各倉的能力和篩分效率；重新設計各倉的襯板結構，調整磨機的破碎、研磨能力；全部以中、小型鋼段作研磨體，增大研磨體比表面積；采用溢流行出料篦板，提高料段比，延長物料的研磨時間等多項措施，以實現提高磨機粉磨效率和礦渣微粉質量、增產降耗的目的。

　　自2002年以來，我們先后利用上述技術措施對Φ1.83×6.4m、Φ1.83×7m、Φ2.2×7m、Φ2.2×11m 、Φ2.4×8m 、Φ2.4×11m、Φ2.4×13m、Φ2.6×13m、Φ3×9m、Φ3×13m、Φ3.2×13m等近40臺開流管磨機上進行了改造，均取得了成功，為用戶創(chuàng)造了良好的經濟效益，也使此項技術日臻完善。尤其是在江蘇楊中大地水泥有限公司全新的f2.4313m開流礦渣微粉管磨機上，應用了上述全部技術措施，實現了生產含15%粉煤灰、比表面積487m/kg、45mm篩余*2.5%的礦渣微粉12.43t/h, 磨機粉磨電耗53.097kWh/t的良好效果。并通過省級科技成果鑒定，與會專家對此項技術給予了高度評價：“經科技查新和專家討論認為；該磨機的一倉使用中鋼段，磨內襯板的設計與使用和溢流型出口篦板的使用屬國內首創(chuàng)，主要技術經濟指標在同類型管磨系統(tǒng)中居國內領先水平。為礦渣粉磨提供了一種經濟、可靠的設備，具有較好的經濟效益和社會效益，可廣泛推廣應用?！?

　　從目前近30臺開流礦渣微粉磨機的運行情況，無論從工藝流程、操作管理、產品質量、電力消耗、建設投資來看，磨機的性能與礦渣的粉磨特性相匹配，各項綜合指標絕不亞于進口設備，廣泛推廣后必將產生巨大的社會經濟效益。另在此值得一提的是：開流礦渣微粉管磨機的結構特點決定了其只要通過調整倉位、篩分裝置和研磨體級配，就可成為理想的開流高細粉煤灰微粉管磨機，臺時產量是礦渣微粉管磨機的3倍；或成為理想的開流高細鋼渣水泥管磨機，臺時產量是礦渣微粉管磨機的2倍。這兩種磨機也必將為投資者帶來良好的經濟效益。

　　三、開流礦渣微粉管磨機的特點及結構特征

　　開流管磨機自發(fā)明以來，通過不斷的改進、完善，至今已使用100多年，以其結構簡單、運轉可靠、操作方便、工作穩(wěn)定等特點，被人們所青睞，并一直應用于工業(yè)生產的粉磨工藝中。近些年來雖然隨著社會及技術發(fā)展，出現了多種新型的粉磨設備及工藝。但使用廣泛的仍然是開流管磨機。

　　在我國，尤其是上世紀八十年代中期以來，以我院著名粉磨專家蔣玉燦先生為首的工程技術人員，經過長期、艱苦、細致的研究，發(fā)現了開流管磨機粉磨效率不高的主要原因是在粉磨過程中，磨機內的物料雖然在沿著磨機從磨頭到磨尾的縱長方向上的細度是由粗到細，直至出磨為合格料，似乎形成了一個合理的細度梯度。但從縱向的每一點的橫截面來看，物料的粒度粗細懸殊，極不均勻。有的大到5－10mm，這些大顆粒，一旦進入研磨倉，要磨至合格的細度，必須有一定的時間；另一方面，在磨內沿著磨機縱向的粉磨物料，在細度的發(fā)展方向上，不斷地被粉磨為合格料，卻不能及時的排出磨外，且自磨頭至磨尾的百分比含量越積越高，但非要等到全部粉磨物料達到合格后，才能排出磨外。即因少量的粗顆粒過早的與細物料一起混入研磨倉，而耗費大量的研磨時間；合格的物料不能及時的排出磨外，而消耗大量的能量。因此發(fā)明了設置在磨內適當位置的磨內篩分裝置，從而有效的實現物料的粗細分離，縮短了物料的粉磨時間，使開流管磨機的粉磨效率提高30%以上，成為開流高細高產管磨機，并將開流管磨機的應用推向了高潮。

　　筆者作為開流高細高產管磨機的研究者之一，認為開流高細高產管磨機的技術原理同樣可以應用于開流礦渣微粉管磨機，但必須針對礦渣的粉磨特性及礦渣微粉的質量要求有全面的突破，才能達到預期的目標。礦渣具有粒度小、脆性大、易破碎、難研磨的特點，《用于水泥中的?；郀t礦渣技術標準》規(guī)定“大于10mm顆粒含量（以重量計）合格品不大于8%，優(yōu)等品不大于3%”。而平均粒徑僅2－3mm。因含有較多的結晶相及玻璃相導致其易破碎、難研磨。且礦渣微粉比表面積要求高（生產企業(yè)為了追求礦渣微粉的活性及增摻粉煤灰，一般均要求比表面積＞400 m2/kg甚至更高）。因此應盡一切可能調整磨機的破碎能力，增強磨機的研磨能力，只有這樣的開流礦渣微粉管磨機才是真正意義上礦渣粉磨專用設備。圍繞這一目標，我們在磨機內主要做了以下幾方面的工作：

　　1、磨機的倉數及倉長比：針對入磨礦渣粒度小，易破碎、難研磨、水份要求略高及產品要求細等特點，磨機確定為兩倉磨。一倉為細碎倉，二倉為研磨倉。并做到在保證礦渣在一倉內能得到充分細碎并穩(wěn)產高產的同時，盡可能的調整二倉的長度，以延長礦渣在二倉的研磨時間。由于礦渣易磨性差，產品要求細，入磨粒度小，產量僅為同細度水泥的1/2強。由于磨內物料變少，研磨體之間的摩擦力加大，磨內溫度升高，礦渣在研磨過程中流速過快容易跑粗。因此為了確保磨機產量的穩(wěn)定和研磨能力的發(fā)揮，磨機倉長比的必須合理。

　　2、研磨體及其級配一般的開流管磨機在細碎倉內均采用鋼球為研磨體，平均球徑視入磨物料的粒度，水分來確定。而針對礦渣粒度小，易破碎、難研磨等特點，必需調整破碎能力，強化研磨能力。因此要根據磨機的襯板結構特點選擇合適的研磨體，以保證在細碎倉的既破碎又兼粗磨的功能實現。在磨機的研磨倉我們全部采用微型鋼段，通過增加研磨體比表面積的方式，達到提高研磨能力的目的。

　　3、內篩分裝置使磨機研磨倉內的微型研磨體發(fā)揮最大研磨能力的前提是必須將其所研磨的礦渣粒度限制在一定范圍之內，如顆粒過大，微型研磨體將無能為力。而所擔當這一任務的，就是我院“新型高細磨”技術的核心－磨內弧型篩分裝置。但這一弧型篩分裝置也必須根據物料在破碎倉的篩余曲線、物料的水分、產質量要求以及安裝時與磨機配套性來確定并重新設計。因此我們根據磨機的規(guī)格，礦渣在細碎倉內的細度，礦渣水分、產、質量要求等設計了與之相應的篩分裝置，以確保研磨倉內微型鋼段研磨能力的發(fā)揮及產、質量達標。

　　4、磨機襯板針對礦渣的特性及產品的質量要求，要達到高產、優(yōu)質、低耗、高效的目的，必須挖掘磨機的潛在能力，而在磨機功率、研磨體形式、裝載量、級配等確定后，對磨機的襯板進行與之相應的重新設計十分必要。傳統(tǒng)的襯板（最常用的如階梯、大波紋、小波紋等）是根據水泥熟料的易磨性，常規(guī)的入磨粒度和研磨體及水泥的產質量要求設計并與之相適應的。而對于礦渣的特性、產質量要求以及研磨體的形式、級配則明顯不足，應有所改變。在細碎倉，如果采用常規(guī)形式的襯板，如階梯、小波紋等。由于階梯襯板對于鋼段提升的高度過高，則使鋼段無法拋落在物料聚集的部位；而小波紋襯板又帶段能力不足，鋼段提升高度不夠，均影響破碎效率。因此，為了使這一級配的鋼段實現既能破碎又兼粗磨的功能，我們重新設計了提升能力介于階梯式和小波紋襯板之間的雙波紋襯板，較好解決了在細碎倉使用鋼段擔當破碎又兼粗磨的問題。在研磨倉的襯板，為了提高微段的研磨效率，必須適當的加大帶段能力，增加微段的動能及運動范圍，因此設計出比小波紋襯板的波紋數量減少，加大波紋高度的新型三波紋襯板。提高了微段的研磨效率，效果良好。另外，為了克服因研磨倉加長，鋼段段徑減小可能導致的鋼段運動中的“渦流”現象，我們設計了高效“活化襯板”和溢流檔料環(huán)，使其均布在研磨倉內，減緩“渦流” 現象的產生，擴大微段的運動范圍，增強研磨能力。結果表明，新設計的襯板達到了預期的目的。

　　5、出料篦板為了達到提高研磨效率的目的，除了增加研磨體的研磨面積和增大研磨體的動能外，還要設法延長礦渣在研磨倉內的停留時間，控制料段比，加大研磨機會。為了減緩礦渣在研磨倉內的流動速度，增加研磨時間，我們對出料篦板根據礦渣微粉的產質量要求，設計了強溢流型出料篦板，通過精密加工和安裝，達到增加料段比，延長礦渣在研磨倉內的停留時間，加大研磨機會，提高產品比表面積的目的。綜上所述，我們始終圍繞著礦渣的粉磨特性及礦粉的產、質量要求，有針對性的對磨機內的各個環(huán)節(jié)進行了改進。幾乎可以說，除了磨機筒體，磨頭襯板、及襯板螺栓外，磨內所需的一切配件都重新進行了設計和改進，達到并超過了預期的效果。開發(fā)出了真正意義的“開流礦渣微粉管磨機”。二、磨機的結構特點開流礦渣微粉管磨機的結構示意圖如下：

　　本磨機為兩倉磨。一倉是細碎倉，隔倉板是內含弧型篩分裝置的雙層隔倉板。二倉是研磨倉，均布多排激活構件。出料篦板為溢流型篦板。礦渣和粉煤灰等物料在磨外經電子計量秤后喂入磨機的一倉，經中鋼段細碎后，通過一倉篦板進入內篩分裝置進行篩分，合格料過篩進入研磨倉，不合格料經返料板導回一倉繼續(xù)細碎；進入二倉的物料經微段充分研磨合格后，經出料篦板排出磨外，成為產成品入庫。

　　四、磨機運行實際效果舉例

　　1、江蘇省揚中市大地水泥有限公司

　　該公司位于長江之中的揚中市沙家港，緊靠長江，原、燃料運輸便利，運費低廉?，F有2條機立窯生產線，年產水泥約30萬噸，主要供應揚中市的建筑市場。由于政策、環(huán)保、場地、市場等因素限制，擴大生產規(guī)模已不可能。為了降低生產成本，改善產品質量，增強市場競爭能力。公司決策層經過反復調研、試驗，決定新上一臺ф2.4×13m的開流礦渣微粉管磨機，單獨生產450m2/kg比表面積以上的礦渣微粉，摻入水泥中銷售。

　　該公司的礦渣來自南京鋼鐵有限公司，水運進廠烘干入磨。粉煤灰來自當地電廠。 φ2.4×13m開流礦渣微粉管磨機是由新購進的普通管磨機，按我院提供的磨內全套圖紙改造而成。自2004年3月下旬投運以來，在公司的技術和操作人員的精心操作下，磨機運行穩(wěn)定，生產含15%粉煤灰的礦渣微粉，產、質量均超過預期的技術經濟指標。由生產車間4月1日至4月26日的生產記錄顯示：磨機共運行552小時，生產礦渣微粉6861.38噸。經合肥水泥研究設計院粉磨所粉體檢測中心抽樣測試比表面積及顆粒級配，所測結果為:比表面積的平均值487.7 m2/kg ；粒度平均值17.51μm、中值12.36μm、峰值24.80μm 所實現的技術經濟指標匯總如下：

　　1、45μm篩篩余：≤2.5%

　　2、產品比表面積：≥450m2/kg

　　3、臺時產量：12.43t

　　4、磨機粉磨電耗：53.097kWh/t

　　經濟效益初步測算礦渣微粉的生產成本比水泥生產成本低55元/噸，全部摻入水泥中銷售，按全年生產礦渣微粉8.64萬噸計算，僅降低水泥生產成本一項就達55×8.64＝475.2萬元。 由于摻入礦渣微粉后，使水泥總產量增加8.64萬噸，按每噸水泥年平均利潤10元計算，增產水泥8.64萬噸新增利潤10×8.64＝86.4萬元。僅上述兩項經濟效益合計，采用開流礦渣微粉管磨機后，公司年可獲效益475.2＋86.4＝561.6萬元。本項目共投資約380萬元。資金回收期（月）＝380÷561.6×12＝8.12（月）。另自水泥中摻入30%的礦渣微粉后，過去偶爾出現安定性不良的 情況得到徹底根除，水泥質量較以前有很大提高，更受用戶歡迎。

　　在社會效益方面，年產8.64萬噸礦渣微粉，摻入水泥中銷售，可減少生產該水泥所消耗的石灰石、粘土、燃煤等一次性資源，節(jié)約電力及運輸用油等資源，同時也減少生產水泥所造成的大氣污染，社會效益顯著。

　　2、杭州高強微粉有限公司　　

　　該公司位于杭州市平康橋杭州半山發(fā)電有限公司旁邊，距杭州鋼鐵有限公司礦渣堆場較近，物料均采用汽車運輸。該公司主要利用上述兩家公司的礦渣及粉煤灰，生產銷售摻加20%粉煤灰，45μm篩篩余小于3%，比表面積≥460m2/kg的礦渣微粉，供應杭州及鄰近城市的混凝土攪拌站使用?！　?BR>
　　該公司2002年前，陸續(xù)建設了ф1.83×7m、ф2.2×7m三條普通開流管磨機礦渣微粉生產系統(tǒng)。產品銷路較好，售價隨水泥價格的波動而波動，經濟效益明顯。為了進一步節(jié)能降耗，提高經濟效益，2002年春決定采用我院開流礦渣微管磨機技術對三臺磨機進行改造后，磨機產量立即提高了20%以上,ф1.83×7m磨機產量達到3.6-3.8t/h。ф2.2×7m磨機產量達到5.8t/h，每噸礦渣微粉節(jié)省電費約6元。該廠年產礦渣微粉11萬噸，每年可節(jié)約電費66萬元以上。同時通過提高產量，年可多產礦渣微粉1.45萬噸，新增利潤1.45×40＝58萬元。3臺磨機的改造費用9萬元，改造時間共7天，不到一個月就可收回改造費用。

　　3、南通寶中建材有限公司

　　該公司位于南通市如皋縣九華鎮(zhèn)長江村。建有一條ф2.4×11m“開流高細磨”的礦渣微粉生產線。緊靠長江，水路交通便利，且運費低廉。礦渣主要來自張家港和南京兩家鋼鐵公司，生產銷售80μm篩余小于1%，比表面積≥370m2/kg的純礦渣微粉，產品全部供應上海建筑市場，經濟效益明顯。當得知揚中大地水泥有限公司開流礦渣微粉管磨機運行情況后，于2004年6月采用開流礦渣微粉管磨機技術對該磨機進行改造，磨機產量由10.5t/h提高到12.5t/h以上，粉磨電耗下降約10千瓦時/噸。全年可節(jié)電80萬千瓦時、增產礦渣微粉近萬噸、可新增經濟效益100萬元以上。

　　 4、華西超細礦粉有限公司

　　該公司位于江陰市華西村，隸屬于華西實業(yè)總公司。礦渣及粉煤灰均來自總公司內部。2004年8月開工建設2條ф2.4×13m開流礦渣微粉管磨生產線，2005年1月8日投產。生產含7%粉煤灰的礦渣微粉，比表面積≥420m2/kg時產量≥12.5t/h.由于社會經濟效益明顯，又于2005年6月8日開工建設第3條ф2.4×13m開流礦渣微粉管磨生產線，2005年10月建成投產，生產成本進一步降低。

　　5、湘潭華強新型建材有限公司

　　該公司位于湘潭市板塘區(qū)荷塘鄉(xiāng)，2005年春建設1條ф2.4×13m、功率1000KW的開流礦渣微粉管磨生產線，由于磨機功率加大，填充率提高，生產含7%粉煤灰的礦渣微粉，比表面積≥420m²/kg時產量≥15t/h，磨機投資節(jié)省20多萬元。目前產品供不應求，社會經濟效益可觀。

　　綜上所述，使用開流礦渣微粉管磨機技術，一般較普通的開流管磨機提高產量20－30%，節(jié)電15%以上，粉磨電耗≤60千瓦時/噸。工藝簡單，操作方便，運轉率高，產品顆粒級配合理，產品比表面積視市場要求任意調節(jié)，生產成本低。系統(tǒng)投資較閉路管機磨、輥式磨、輥壓機、立式磨等礦渣微粉生產系統(tǒng)，可節(jié)省30－200%的建設投資。為國內大量的企業(yè)及中小投資者提供了投資少、見效快的礦渣微粉生產設備。使礦渣微粉的生產變得更容易，效益更理想，總產量將會有極大的提高。在為投資者帶來經濟效益，國家增加稅收的同時，還減少因生產等量水泥而帶來的資源消耗和大氣污染。屬于高效、新興的資源節(jié)約、環(huán)境友好型綠色產業(yè)，將為實現國民經濟可持續(xù)發(fā)展，社會和諧作出貢獻。

　　五、開流礦渣微粉管磨機的規(guī)格及性能指標