張述明   賀超 李華陽

（河北鋼鐵股份有限公司承德分公司  河北承德 067102）

摘要：根據(jù)含鈦高爐渣的成分及特點，進(jìn)行了承鋼高爐水渣制備礦渣微粉的技術(shù)研究，介紹了礦渣微粉生產(chǎn)線項目的技術(shù)參數(shù)、規(guī)模、設(shè)備選型等相關(guān)情況。

關(guān)鍵詞：含鈦高爐水渣；礦渣微粉；活性；立磨

1 引言

由于地理位置、資源因素影響，歷史上承鋼高爐冶煉釩鈦磁鐵礦時較多，使承鋼高爐渣中含TiO₂較高，最高時曾達(dá)到15%以上，造成高爐渣利用率較低，承鋼高爐渣年產(chǎn)量約300-400萬噸，幾乎全部堆存待開發(fā)利用。目前高爐渣的二氧化鈦含量較低，TiO₂平均含量約6%~9%，符合國標(biāo)要求的TiO₂ 含量小于10%的標(biāo)準(zhǔn)，可以應(yīng)用于水泥和混凝土中做摻合材料。

2  礦渣微粉的產(chǎn)生

由于礦渣易磨性較水泥熟料差，傳統(tǒng)工藝與水泥熟料共同粉磨時，細(xì)度往往偏粗而活性得不到有效發(fā)揮。如將礦渣單獨粉磨，粉磨到預(yù)定細(xì)度后摻入水泥中或在拌制混凝土?xí)r摻入，則其活性可以得到充分的發(fā)揮。這種經(jīng)過粉磨后顆粒細(xì)小的礦渣就是礦渣微粉。礦渣微粉作為一個獨立的產(chǎn)品出現(xiàn)在建筑市場，廣泛應(yīng)用于預(yù)制和預(yù)拌混凝土中，可以替代約50%水泥。

3  承鋼高爐水渣成分及活性

承鋼高爐渣主要化學(xué)成分為CaO、 MgO 、SiO₂、Al₂O₃、TiO₂、V₂O₅、TFe 、S 等，典型成分如表1所示。

表1  承鋼典型高爐渣成分（三號2500m³高爐）

礦渣微粉是粒化高爐礦渣微粉的簡稱，是一種優(yōu)質(zhì)的混凝土摻合料，由水淬后的粒化高爐礦渣，經(jīng)干燥、粉磨，達(dá)到相當(dāng)細(xì)度且符合相當(dāng)活性指數(shù)的粉體。

礦渣微粉共分為S75、S95、S105三個級別。礦渣微粉的技術(shù)要求：按國標(biāo)《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》（GB/T18046-2000）規(guī)定，對礦渣粉有八項技術(shù)要求：密度、比表面積、活性指數(shù)、流動度比、含水量、三氧化硫含量、氯離子含量、燒失量。具體指標(biāo)列于下表2。

表2  國標(biāo)GB/T 18046-2008要求的礦渣微粉技術(shù)指標(biāo)

承鋼水渣活性試驗指標(biāo)見下表3和表4。

 表3  河南某立磨公司水渣活性試驗指標(biāo)

表4  承鋼周邊某水泥廠水渣活性試驗指標(biāo)

由上述試驗數(shù)據(jù)可知，承鋼高爐水渣生產(chǎn)礦渣微粉后，活性能達(dá)到S75級礦渣微粉標(biāo)準(zhǔn)，通過添加某些激發(fā)劑等物質(zhì)，可以將7天活性提高15%~20%，以實現(xiàn)同一條產(chǎn)線既能生產(chǎn)S75級礦渣微粉，又能生產(chǎn)S95級礦渣微粉。 日前通過一系列實驗，試驗數(shù)據(jù)如表5，說明含鈦高爐水渣通過添加一定比例其它物質(zhì)后，活性可以達(dá)到S95級礦渣微粉水平。

表5  河南某立磨公司水渣活性激發(fā)試驗指標(biāo)

4  擬建項目概述

4.1 建設(shè)規(guī)模（初期）     

 年產(chǎn)礦渣微粉60萬噸（小時產(chǎn)能約100噸/小時）

4.2 原材料      高爐礦渣，水分10%~15%4.3 產(chǎn)品方案      比表面積≥420 m²/kg4.4 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)     GB/T 18046  《用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣粉》5  工藝技術(shù)方案

礦渣微粉生產(chǎn)技術(shù)有三大類：球磨機(jī)、振動磨開路粉磨系統(tǒng)；球磨機(jī)閉路粉磨系統(tǒng)；立磨、輥壓機(jī)閉路粉磨系統(tǒng)。其中立磨集烘干和粉磨功能，以高效節(jié)能、可靠性高、占地面積小等綜合優(yōu)點得到廣泛的應(yīng)用。隨大型立磨國產(chǎn)化，投資成本逐漸降低，目前我國新建礦渣微粉項目以立磨系統(tǒng)為主。本方案即采用立磨粉磨系統(tǒng)。

5.1 主機(jī)選型

GRMS46.41礦渣立磨，其規(guī)格和結(jié)構(gòu)如下： 

5.2 粉磨工藝流程
 

5.2.1 礦渣喂料系統(tǒng) 

 
5.2.2  礦渣粉磨系統(tǒng)

烘干熱風(fēng)（250~300℃） 由沸騰爐/燃?xì)鉄犸L(fēng)爐/窯尾熱風(fēng)提供或者部分余熱再循環(huán)利用，提高能源利用率。

成品由布袋收塵器收集，采用優(yōu)質(zhì)覆膜濾袋，確保粉塵排放濃度低于國家標(biāo)準(zhǔn)要求。    

礦粉采用封閉的斜槽輸送，避免揚塵。變頻風(fēng)機(jī)提供抽風(fēng)動力，粉塵全程處于負(fù)壓狀態(tài)的設(shè)備、管道內(nèi)，完全避免粉塵外逸。

5.2.3 礦粉儲存及散裝散裝機(jī)收塵由庫頂大風(fēng)量收塵器負(fù)責(zé)；獨特的散裝機(jī)結(jié)構(gòu)、充足的收塵風(fēng)量，確保散裝時無揚塵產(chǎn)生。

5.2.4 循環(huán)水系統(tǒng)生產(chǎn)線用水：除立磨噴水外，全部為設(shè)備冷卻用循環(huán)水，全廠無廢水外排。

 5.3 主機(jī)設(shè)備參數(shù)

5.4  工程總投資及效益估算

不包括土建和廠房的工程投資大約3000萬元。噸礦粉生產(chǎn)成本約90元，按目前礦渣粉市場售價至少130元/噸以上，則年效益為

   （130-90）*60=2400萬元

大約一年多即可收回工程投資。

6  結(jié)語

在目前環(huán)保壓力下，隨著華北地區(qū)鋼鐵廠不斷限產(chǎn)停產(chǎn)，普通高爐水渣產(chǎn)量逐漸減少。提高含鈦高爐水渣的綜合利用水平是十分必要的，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益會越來越顯著。