一种水渣预脱水工艺与立磨高效生产的优化方法

秦泽叶， 张德鑫， 李保明

（山西太钢不锈钢股份有限公司加工厂， 山西 太原 030003）

生产实践·应用技术

一种水渣预脱水工艺与立磨高效生产的优化方法

秦泽叶， 张德鑫， 李保明

（山西太钢不锈钢股份有限公司加工厂， 山西 太原 030003）

根据多年的数据积累以及实践经验可知：立磨深加工水渣最佳含水率为10%～13%；含水太高，产量低、能耗大、立磨磨损严重；含水太低，则立磨料层不稳定、振动大，不利于连续生产。针对这种情况，研究探讨一种水渣预脱水工艺与立磨高效生产的优化方法。该方法已经理论和实验论证，可行性高，可有效稳定产品质量，降低成本1.6元/t。

水淬 玻璃体 立磨 料层

1 现阶段水渣立磨系统工艺介绍

水渣是由高炉炼铁产生的副产品，目前均采用水淬[1]的方式进行冷却，形成粒径5 mm的玻璃体，致使水渣含水率一般维持在25%，大部分的炼钢铁公司都将水渣进行深加工处理，处理方法为立磨机。

现有矿渣粉磨工艺均采用立磨[2]作为主体设备，立磨集研磨、烘干、选粉为一体，具有自动化程度高、维护简单等优点，配套以高效地收尘和热风制备系统，大大提高了水渣的加工效率，经过多年的立磨运行研究与分析，发现立磨对水渣的含水量较为敏感，一般最佳含水量为8%～10%，如果高于此区间则能耗加大、产量降低、磨损严重，如低于此区间则会产生磨床料层不稳、磨机振动大、生产不连续、产品质量不稳定等不良现象，同时受制于工艺结构特点，立磨的磨前总要设置一个大小不一的料仓，料仓一般容量都在百吨以上，高含水的水渣在仓内受自身质量挤压板结速度极快，根据山西太钢不锈钢股份有限公司（以下简称太钢）立磨生产线以往经验总结，每周就需停机人工清理一次板结料，极大的浪费了立磨的产能。

2 水渣预脱水工艺的构思及实施

水渣经皮带机由高炉运到立磨深加工现场，中间不停运，水渣落地后由立磨生产线上料皮带转运到立磨磨前料仓，进入深加工环节，此时水渣含水量约为18%，当然有些水渣立磨深加工线采用自然晾晒控水，但自然晾晒需要时间长、场地大，前期投入高，另自然晾晒不利于环境保护，扬尘严重，主要为立磨深加工的超细粉作为建材行业的掺合料其价值为替代部分水泥，如果产线远离城市则运费太高，建材行业的需求相对下降，水渣深加工的规模受到影响，因此对于受销售半径制约的立磨生产线一般都建在城市周边，如果不能很好地保护环境产线将得不到发展。

立磨深加工超细粉既要紧靠城市，又要降低前期投入和保护环境，则不能有太大的水渣堆场，意味着水渣自然晾晒控水时间得不到保证。如何使水渣短时间内脱水成为关键。为此，太钢加工厂超细粉生产线工作人员经过长时间摸索和交流，主动研究水渣结构[3]，发现水渣为多孔状，类似于海绵，其自身内部的孔洞具有很强吸附能力，致使单纯的自然晾晒脱水时间长，因此根据水渣的形态结构提出利用高频振动脱水筛作为主体设备，通过振动筛的高频振动产生的离心力实现水渣脱水，另辅之以高压水清理筛孔，使之长期高效运行。

主要实施办法为：采用筛孔为0.2 mm的不锈钢板长条筛，利用4台四级电机驱动振动器，电机功率根据晒分量确定，筛板呈15°上扬，在分筛过程中水渣受筛子的振动作用由底部爬15°坡完成脱水，要求水渣在筛子的料层厚度根据含水量确定（见表1），分离的水进入沉淀池可用于筛孔清堵。

表1 含水量与料层厚度

脱水筛根据试用情况确定高压水清堵塞孔，高压水压力20 MPa，垂直于筛孔冲洗，可人工操作也可设定导轨电气化操作。

经过预脱水处理的水渣含水量可以控制在5%以下，为了计算方便，下文就按5%作为计算参考依据。

3 水渣预脱水工艺与立磨高效生产的优化方法的实施

经过预脱水处理的水渣设定含水量为5%，而立磨要求的最佳含水在10%～13%，这就需要引入超细粉作业区发明的“分层上料方法”来优化整个上料方案。具体做法为：生产前预先将经过脱水处理的矿渣上料30 t，30 t水渣进入中间仓形成一个较为干燥料层，层高约为2 m，然后选择未经脱水的矿渣，具体上料量根据含水量确定。如果含水量在18%则同样需要30 t，如果含水量为15%，则上料量为36 t。经过研究2 m的料层高度适宜上部水渣水分的下渗，可以实现2个料层的含水量基本维持在11.5%左右，有利于立磨的稳定运行。此两种方法的结合形成的“一种水渣预脱水工艺与立磨高效生产的优化方法”，使入磨含水量得到严格而且稳定的控制，保持物料的稳定，减少在生产过程中因物料水分起伏较大造成的操作频繁。

4 实施效果

该方法经过理论和现场实验论证具备非常高的可行性，可广泛推广到类似的含水物料深加工的行业当中，既节能减排又能提高生产效率，降低设备维护和运行成本，经过理论计算，采用该方法可有效稳定产品质量（见图1），降低成本1.6元/t。

图1 成品质量对比

参考资料

[1] 马茂华.高炉渣处理方法[J].鞍钢技术，2006（2）：1-4.

[2] 韩仲琦.立磨技术在水泥工业中的应用与发展[J].中国水泥，2009（12）：53-56.

[3] 潘庆林，孙恒虎，吴绍军.粒化高炉矿渣的微观结构和物相分析[J].水泥，2004（5）：4-7.

（编辑：苗运平）

Optimization of Water Slag Predewatering Process and Efficient Production of Vertical Mill

QIN Zeye,ZHANG Dexin,LI Baoming
（Processing Factory of Shanxi Taigang Stainless Steel Co.,Ltd.,Taiyuan Shanxi 030003）

According to the years of accumulated data and practical experience，the optimum moisture of deep processing slag by vertical mill was 10%～13%,which has too much water,low yield,high energy consumption,and serious abrasion of vertical mill.When the water is too little,the material bed of vertical mill has instability,and vibration,which is not conducive to continuous production.In view of this situation,a water slag predewatering process and an optimization method for vertical mill efficient production are studied.The method has been proved by theory and experiment.The quality of product can be effectively stabilized with high feasibility and the cost is reduced by 1.6 yuan/t.

water quenching,glass crystal,vertical mill,material bed

TF546+.2

A

1672-1152（2017）03-0114-02

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.03.46

2017-03-15

秦泽叶（1980—），男，现在山西太钢不锈钢股份有限公司工作，专业为机械设计制造及其自动化，工程师。