LM立式磨在矿渣微粉行业的生产工艺及利用黎明重工科技股份有限公司摘要矿渣微粉是近年才兴起的一种新型建材，发展较快。
同时也有不同的生产工艺，企业要根据自身的情况选择适合的生产工艺及规模关键词矿渣微粉立式磨挤压机球磨机振动磨0．引言钢铁工业是关系到一个国家国计民生的基础工业，同时也是能源消耗大户和固体物排放大户，每年排放大量的固体废渣占用大量的耕地，破坏生态平衡、污染环境。
钢铁行业的固体废物包括尾矿、高炉矿渣（或化铁炉渣）、钢渣、尘泥、自备电厂排出的粉煤灰以及工业垃圾等，根据冶金总院的统计显示，目前，钢铁行业每年固体废物产生量约1.7亿吨，其中高炉矿渣和化铁炉渣约5000万吨，铁合金渣90万吨，钢渣2000万吨，尘泥1660万吨，粉煤灰及炉渣540万吨。
水泥工业和钢铁工业一样，属于基础工业，在国民经济中占有重要地位，同时也是主要的能源消耗大户之一。
为了减少对自然资源的过度消耗，保护生态环境，水泥企业一直都在利用工业废渣，如粒化高炉矿渣、粉煤灰等，其中以粒化高炉矿渣的利用最为普及，且效果最佳，但大多数都用做水泥掺合料或生产矿渣水泥。
利用矿渣微粉制备高性能混凝土作为一项新技术，其应用不到十年。
由于矿渣微粉生产成本低，销售价格低于水泥价格，而且是高性能混凝土的优质原料，适用于大型的商品混凝土搅拌站，它可等量代替各种混凝土中的水泥用量，同时它作为混凝土的改性剂，可明显改善混凝土的性能，具有良好的经济效益和社会效益。
自从国内首条年产50万吨矿渣微粉生产线于2000年8月在上海宝田新型建材有限公司投产以来，国内相继建成和在建的共有数十条矿渣微粉生产线。
本文从矿渣微粉生产线现状、生产工艺及综合利用方面进行浅述，希望能与国内同行进行交流。
1．矿渣微粉生产现状矿渣微粉起源于欧美等国家，其技术的发展已近十年。
近年来随着钢铁工业技术的不断进步，以及粉磨部位材质的不断改善，矿渣微粉的生产和应用越来越大。
由于立式磨在生料粉磨和煤粉制备领域内的突破以及材料科学、液压技术、自动控制方面的不断发展，逐步克服了影响立式磨大量推广使用中的普遍存在的震动、磨辊和磨盘磨损、除铁难等不利因素，逐步在水泥粉磨、矿渣粉磨等领域中推广开来。
目前立式磨在矿渣粉磨生产设备中占绝对优势，成为矿渣微粉生产线的首选设备。
我国在这方面的研究、开发和利用较晚，1996年，上海宝钢企业开发总公司筹建国内首条年产50万吨矿渣微粉生产线，后由于受东南亚经济危机的影响，于1998年开始建设，2000年8月份投产。
后又于2003年8月建成第二条年产50万吨的生产线，各项指标基本达到设计要求，设备运转正常，企业经济效益较好。
目前在正在建设第三条线。
目前我国已建成投产的还有武钢（30万吨/年）、鞍钢（50万吨/年）、芜湖朱家桥（50万吨/年）、山西长冶钢铁公司（70万吨/年）、首钢（60万吨/年）、南京梅宝(50万吨/年) 等厂，昆钢、马钢、沙钢、唐山建龙、南钢、柳钢等厂相继建成投产或者正在建设当中，钢铁工业对矿渣深加工已是大势所趋。
这其中像芜湖朱家桥、山西长钢、鞍钢水泥厂等厂用立式磨既磨矿渣，又磨熟料，根据市场来进行调节。
国内目前采用的立式磨均为进口，主要有日本川崎公司的CK磨，德国莱歇公司的LM2+2磨，丹麦史密斯公司的OK磨，德国Polysius公司的RMS立式磨，德国非凡公司的MPS磨，宇部-莱歇磨等，全世界已投产的立式磨约有100多台，而且有逐步增加的趋势。
目前国内较大规模的矿渣微粉生产线均采用立式磨，规模基本上在10～70万吨之间，但以50万吨规模为主。
随着国产立磨的技术进步与成熟，国内有一些企业开始利用国产立磨生产矿渣微粉。
2.矿渣微粉的标准及性能2.1矿渣微粉的标准1998年国内第一个矿渣微粉的标准《砂浆、混凝土用粒化矿渣微粉》由作为地方标准的上海市发布实施，1999年上海又出台了地方标准《粒化高炉矿渣微粉在水泥混凝土中应用规程》。
我国于2000年12月1日起实施国家标准《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣微粉》（GB/T18046-2000）。
2002年12月1日起又实施了《高强、高性能混凝土中用矿物外加剂国家标准》。
在该标准中正式将矿渣微粉命名为―矿物外加剂‖纳入混凝土第六组份。
2008年又颁布了最新版的国家标准《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣微粉》（GB/T18046-2008）矿渣微粉品质指标见表2-1表2-1 矿渣微粉的品质指标（GB/T18046-2008）目前企业生产的矿渣微粉，比表面积控制在420-450m2/kg之间。
2.2矿渣微粉性能2.2.1 高炉矿渣的化学成分和矿物组成高炉矿渣是在高炉炼铁过程中，由矿石中的脉石、燃料中的灰分和助熔剂（石灰石）等炉料中的非挥发组分形成的废渣。
其化学成分主要是CaO、MgO、SiO2、Al2O3、CuO、FeO、MnO、S等，其中CaO、MgO、SiO2占90%左右。
矿渣的化学组成一般为CaO：32-45%；SiO2：22-41%；Al2O3：5-15%；MgO：2-15%；FeO：0.5-1.0%；MnO：0.1-1.0%；TiO2：＜2.0%；S：0.5-1.5%。
矿渣的矿物组成在CaO- SiO2-Al2O3三元相图上处于C2AS、CAS 2、和C 2S的结晶区。
一般钢铁工业排出的矿渣在急冷时形成无定性玻璃体。
在碱性矿渣中，一般形成硅酸二钙(C2S)、钙铝黄长石(C2AS)、钙镁黄长石(C2MS2) 、钙长石(CAS2)、硫化钙、镁橄榄石(MgO·SiO2)、硅钙石、硅灰石和尖晶石等晶体。
在酸性矿渣中，主要是甲型硅灰石和钙长石。
其中C2AS和C 2S活性较好，CAS 2和CS活性较差，即CaO 、Al2O3含量高，SiO2含量低时活性高。
矿渣的活性受其理化组成及微观结构、冶炼工艺、钢种、水淬质量等因素的影响而改变，当矿渣中玻璃相含量高（80-90%）时，矿渣为微晶状态，活性好。
但我国攀钢排出的矿渣钛含量较高，在10%以上，易磨性较普通矿渣差，且水硬活性低。
2.2.2 高炉矿渣的性能高炉矿渣的碱度是指矿渣主要成分中的碱性氧化物和酸性氧化物的含量比。
即K=（CaO+ MgO）/ SiO2，K>1为碱性渣；K=1为中性渣；反之为酸性渣。
高炉矿渣的活性取决于高温炉渣的处理方法。
在水淬、热泼、半急冷等三种方法中以水淬渣的活性较高，对水泥厂来讲，其质量最好。
水淬矿渣高炉熔渣在大量冷却水的作用下形成的海绵状浮石类物质，其在宏观上是由硅（铝）氧四面体组成的聚合度不同的网状结构，钙离子、镁离子分布在网状结构的容穴中，微观上大体是按相律形成不均匀物相或微晶矿物近程有序，远程无序。
主要有以下几种化学键：Ca–O、Mg–O、Si–O、Al–O，绝大部分化合物以玻璃体的的形式存在，因而具有较高活性。
表2–2矿渣玻璃体中各种氧化物的单键强度水淬矿渣的质量好坏取决于主要化学成分和矿物组成，可用水渣活性率Mc或质量系数K来表示。
在碱性矿物中的C2S，在不同温度下可形成α、αˊ、β、γ四种变体，前面三种在急冷时形成，具有较高的活性；酸性矿渣中的Al2O3含量较高，因而在急冷时形成玻璃体的含量较高。
MgO能够降低熔渣粘度，有利于形成玻璃体，因而对活性有利，MnO不利于形成玻璃体，对矿渣活性不利。
矿渣活性用活性率Mc或质量系数K表示Mc= Al2O3 /SiO2Mc>0.25为活性矿渣；Mc<0.25为低活性矿渣。
K=CaO·MgO·Al2O3/（SiO2+ MgO）K>1.9为高活性矿渣；K=1.6-1.9为中活性矿渣；K<1.6为低活性矿渣。
不同厂的矿渣化学组成差别较大，易磨性差异也较大，但总体上来讲，矿渣易磨性差、磨蚀性大、粉磨特性复杂。
在球磨机生产中，平均电耗是粉磨水泥的2～3倍，系统电耗在75～90kwh/t之间。
粉磨过程中，矿渣的比表面积增长十分缓慢，当矿渣比表面积大于450m2/kg时，产量大幅降低，电耗大幅增加，但活性增加幅度较小，因此目前在实际生产中，矿渣微粉比表面积一般控制在420-450m2/kg之间。
但如果用矿渣生产掺合料时，则矿渣微粉比表面积要求在500m2/kg以上。
当出磨矿渣微粉细度相同，活性不同的矿渣产量相差近30%，电耗也相差30%，因此，水泥企业在有条件时，选择活性好的矿渣是一种最简单实用的节能措施，当钢铁企业确定矿渣微粉生产线规模时，一定要先做好本企业矿渣的易磨性实验，这样才能合理选择工艺设备，以达到节能和节省投资的效果。
2.2.3矿渣微粉的性能矿渣微粉作为混凝土的第六组分——矿物外加剂，可等量代替水泥，直接掺加在商品混凝土中，根据活性和比表面积的不同，一般掺加量在20～40%，掺入矿渣微粉的混凝土，性能明显得到改善，它具有以下优点：①搅拌初期易于控制混凝土的流变性，提高混凝土的流动度，泵送性能好；②降低水化热；③减少混凝土中水泥的需求量，增加混凝土的后期强度；④抗硫酸盐侵蚀性强，因为掺加了矿渣微粉的混凝土中C3A含量降低，相应的，水化时减少了Ca(OH)2的含量，因而抗硫酸盐侵蚀性能增加；⑤抗碱骨料反应；⑥抗微缩，与钢筋结合力强。
以上性能决定了矿渣微粉特别适用于高层建筑、大坝、机场、水下及地下建筑等特殊工程。
3．矿渣微粉的生产工艺根据现有的装备情况，理论上可采取立式磨、辊压机、球磨机、振动磨四种终粉磨工艺。
生产企业可根据年矿渣排放量或者矿渣保证供应量，以及当地及周边市场对矿渣微粉的年需求量，确定合理的生产规模。
3.1立式磨的生产工艺用立式磨生产矿渣微粉工艺近年来最为普通，且发展迅速，为各个钢铁公司首选。
由于科学技术的进步，立式磨逐渐克服了震动和材质磨损的不足，逐步用于矿渣微粉的生产，其产品的比表面积一般在420～450m2/kg，但一般不超过500m2/kg，否则容易加剧磨盘和磨辊等粉磨部件的磨损以及震动。
国内所用的立式磨大型均为进口，主要有日本川崎、宇部、丹麦史密斯、德国莱歇磨，德国伯利休斯等国外企业生产的立式磨，中小型立磨以国产为主，主要有中信重工、沈重、黎明重工科技等。
年产6-7万吨矿渣微粉生产线，基本参数与控制指标如下（具体到每个厂情况不同）：（1）规模和基本参数水渣水分：8～15%，粒度：1～3mm，产品水分：≤1%，磨机产量：7～10t/h，年运转率：70～75%，烘干热耗：200万大卡/时湿矿渣（水分按15%计）。
烘干机热源：可选用柴油热风炉、燃煤沸腾炉、高炉煤气炉、发热能力要求在200万大卡/时，每小时消耗标准煤300kg，具体采用何种炉型，要根据具体情况来定。
系统电耗：立式磨20-25kWh/t，全厂48-60 kWh/t。
（2）主机设备立式磨：功率在200kW，产量7～10t/h出磨气体温度：80~90℃出磨风量：~48000m3/h磨机漏风系数：≤5%磨机压力损失：4000~5000Pa液压系统压力：6~8MPa该生产线全厂装机功率约483kW左右。