活化矿渣微粉，等量替代部分熟料或水泥用量，提高混凝土的综合性能，可以达到降低生产成本、节能减排的目的。中小水泥企业如何利用现有设备进行技改，使廉价的矿渣变废为宝？江苏盐城市兴诚粉磨烘干技术研究中心XCMK专利技术可把现有的球磨机、生料磨改造成为超细矿渣磨，让中小型水泥企业增加活力。
1、矿渣性能
冶炼钢铁的过程中产生的矿渣（俗称水渣）的化学成分与硅酸盐水泥熟料的化学成分十分相似。矿渣是一种具有潜在水硬性的胶凝材料，将矿渣制成超细微粉，具有一定的水化活性，可作为水泥与高性能混凝土的活性混合材料。因而可大幅度提高其在水泥及混凝土中的掺入量，极大改善水泥与混凝土性能。近年来，随着对比表面积400—600m2/kg左右的超细矿渣在水泥及混凝土中应用研究的不断深入，人们逐步认识到超细矿渣具有独特的功能，水泥、混凝土及其它行业对超细矿渣的需求量也不断增加，因而超细矿渣磨的生产“钱景”十分广阔。
30码期期必中销售球磨机、雷蒙磨粉机等磨机机械设备。
2、单独粉磨矿渣
由于粒化高炉矿渣具有致密度较高、相对易磨性较小的特点，因而将其粉磨到400～600m2/kg具有较高的难度。目前，在国内通常采用熟料和混合材分别计量，并同时粉磨的工艺技术路线。但由于矿渣和水泥熟料硬度和易磨性存在较大的差异性，导致混合磨水泥中矿渣组分平均粒径较大，粉磨时矿渣易集中在粗粉中，仅起混合材作用。在球磨机中粉磨矿渣水泥比表面积为300～350m2/kg时，其中矿渣的实际比表面积仅250～270M2/kg左右，这严重制约了矿渣潜在水硬活性的发挥，在生产上则表现为矿渣掺量不能大幅度提高，或提高矿渣掺量而磨机产量降低、电耗剧增。
单独粉磨矿渣不仅可生产高比表面积矿渣粉，而且节能非常明显：
(1)矿渣的质量系数不能全面评价矿渣的质量。相近的质量系数，由于水淬等因素的影响，其活性也不相同。如果矿渣不能达到理想细度，就会造成矿渣对水泥的早期强度贡献小，致使混凝土及其制品的早期强度低，发展潜力不大，矿渣作为填料使用不能充分发挥活性，浪费资源。通过单独粉磨后能充分发挥矿渣的活性，矿渣粉的活性指数能比较科学地反映它的内在质量。
(2)矿渣硬度人、难粉磨，按普通磨生产中作为混合材用难以发挥其活性。如果要达到矿渣的理想细度，务必造成水泥熟料的过粉磨现象，使水泥的早期强度大，但发展潜力小、28天强度低，这也要求我们使用分别粉磨的方法。矿渣单独粉磨才有可能实现它的超细化，从而实现高效利用。矿渣单独粉磨成超细粉，大大提高了它的潜在活性，因此配制的水泥不仅早期强度高，后期强度增长更高，不仅可生产优质矿渣水泥，还可广泛用于混凝土搅拌站，建筑制品和砼工程领域。
(3)由于超细矿渣微粉活性高，随着矿渣粉比表面积的增大，水泥中掺入矿渣粉的比例可以适当提高，因此降低成本，可以任意调节水泥和矿渣粉的颗粒以满足于更多的要求，达到最多的颗粒级配，实现成品的多元化。矿渣比表面积提高到400m2/kg以上时可大幅度增加在水泥中的掺量，可多达50%左右，对混凝上的性能也有益处。尤其是比表面积600m2/kg级的矿渣粉掺量可达70%，但水泥的凝结时间要延长。为了解决这一问题，一般可采取以下措施：一是调整生料配料方案，适当降低熟料的硅酸率提高铝氧率：二是减少石膏掺入量，控制水泥中S03的含量在1.50%左右。通过采取以上措施，凝结时间一般比原来缩短40～80min，其它性能指标基本不受影响，经济效益和社会效益都很显著。
3、超细矿渣磨机设备的选择
目前，矿渣微粉的生产设备国外普遍采用立式磨和选粉机组成圈流系统的生产工艺，国内极个别企业采用这种生产工艺，绝大多数为球磨机开流系统。因为立式磨生产的主要特点：单机产量高、能耗低，但一次性投资较大，国内一般企业难以承受。而球磨机开路生产又存在单机产量低、能耗高、产品细度不易控制等缺陷。不过球磨机历史悠久、技术成熟、运转可靠、操作简单，在水泥厂中普遍采用，这是它的优势所在。因此，我们可以通过XCMK技术将球磨机或闲置中小型管磨机改造成超细矿渣磨，它具有投资较低、产量和成品质量稳定、运行可靠、经济实用等优点，是一个很符合中小型水泥企业节能降耗增效益的选择。
4、矿渣磨及粉磨工艺的改造
粉磨矿渣微粉而言，要想达到高细度、高比表面积、低电耗的效果，磨机内部结构参数及工艺参数的确定起着决定性的作用，即磨内仓位的设置、选粉装置、出料篦板、衬板及研磨体级配的选择是否合适，都会通过台时产量、产品细度、比表面积反映出来。
4.1控制入磨矿渣水分及粒度
由于矿渣微粉在磨内粉磨过程中会产生大量热量，易使原料矿渣中的水分溢出．造成糊球、结团现象，严重影响粉磨效率及电耗，因此入磨矿渣的含水量对其粉磨效果十分敏感，故在现有工艺系统中，要求严格控制入磨矿渣水分低于0.5%～1.0%。矿渣采取先进先用方式，既可自然晾干水分，又可改善入磨矿渣粒度分布。新矿渣的易磨性低于旧陈矿渣，这是由于矿渣在堆积一段时间后，其玻璃体产生脆化，微观结构中的应力释放，易磨性得到显著的改善。
4.2工艺布置调整
(1)矿渣原料中大颗粒含量很少，粒度相对均匀，粒径多集中于0～8mm。因此，为了控制入磨粒度，以利于球仓优化级配，只需在磨前安装10～15mm格筛进行预选分即可。
(2)矿渣对设备的磨损受矿渣中铁的含量影响较大。由于铁具有可塑性，故很难在粉磨设备中被细磨，在球段仓直接影响粉磨效果和产质量。矿渣中的铁会渐渐附集在粉磨系统中，’造成设备进一步的磨损。为了尽量避免这一不利因素，清除铁质是必须的。
(3)烘干最好采用顺流式烘干，烘干不当会影响到矿渣微粉的活性。
4.3超细矿渣磨机磨内仓位及内部结构选择
(1)仓位长度比例的调整。对两仓磨要适当增加段仓的长度，加强研磨的作用；对于中长磨可选用三仓，而长径比小于3的磨机可直接用二仓即可。
(2) XCMK矿渣磨磨内衬板。一般对矿渣粉磨来说，首先要对所用矿渣进行易磨性能指数试验，测得准确的依据，有利于指导磨内结构及研磨体的选用。对易碎性矿渣选用衬板形式时，应考虑不需带料能力过强，适当选用大波纹衬板；随着磨内矿渣细度的变化，衬板形式也应与之作相应变化，以满足研磨体变小而接触面积增大的特性，这时，可适当选用小波纹衬板和平衬板相结合，或适当考虑分级衬板。第三仓应增加活化衬板，来调整物料流速及料层厚度，以利于矿渣比表面积的提高。普通球磨机粉磨水泥时，衬板的材质一般为锰合金钢。但由于粉磨矿渣时磨损大，普通材质使用寿命较短，一般不超过8个月。为此可采用铬锰钼多元合金作为衬板材料，使用寿命提高3--4倍。
(3) XCMK选粉装置。由于矿渣的易磨性很差，所以磨内筛分特别重要，只有用单位体积研磨表面积大的小研磨体对物料进行研磨才能加强磨机的研磨能力，而小研磨体对粒径较大的矿渣物料研磨能力不足，所以要获取好的效果，必须保证进入研磨仓物料的粒径要小且整齐。为此需采用XCMK型复合式筛分装置，针对超细矿渣磨机专门设计适合于超细矿渣磨开流系统的筛孔筛板：①保证筛分装置通过能力；②使细碎后的矿渣强制筛分，较小粒径的矿渣物料迅速进入后仓，较大粒径矿渣返回前仓重新破碎研磨；③粗筛分篦板篦孔要合理，不仅充分发挥前仓破碎研磨能力，同时最大限度减少过粉磨现象，进一步提高研磨体粉磨效率。由于经过筛分进入后仓的都是小颗粒的物料，所以可以采用较小的钢球或微段进行研磨。XCMK型筛分隔仓装置的粗粉筛板可采用铬锰钼多元耐磨合金钢，筛板采用耐磨合金钢，其它材料均采用耐磨合金板。
(4)磨尾出料装置。由于研磨仓采用小钢段或小钢球作为研磨体及运行过程中的碎段杂物，所以出磨装置如果采用普通磨机的出料篦板，则会出现堵塞现象。所以我们采用具有料段分离功能的出料装置，可以使混合粉强制出磨，而研磨体则返回段仓。
4.4调整研磨体级配及装载量
磨机的粉磨效率与研磨体的装载量、填充系数及其级配密切相关。粉磨矿渣时，由于入磨物料粒度的减小，球磨机磨内研磨体的平均球径必然要随之减小。一般来说，最大球的球径在∮60~∮80mm。根据磨机的仓位，减大球、换小球。两仓磨，还应该将隔仓板前移，增加细磨仓长度，并将隔仓板篦缝缩小到适宜尺寸；由于矿渣难磨，研磨体的装载量应适当高于磨机设计装载量，约增加5%～10%，不要超过15%。用小球作研磨体，平均球径缩小，易增加产品的比表面积，使出磨水泥颗粒分布及其形状得以改善。同样重量段的表面积比球高，故研磨能力比球强，实际使用中可利用两者优点进行互补，即在该研磨仓磨中，使用钢球和钢段作为研磨介质。因矿渣难磨的特点建议选用可采用高铬或中铬合金作为钢球（段）。
5、注意事项
(1)作好湿矿渣的筛分工作。由于矿渣微粉系由粒化高炉矿渣经磨细而成，其中含有少量的焦炭及黑色块状重矿渣，不但活性差而且易磨性差，直接影响磨机系统的产、质量，必须予以剔除。在渣场进料口处设置对角线70mm的钢筋粗筛网，初步过滤去除黑色重矿渣及焦炭。湿矿渣经皮带传送入烘干机前，再设置一道对角线30mm的细筛网，确保烘干后的矿渣无大块杂质，为稳定后续磨机台时产量及矿渣微粉质量创造良好的先决条件。
(2)定期补充磨内研磨体。粒化高炉矿渣的显微硬度(HV650)高于水泥熟料(HV550左右)、韧性好、易磨性差，吨矿渣粉研磨体消耗约为水泥磨的两倍左右。为使矿渣微粉具有稳定的比表面积，需定期向磨内各仓补充研磨体，以使磨机能够长期保持较高而稳定的粉磨效率及出磨矿渣微粉的比表面积。
(3)粉磨平衡。物料在粉磨过程中，粉磨时间越长，出磨产品粒度越细、单位产品的电耗越高。但是，随着粉磨时间的延长，物料比表面积逐渐增大，其比表面能也增大，因而，微细颗粒相互聚集、结团的趋势也逐渐增强。经过一段时间后，磨内会处于一个“粉磨—一团聚”的动态平衡过程，达到所谓的“粉磨极限”。在这种状态下，即使再延长粉磨时间，也难以将产品粉磨得更细。这种情况需要避免因磨机温度过高存在的静电吸附问题，或通过磨内结构调整和风量变化的办法合理解决。
6、XCMK超细矿渣粉磨的技术优势效果
随着矿渣微粉在建筑施工和重点工程中的应用，生产超细矿粉的经济效益越来越明显。把现有的水泥磨、生料磨通过XCMK技术改造成为超细矿粉生产线，是实现节约成本、提高效益的有效手段。
(1)石家庄众鑫水泥有限公司∮2.4×13m开路超细矿渣磨，生产比表面积410～420m2/kg的矿渣粉台时产量在15.5～16t/h，吨矿渣粉电耗53.2kWh/t。
(2)江阴华西超细矿粉有限公司先后在三台∮2.4×13m开路超细矿渣磨采用了兴诚XMK专用矿粉专利技术，矿渣粉台时产量提高了2—3T/h，比表面积增加了20m2/kg以上。
(3)江阴海豹水泥有限公司中2.6×13m开路超细矿渣磨，生产比表面积420m2/kg的矿渣粉台时产量在15.5～16t/h，吨矿渣粉电耗降低8—lOkWh/t。
(4)林州林钢水泥有限公司∮2,2×7m开路超细矿渣磨，生产比表面积420m2/kg的矿渣粉台时产量在7.5t/h，吨矿渣粉电耗58kWh/t。
(5)许昌中电投龙源水泥有限公司与新乡电力集团三台∮3.2×13m闭路超细矿渣磨，生产比表面积420m2/kg的矿渣粉台时产量在32～33t/h。
(6)大连财圣水泥有限公司∮2.4×13m开路超细矿渣磨，生产比表面积410～420 m2/kg的矿渣粉台时产量在14～15t/h。
