矿渣微粉生产技术研究与应用

矿渣微粉新技术

矿渣微粉生产新技术研究与应用

鉴定材料

济钢集团有限公司 2012年10月

矿渣微粉新技术

矿渣微粉生产新技术研究与应用

鉴定材料目录

鉴定材料之一…………………………………..鉴定大纲 鉴定材料之二…………………………………..研制报告 鉴定材料之三…………………………………..技术报告 鉴定材料之四……………………………..应用情况报告 鉴定材料之五…………………………经济效益分析报告 鉴定材料之六……………………………..科技查新报告

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鉴定材料之一

矿渣微粉生产新技术研究与应用

鉴定大纲

鉴定委员会 2012年 10月

矿渣微粉新技术

受冶金工业总公司的委托,鉴定委员会对济南鲁新新型建材有限

公司完成的“矿渣微粉生产技术研究与应用”项目进行技术鉴定，鉴定委员会制定鉴定大纲如下：

一.项目基本情况

项目名称：矿渣微粉生产技术研究与应用 任务来源：自选

完成单位：济南鲁新新型建材有限公司 协作单位：

项目起止时间：2004年2月-2009年2月 二.鉴定性质

新技术鉴定，终结鉴定。 三.鉴定依据

国家或行业行业标准（国内外技术现状资料等）。 四.鉴定内容

1. 是否完成合同或计划任务书要求的指标； 2. 技术资料是否齐全完整，并符合规定； 3. 应用技术成果的创造性、先进性和成熟程度； 4. 应用价值及推广的条件和前景； 5. 总体性能、水平的评价； 6. 存在问题和改进意见。 五.鉴定程序

（一）讨论通过鉴定大纲

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1.济南鲁新新型建材有限公司作工作报告 2.济南鲁新新型建材有限公司作技术报告 3.介绍监测、使用情况或用户意见 4.介绍查新结果 （三）现场考察、监测 （四）质疑和解答 （五）评议

（六）讨论并形成鉴定意见，专家签字。 六.鉴定材料及提供单位：

1.鉴定大纲…………………………….. 鉴定委员会 2.研制工作报告……………济南鲁新新型建材有限公司 3.技术工作报告……………济南鲁新新型建材有限公司 4.应用情况报告……………济南鲁新新型建材有限公司 5.经济效益分析报告………济南鲁新新型建材有限公司 6.科技查新报告…………….根据查新单位据实填写

鉴定委员会

二Ｏ一二年 十月

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鉴定材料之二

矿渣微粉生产新技术研究与应用

工作报告

鉴定委员会 2012年 10月

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矿渣微粉生产新技术研究与应用

工作报告

1、课题背景

济钢集团公司每年产生280多万吨矿渣，以各种形式售给周边水泥厂，附加值很低，且有相当一部分作为废渣排放。济钢集团针对水泥工业结构调整，积极寻找矿渣的新用途、新出路。通过国内外的调查研究，吸取兄弟钢铁公司有益经验，发现对矿渣进行磨细深加工并与水泥熟料粉混合可以做成矿渣水泥。矿渣水泥作为一种建筑材料在世界许多国家和地区早已广泛用于大坝工程、水下工程、道路工程、防腐蚀工程、大型建筑工程等。由于掺有矿渣微粉制备的混凝土具有水化热低、耐腐蚀、与钢筋粘结力强、后期强度高、防微缩等特点，掺有矿渣水泥的混凝土愈来愈受到水泥行业、冶金行业和建筑行业的青睐。

矿渣微粉生产技术主要以炼铁所排放的经水淬、粒化工艺处理后富含玻璃体的高炉矿渣为原料，经过干燥和磨细处理制成细粉材料。它可以等量代替水泥，减少了生产水泥的石灰石等不可再生原料的消耗，与水泥相比，生产一吨矿渣微粉，可以减少一吨CO2的排放，节煤80%,节电50%，是世界公认的绿色建材。

济南鲁新新型建材有限公司自2004年以来一直致力于矿渣微粉生产技术研究，目前已经具备240万吨矿渣微粉的年生产能力。经过几年的运行实践，不断总结经验教训，优化设备工艺，引进吸收先进技术，使矿渣微粉生产技术具备了自动化程度高、粉磨效率高、单位能耗低、粉尘

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污染低、质量波动小及维护检修方便等优点，实现了矿渣微粉生产的稳定高效，提高了矿渣附加值，减少矿渣占地，减少环境污染。鲁新矿渣微粉生产成为济钢创建全国循环经济示范企业的重要支撑，是济钢创建都市型钢厂、资源节约型、环境友好型企业的一颗闪亮的明珠。 2、工作进展

济南鲁新新型建材有限公司针对矿渣微粉生产技术深入研究，与山东工业设计研究院、合肥水泥研究院及新进的立磨厂家积极合作，大胆创新引进，实现生产技术的提升。2004年以来取得以下工作进展：

2004年-2006年：第一条矿渣微粉生产线投产 2006年-2008年：第二、三条渣微粉生产线先后投产 2010年-2011年：具备领先技术的第四条微粉生产线投产 2010年-2011年：矿渣微粉产品质量稳定获得行业及市场认可，2009年鲁新牌高炉矿渣粉S95级产品，认定为山东名牌产品；2010年获得中国建筑材料联合会颁发的AAA级信用企业称号；2010年获得高新技术企业证书。

3、主要工作

济南鲁新新型建材有限公司几年来一直从事矿渣微粉生产线技术

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研究，吸收引进新设备新技术，提高运行效率，实现生产稳定高效运行。

（1）矿渣微粉生产技术选型与设计的研究。由于高炉矿渣易磨性特差，同时矿渣的产品细度要求高，通过广泛的调查研究对比，矿渣粉磨产线选用先进的辊式立磨，集烘干、粉磨、选粉、输送为一体，具有烘干能力大、粉磨效率高、占地面积小、无粉尘污染、工作噪音小、运行平稳可靠、维护检修方便等优点，磨机对物料的适应性强，产品质量稳定，成品颗粒球化效果好，细度容易调整，颗粒级配合理。矿渣粉磨生产线中的喂料系统、粉磨系统、回料系统、收尘系统和热风系统等生产线配套系统，经过土建施工、设备的安装调试等阶段，先后建成4条矿渣微粉生产线。

（2）矿渣微粉生产选粉节能技术研究。选粉机是矿渣微粉生产工艺中控制产品质量以及生产能耗的重要组成部分。但是传统选粉机结构缺陷，造成选粉室气体流动不平稳且相互干扰，物料颗粒相互撞击胶粘，结成大颗粒，影响选粉效率；气流紊乱产生较大阻力，造成风机能耗增加。公司与德国LOSHEN公司技术合作，通过模拟软件对立磨工况下气流流动以及成品颗粒分布动态研究，在传统选粉机的结构基础上创新，改良设备结构，增加选粉机气流导向总成，有效稳定了成品质量，提高了选粉效率，降低了生产能耗。

（3）矿渣微粉生产收尘技术研究。除尘器是立磨产线中重要的产品收集设备，其设备性能直接影响到矿渣微粉成品的质量。由于传统收尘器设计缺陷较多，结构布臵不尽合理，过滤面积小，造成机械阻力大、布袋磨损快，设备使用寿命短，故障率高，而且时常粉尘外泄，污染环

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式脉冲布袋收尘器，改进设备结构，延长了使用寿命、收尘效率高，不会引起二次飞尘，设备阻力小、能耗低、降低了维修费用，减少环境污染。

（4）矿渣微粉生产在线监测系技术研究。3150KW立磨减速机在立磨系统中非常重要，减速机一旦发生故障，除设备维修本身所需的时间和经济成本外，还直接导致全线停产的恶劣后果，使企业蒙受巨大经济损失。我公司经过立磨专业设计人员和德国DALOG公司技术交流，针对鲁新立磨检测要求，研发立磨在线监测系统。根据在矿粉立磨监测过程中积累的大量现场经验和数据资料，监测系统将传统的振动信号分析、先进的扭矩信号监测和矿粉生产工艺数据有效结合起来，不仅监测滚子轴承，而且监测齿轮箱的齿轮啮合，能够较好地避免在生产中的许多可能发生的减速机故障。 4、应用情况以及效益

（1）矿渣微粉生产技术应用以来，平均入磨台式产量稳定在100t/h，产品质量稳定在420m2/kg以上，设备运转率高达95%（设备调试期除外），目前在同行业中处于领先水平。鲁新建材有限公司了具备年产240万吨高炉矿渣微粉能力，年处理冶金渣300万吨，销售收入突破38000万元实现济钢冶金渣的全部再循环和增值利用。

（2）社会效益

矿渣微粉可以等量代替水泥，减少了生产水泥的石灰石等不可再生原料的消耗，与水泥相比，生产一吨矿渣微粉，可以减少一吨CO2的排放，节煤80%,节电50%，年产60万吨矿渣微粉线项目建成投产后，相比

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体的排放，同时节约标准煤6万吨，节电200万度左右，节能和环保效益明显。

（3）基于鲁新牌矿渣微粉良好的性能，鲁新牌矿渣微粉被评为山东名牌产品，是济钢创建全国循环经济示范企业的重要支撑，是济钢创建都市型钢厂、资源节约型、环境友好型企业的一颗闪亮的明珠。 五、技术创新点

(1）采用国际先进的LDC型选粉机，在理论模拟立磨选粉机气流流动以及粉尘颗粒分布的基础上，创新改善选粉机气流导向总成结构。新型选粉机应用后，选粉机以及主排风机等设备的有效功率提高，无效功率大幅度降低；由于导流板的气流疏通作用，大大减少系统的压力损失，改善磨内涡流气旋的存在场。系统产品质量稳定，节能达到4—8%（单位电耗降低2-3kwh/t）。

(2)KDMC8230气箱脉冲除尘器通过增大过滤面积，改良清灰模式，降低了气布比、过滤风速；采用单总风道双侧分风，减少局部阻力；增加导流均风装臵，解决了内部均风问题，降低滤袋负荷。除尘器压差一直保持在1300pa，出口浓度小于25mg/Nm3，运行工况良好，滤袋、袋笼等使用寿命增加，风机电耗降低，环境污染少。

(3) DALOG设备状态检测系统为减速机保驾护航。 监测系统能够实时监测减速机扭矩信号及震动加速度信号，将传统的振动信号分析、先进的扭矩信号监测和水泥生产工艺数据有效结合起来，中控画面中根据设臵的扭矩最大值报警、扭矩平均值报警、扭矩动态值报警、扭矩冲击

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附项目研制人员名单

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鉴定材料之三

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技术报告

鉴定委员会 2012年 10月

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矿渣微粉生产新技术研究与应用

摘要：济南鲁新新型建材有限公司多年来一直致力于矿渣微粉生产技术的研究，通过设备结构改进工艺提升等手段，产线运行参数持续优化，实现矿渣微粉生产平稳高效运行，产品质量合格率高，生产能耗低，实现了矿渣资源的高附加值转化。

一、 项目概况

矿渣是从高炉中以熔融态流出后，经水淬急冷处理后形成的，一般含有80～90%的玻璃相，其主要矿物为C2AS、CAS2、CS、C2S等主要活性矿物。一般矿渣活性较高，可作为水泥的活性材料。

对于工业废渣，国务院要求各部门加以综合利用，变废为宝，提倡“谁排放谁利用，谁投资谁收益”的原则。对于建材工业，提出利用工业矿渣生产水泥。近年来，国家制定了《建材工业“控制总量、调整结构”实施细则》，细则中对水泥工业实施的目标是：围绕控制水泥总量、增加新型干法水泥比例的两个目标，坚决淘汰落后的立窑水泥生产；在不增加总量的前提下，对直径2.2米以上立窑执行“限制、淘汰、改造、提高”的八字方针。

济钢总公司针对水泥工业结构调整，积极寻找矿渣的新用途、新出路。通过国内外的调查研究，吸取兄弟钢铁公司的有益经验，发现对矿渣进行磨细深加工并与水泥熟料粉混合，一方面可大幅度提高矿渣掺入量，另一方面可制备矿渣水泥满足市场上水泥的需求。

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矿渣水泥作为一种建筑材料在世界许多国家和地区早已广泛用于大坝工程、水下工程、道路工程、防腐蚀工程、大型建筑工程等。由于掺有矿渣水泥制备的混凝土具有水化热低、耐腐蚀、与钢筋粘结力强、后期强度高、防微缩等特点，掺有矿渣水泥的混凝土愈来愈受到水泥行业、冶金行业和建筑行业的青睐。

矿渣微粉作为一种新型建筑材料，价格低于水泥，与水泥、石子、黄沙搅拌成的混凝土，具有后期强度高、水化热低、耐磨性好，与钢筋粘结力好等优点。如建筑物的高层化需要超高强混凝土，目前超高强混凝土主要采用掺硅灰和高效减水剂来配制，但硅灰原料缺乏，高效减水剂价格昂贵，这样混凝土成本高，目前日本、台湾、韩国、马来西亚、英国等国及地区采用磨细的矿渣来生产混凝土以降低其成本。随着社会经济的不断发展，大型特殊工程对混凝土特性要求的越来越高，以及对商品混凝土需求量的不断增加，为矿渣细粉的使用创造了条件。随着我国铁路、能源、交通等基础设施、水利建设和住宅建设方面的不断发展，水泥生产正在向贸易中转、商品混凝土方向发展。目前，我国建筑业在迅速发展，从而为商品混凝土的发展创造条件，而矿渣微粉的价格大大低于优质水泥的价格，这样掺入矿渣细粉的商品混凝土成本就可降低不少。同样，矿渣微粉在铁路、能源、交通、水利方面的潜在市场也是巨大的。另外，随着经济发展，优质水泥需求量将不断增加，也将带动矿渣细粉需求市场的不断增大。

因此，建设矿渣水泥粉磨产线，将矿渣粉磨成矿渣微粉，也是钢铁工业和水泥工业寻找矿渣新用途的方向，符合国家调整产品结构、用高

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济钢集团每年产生280多万吨矿渣，以各种形式售给周边水泥厂，附加值很低，且有相当一部分作为废渣排放。本项目主要是以济钢炼铁所排放的经水淬、粒化工艺处理后富含玻璃体的高炉矿渣为原料，经过干燥和磨细处理制成细粉材料，可以等量代替水泥，减少了生产水泥的石灰石等不可再生原料的消耗，与水泥相比，生产一吨矿渣微粉，可以减少一吨CO2的排放，节煤80%,节电50%，是世界公认的绿色建材。矿渣微粉生产技术将矿渣深加工成矿渣微粉，基本实现济钢矿渣全部资源化处理。不仅能大大提高矿渣的附加值，而且能减少矿渣占地，减少环境污染，可以说是一个生态环保工程。

图1.1 矿渣微粉生产线

二、 矿渣微粉生产工艺流程以及主要组成 2.1 矿渣微粉磨型选择

目前用于粉磨物料的方式主要有：球磨机系统、辊式立磨系统。矿

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渣粉磨技术所用的主要原料为易磨性特差的高炉矿渣，同时矿渣的产品细度要求高（≥400m2/kg），因此对矿渣粉磨，不推荐采用能耗比辊式立磨系统高40～50%的球磨机系统。辊式立磨系统尽管比球磨机系统投资偏高，但由于其显著的增产、节能效果和噪音小，适应工厂大型化的要求，为国内外高炉矿渣粉磨的首选方案。

随着国外几大水泥装备公司多年的不懈努力，借助材料科学、机械设计与制造的新成果，对辊式立磨的耐磨材料、液压系统、润滑系统、机械设备等的不断完善和优化，使辊式立磨成为国际上竟相采用的矿渣粉加工的主体设备。辊式立磨作为粉磨设备，它集破碎、粉磨、烘干、选粉为一体，具有电耗低、密封性能好等特点，它可以露天布臵，不需要厂房，流程简单、紧凑。通过新型耐磨材质、辊子和磨盘的改良设计及适当降低磨盘转速等措施，有效地延长耐磨件的使用寿命，降低振动，提高设备运转率。

通过比较得出以下结论:辊式立磨系统能实现本工程中对矿渣细磨的要求。辊式立磨系统具有以下特点：

1）工艺流程简单，主机设备少；控制操作灵活方便，占地面积小，土建费用较低。

2）主机故障率低，运转率高，检修维护方便，劳动强度小。 3）整个系统处于负压状态，无粉尘污染，设备运行平稳，噪音小。 4）系统的节电效果明显，单位产品电耗低。

5）自动化程度高，设备操作方便快捷，整个系统在总控室集中控制，操作人员少，生产成本低。

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细度容易调整，颗粒级配合理。

2.2 粉磨主要工艺流程

粉磨主要工艺流程为：由配料站来的物料经由特殊加工的回转下料器喂入立磨内烘干、粉磨兼选粉，烘干热风由热风炉供给。

喂入磨机的矿渣被磨辊在旋转的磨盘上被碾压，在一定负荷下被粉碎，粉磨后的矿渣被热风，即上升承载空气送入位于立磨上部的高效选粉机中，分选出粗粉和细粉。细粉（即成品）由空气送入袋收尘器收集，经由斜槽、提升机等输送设备运至矿渣粉库。磨内选粉机选出的粗粉落在磨盘上再次粉磨，为了节能和除铁，一部分粗粉由磨盘周边的溢流装臵排出立磨经除铁器除铁后，由循环物料斗提机、分料器等送回立磨内循环粉磨。废气经收尘后由排风机经烟囱排入大气。具体工艺流程图见下表：

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表2.1 矿渣粉磨工艺流程图

进过广泛的研究与讨论，就立磨的工作原理、价格、操作、生

产效率、维护成本等多方面比较改进，最终经选择了LOESCHE立磨作为产线的主体设备。LM46 2+2立磨采用了模块设计的四磨辊，配有锥形的磨辊和扁平的磨盘，其中一对小磨辊除去气体并压实物料，大直径的磨辊将挤压物料并进行粉磨。

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