矿渣微粉生产线外循环磁选系统改造研究_谢军.pdf

d o i:1 0.3 9 6 3/j.i s s n.1 6 7 4-6 0 6 6.2 0 2 3.0 1.0 1 2矿渣微粉生产线外循环磁选系统改造研究谢 军,高启海,王中华,郑立志(鞍山钢铁集团公司矿渣开发公司,鞍山1 1 4 0 2 1)摘 要:论文介绍了矿渣微粉生产线外循环系统的工作原理及鼓型除铁器的结构、原理及工作过程,阐述了除铁器分料板的作用,分析了外排量增大的原因。提出了通过调整除铁器除铁滑板位置的方法解决外排量大的问题,并在此基础上就如何减少设备的故障和保证设备的正常运转提出了切实可行的具体措施。关键词:外循环;除铁器;分料板;外排量;一二级磁选R e s e a r c ho nT r a n s f o r m a t i o no fE x t e r n a lC i r c u l a t i o nM a g n e t i cS e p a r a t i o nS y s t e mo fG G B SP r o d u c t i o nL i n eX I EJ u n,G A OQ i-h a i,WANGZ h o n g-h u a,ZHENGL i-z h i(A n s h a nI r o na n dS t e e lG r o u pC o m p a n yS l a gD e v e l o p m e n tC o,A n s h a n1 1 4 0 2 1,C h i n a)A b s t r a c t:T h i sp a p e r i n t r o d u c e s t h ew o r k i n gp r i n c i p l eo f t h e e x t e r n a l c i r c u l a t i o ns y s t e mo f t h eG G B Sp r o d u c t i o n l i n ea n dt h es t r u c t u r e,p r i n c i p l e,w o r k i n gp r o c e s so f t h ed r u mt y p e i r o nr e m o v e r,e x p o u n d s t h e f u n c t i o no f t h e i r o nr e m o v e rs e p a r a t o rp l a t e,a n da n a l y z e s t h e r e a s o n f o r t h e i n c r e a s eo f t h e e x t e r n a l d i s p l a c e m e n t.I t i sp r o p o s e d t os o l v e t h ep r o b l e mo f l a r g ee x t e r n a l d i s p l a c e m e n t b ya d j u s t i n g t h ep o s i t i o no f t h e i r o nr e m o v i n gs l i d ep l a t eo f t h e i r o nr e m o v e r.A n do n t h i sb a s i sp r a c t i c a lm e a s u r e s i sp u t f o r w a r dt or e d u c et h ee q u i p m e n t f a i l u r ea n de n s u r et h en o r m a lo p e r a t i o no f t h ee q u i p-m e n t.K e yw o r d s:e x t e r n a l c i r c u l a t i o n;i r o nr e m o v e r;m a t e r i a l p l a t e;e x t e r n a l d i s p l a c e m e n t;p r i m a r ya n ds e c o n d a-r ym a g n e t i cs e p a r a t i o n收稿日期:2 0 2 2-1 1-0 7.作者简介:谢 军(1 9 7 0-),高级技师.E-m a i l:s i w e n.l u l g g b s.c o m粒化高炉矿渣是由炼铁过程中排出的废渣经过水淬而成,俗称“水渣”。粒化高炉矿渣中残余铁的含量一般在千分之一到千分之五,这部分铁少部分以块状形式存在,大部分以颗粒状存在。由于矿渣中含有的铁质对矿渣粉磨设备的磨蚀性影响极大。因此,矿渣入磨之前一定要有效除铁手段1。据有关专家研究发现,矿渣中含铁量每增加0.1%,立磨研磨件磨损率将相应增加1 0%2。而颗粒状铁由于包含于原料中,绝大部分无法被带式除铁器磁选出来,因此在立式粉磨工艺中的磨机外循环系统设有鼓型除铁器,将经过碾磨而分离出来的颗粒状铁磁选出来,形成磁性外排物排出系统外。目前现有技术中采用的粒化高炉矿渣微粉生产线的外循环系统均采用一级磁选系统,由此而产生的磁性外排物一般含铁纯度只能达到1 0%1 1%,无法直接循环利用,造成大量浪费。若能将粒化高炉矿渣立磨的磁性外排物更进一步的提纯,将含铁物质进一步回收利用,将大大提高粒化高炉炉渣的附加值,避免资源浪费,减少环境污染,变废为宝,有很好的经济效益和社会效益。1 矿渣微粉粉磨设备1.1 外循环系统在矿渣微粉生产工艺系统中,外循环系统的正常运行是前提保证,其是由斗式提升机、振动给料器、除铁器组成,如图1所示。物料的粉磨过程为:原料通过溜槽进入磨机并直接落到磨盘的中心,物料通过磨盘的14建材世界 2 0 2 3年 第4 4卷 第1期旋转而被带到磨辊的下面,磨完的物料由磨盘的边缘溢出,然后一定比例粉料被通过喷嘴环的蒸汽带带到选粉机中,选粉机将这部分物料分成最终的产品和半成品,半成品落回到磨盘中心再次研磨,最终生产的成品由蒸汽带到下道工序的除尘器中。不能被热气带进选粉机的物料通过喷嘴落入斗式提升机中,经过外循环返回磨机再次研磨3。磨辊通过液压气动装置把压力施加到物料上使物料粉碎,已粉碎的物料被移向磨盘的边缘,由从磨盘周围的喷嘴喷出的气流把这些物料提升到分离器中。粗粉经分离后被集中返回磨盘,细粉则在收尘器中被收集卸出。在气流较小时,粗粉不可能被上升气流提升,它们经过喷嘴环就落下卸出磨外,被斗式提升机输送到立磨喂料装置,并被喂入磨内再次粉磨。外循环方式有如下特点:1)通过调节风环阀改变产品细度,并可使得磨内料床负荷均匀、稳定,提高了粉磨效率;2)粗颗粒的外部循环,有助于降低风机的动力消耗及整个系统的电耗。所以说外循环系统是粗颗粒重新入磨的保证,节约原料的同时也能起到环保作用。同时,物料在粉磨过程中会产生一些金属颗粒,其中水渣大约有0.2%的含铁量会随粗颗粒进入外循环,从而增加磨盘磨辊磨损,减少磨机寿命,所以在外循环系统中要有除铁设备,防止金属颗粒进入磨内。1.2 永磁滚筒除铁器磁选机的磁性滚筒采用强磁材料 钕铁硼为磁源4,可将磁力线最大限度集中在滚筒表面,形成具有高表面磁场、高磁场梯度的工作区域,对铁磁性杂物具有很强的吸力,主要用于细颗粒强磁性矿物性的干式分选,也适用于从粉状物料中剔除磁性杂质或磁性物料的提纯,在冶金、化工、水泥、陶瓷、砂轮、粮食等行业,以及烟灰、炉渣的物料处理方面得到广泛的应用5,6。它具有工艺流程简单、省去浓缩和过滤的脱水作业、设备数量少、占地面积小、节水、成本低、结构紧凑、维修方便等特征,适合在除高温外的各种恶劣环境下使用。此干式永磁筒式磁选机,主要由分选滚筒、磁极、传动装置、给料装置、选箱及架体组成,见图2。分选滚筒通常采用不锈钢板卷制,强度较高,表面覆盖耐磨橡胶。磁系由铁氧体永磁体组成,磁极极性沿周向交变。利用铁磁性杂物可以被永磁铁吸引的原理,设计成滚筒,当含有杂铁的物流经过滚筒表面磁场区域时,夹杂在物流当中的杂铁立即被强大的磁力所捕获,贴附在滚筒表面或刮板表面,当附着杂铁的滚筒旋转至无磁区域时,杂铁在重力场及刮板的作用下,自由坠入弃铁出口,被排出箱体之外;而不受磁场吸引的无杂铁物料在重力的作用下从出料口流出。1.3 设备性能及作用该立式磨机外循环系统具有如下性能:1)外循环系统斗提机的输送量为2 0 0t/h,主要是对立磨分离出的粗颗粒物料进行输送,重新入磨。2)振动给料器主要是使提升上来的物料均匀输送到磁选机。3)磁选机处理量为2 2 0t/h,料层厚度5 0mm。但在实际生产中料层厚度在1 0 01 5 0mm(最大时24建材世界 2 0 2 3年 第4 4卷 第1期2 0 0mm)之间,远大于要求的料层厚度。2 磨机磁性外排量增大原因及改造2.1 原因分析经过实践研究分析,经磨机外循环系统产生的磁性外排物增大的原因包括如下几点:1)物料含水率大于1 0%以上,物料进入磨内不能马上烘干,使外排量增大7。2)由于实际生产中料层厚度在1 0 01 5 0mm之间,远大于料层厚度小于5 0mm的要求。3)磁选机的除铁板延伸到了下料口一侧,使物料和铁粒都进入到除铁口侧,造成除铁口入料量增大,外排量增大。4)每年由于外排物含铁只能达到1 0%1 5%,不可回收利用,年可浪费铁2 0 0t左右,物料25 0 0t左右,给钢铁企业造成大量浪费。2.2 改造方案通过对上述分析的原因进行实际研究,决定对磁选机下部除铁板进行改造(图3中分料板部件),并增加一级磁选系统,具体方案如下:1)对除铁板位置进行调整,使其不延伸至下料口。2)改变除铁板位置,将其放置在下料口溜槽上,变成分料板。3)把分料板做成可调节的活板。根据物料外排情况调整分料板与磁鼓的距离,以达到最佳分料状态。4)当物料含水率大于1 0%时,适当调整立磨温度提高成粉率,降低外循环量。5)在外循环增设一套磁选系统,对经过原有磁选产生的外排物进行重新磁选,达到提高外排物含铁成分(可以循环利用),同时将磁选后的物料返回磨机系统,降低损失,减少污染。所述的外排物管道连接磁性外排物储仓,磁性外排物储仓内设有将磁性外排物进行粒度分级的格筛。改造后的磁选机如图3所示。3 外循环系统改造效益通过对外循环系统中的磁选机实施改造后(见图4),可得到如下效益:1)在生产量不断加大的情况下,通过调整磁选机分料板,并增设一套磁选系统,可减少9 0%以上外排量,含铁率增至9 5%,大大优化了生产过程。2)减少了设备停机时间,提高了劳动生产率。3)净化了厂内/外环境,避免了原料的浪费,降低了员工劳动强度。改造前后立磨外循环运行情况发生明显改善,具体数据如表1所示。34建材世界 2 0 2 3年 第4 4卷 第1期表1 改造前后立磨外循环运行情况对比项目含铁率/%外循环电流/A主电机电流/A立磨振动/(mms-1)改造前1 01 58 51 9 023改造后9 56 51 7 50.514 结 语论文分析了传统矿渣微粉立磨外排量大的原因,在实施改造后可大大提高外排物含铁成分,并可将全部磁选后物料返回磨机,避免了磁性物质的流失,杜绝了浪费,减少了污染,实现零排放,同时提高了高炉矿渣的附加值。通过对矿渣微粉外循环系统的改造,降低了外排量,大大提高了外排物含铁率,减少了堵塞的危险,提高了设备的正常运转率,降低了员工劳动强度,起到了很好的经济效益和社会效益。参考文献1 王国庆.立磨矿渣粉磨工艺及装备先进技术J.中国水泥,2 0 1 7(3):1 0 0-1 0 6.2 张昆谋,郑国良,彭新桥.浅谈立磨磨辊及磨盘表面耐磨堆焊技术J.新世纪水泥导报,2 0 0 5(6):4 7-4 8.3 曹黎颖,程寅夏.立磨矿粉生产过程中的质量控制与管理J.粉煤灰,2 0 1 2,2 4(3):1 7-1 9.4 倪 凯.水渣变化对UM 4 3.6 R立磨工况影响及应对J.水泥工程,2 0 2 1(6):5 0-5 3.5 刘德毅.浅议