0 引言
钢渣是炼钢过程中排出的废渣，生成温度在1560℃左右 ，比水泥熟料的烧成温度要高110左右。钢渣中含有C2S和C3S，高碱度转炉钢渣中两者含量在50％以上，中、低碱度钢渣中两者含量较低。钢渣是一种过烧的硅酸盐水泥熟料，其晶粒较大，结晶致密，水化速度较慢。
钢渣粉是一种活性矿物，它的掺人能改善混凝土的性能，掺人钢渣粉后对提高混凝土后期强度、降低水化热、减少坍落度损失、改善混凝土和易性、防止混凝土早期收缩裂缝、降低氯离子扩散速度、提高混凝土抗冻性及抗渗性方面均有显著效果。在矿渣微粉中掺人适量的钢渣微粉，可提高混凝土的液相碱度，以减轻混凝土中因采用酸f生矿渣后导致的混凝土液相碱度下降而造成的钢筋腐蚀速度加快。钢渣粉和粒化高炉矿渣粉双掺成复合粉，两者l生能取长补短，是混凝土矿物掺合材料的最佳产品。
目前钢铁企业一般通过破碎、磁选、分离、粉磨等方式对钢渣进行处理，分离出的粒子钢可以回炉炼钢，除去铁粒子的钢渣可再通过粉磨的方法进一步制成钢渣粉，把钢渣粉和矿渣微粉、粉煤灰等其它活性材料一道通过一定的比例掺加到混凝土当中，改善混凝土性能、降低混凝土的生产成本。
钢渣的粉磨装备和工艺，可选择的较多，有的用球磨机，也有的用立磨的，本文仅就辊压机联合粉磨工艺法制备钢渣粉技术及其实践进行介绍。
1 工艺设计
1.1 技术思路
太钢钢产量达到1000万t，钢渣年排放量约200万t，其中不锈钢钢渣为9O万t，碳钢钢渣90万t，固态渣20万t。由我院总承包的山西哈斯科科技公司年产30万t超细钢渣粉生产线，主要以处理太钢的碳钢渣为主。该项目所用钢渣原料是太钢公司经过先期多级破碎、磁选后的碳钢渣，太钢碳钢渣的钢渣碱度为2．87，属于高碱度钢渣，活性较好，化学成分见表1。
我们的技术思路是，针对钢渣难磨、含铁量高、除铁困难等特点研发的辊压机+管磨机组成的辊压机联合粉磨工艺系统，尤其是挤压机、气流分级机及其关键部位采取特殊的耐磨材料，以适应钢渣的特点。其中辊压机、气流分级机、高效选粉机等组成闭路预粉磨系统，物料经多次挤压细碎、风力及机械分选、除铁、烘干，逐步细化粉化，由系统收尘器收集细粉作为半成品人磨粉磨；管磨机、磨尾收尘系统等组成开路粉磨工艺系统环节，将人磨细粉最终粉磨至钢渣超细粉成品。该生产线在配料系统预留两个校正料仓，根据需要可以在利用钢渣粉与粉煤灰或者矿渣一起生产双掺粉。
1.2 主机设备
该生产线的主机设备表见表2。
1.3 工艺流程
钢渣由铲车铲入受料斗，由设在受料斗下部的皮带秤进行计量，计量后的钢渣由皮带机、提升机送入气流分级机进行预分选，分选出的粗物料由回料皮带机送入辊压机 卜力。的稳流称重仓。该皮带机配置电磁辊筒，初步选出除粗物料中的钢粒子及其他铁质物料，再南磁选机进一步精选铁质物料，通过计量后入渣钢料斗，定时人工清运。
碳钢渣的水分在3％～5％之问，需要烘干，本系统不单独设烘干车间，设置一个预热式旋风天然气燃气炉，其产生的热风通过热风管道引入静态气流分级机对进入的钢渣和经过辊压机挤压后的物料进行烘干。
稳流称重仓中的混合料连续、均匀地喂人辊压机，经过辊压机的高压挤压，钢渣物理结构被破坏，粒度变小。挤压后的物料由提升机提升送入气流分级机进行风选及烘干。粗物料通过回料皮带机重新返回辊压机进行再挤压，细物料随气流带人高效选粉机进一步分选，粗粉返回气流分级机，细粉则随气流引入收尘器，由收尘器收集下来作为钢渣细粉半成品，经由斜槽直接喂入球磨机进行进一步粉磨；或转运人缓冲仓暂存，通过仓下计量设备计量后由人磨提升机等输送设备喂入球磨机。
磨头设置2座校正料仓，粉煤灰、矿渣粉等双掺料南散装罐车气力输送入仓，通过仓底计量设备、输送设备等输送人磨，用于生产双掺粉。钢渣在挤压分选流程中经过上述多次除铁、烘干处理，钢渣粉水分≤0．5％、含铁量≤2％。
图1为该系统的工艺流程图。
1.4 系统除铁
为避免钢渣原料中混有大块铁件影响辊压机正常运转及设备安全，在受料斗下的送料皮带机上部设置自卸式永磁皮带除铁器，清除钢渣原料中的粒钢，清下的粗钢粒子定期人 清运，粒钢的含铁量>95％。
在气流分级机下部的回料皮带机永磁辊筒，初步选出除粗物料中的铁质物料，再由磁选机进一步精选铁质物料。皮带机永磁滚筒和磁选机的磁场强度一定要在合适的范围内，如果磁场强度过大，就会造成回料过大，铁精粉中含铁量过低。实际生产中要确保铁精粉含铁量>65％。
而预粉磨系统由于采用外循环除铁模式，避免了金属铁粒在磨机中富集造成粉磨效率下降、需频繁清磨而导致运转率降低的弊端。
2 实际效果
该系统施工及安装严格按照我国钢铁行业标准，在确保质量和安全的前提下7个月完成从开工到联动试车结束的全部工作，投产当月便通过全部性能测试。生产统计数据显示：钢渣初始水分3％～5％，磨机产量55．75 t／h，电耗约55 kWh／t(这与碳钢渣中含铁的种类和除铁效果有很大的关系)。依据 《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》 (GB／T20491—2006)一级的技术要求，同时生产出合格的粒钢及渣精粉。
钢渣粉的各种指标对比详见表3
3 结束语
钢渣粉生产制备相比于矿渣微粉，起步较晚，且规模不大，同时受上游钢渣处理工艺及除铁效率的影响，其后续的生产制备工艺及产品性能也受影响。在保证上游来钢渣质量的前提下，选择合理的粉磨工艺和除铁工艺尤为重要。我们只能在生产中不断摸索，调整系统参数，生产出合格的钢渣粉、粒钢和渣精粉，尤其是要研究钢渣中含有大量的非磁性金属的分选工艺。
来源：李卫国 何雪梅 周 强 常毓海
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