Первая валковая мельница для помола шлака Polysius в Китае находится в эксплуатации с 2002 г. в Аншане в провинции Ляонин. Установка для помола, принадлежащая Angang Group Slag Development Company,  точно того же размера, что и та, что эксплуатируется с 1995 г. всего за несколько сот километров оттуда в Корее.

Установка для помола для Аншана была спроектирована для производительности в 90 тонн в час при тонкости помола размолотого продукта из доменного шлака 4000 см2/г  по данным прибора Блейна.

Тем не менее, следуя за тенденцией рынка, установка производит в настоящее время 83 тонны в час размолотого доменного шлака с тонкостью помола 4300 см2/г (по данным прибора Блейна). Для валковой мельницы, сепартора, рециркуляционного ковшового элеватора и системного вентилятора требуется удельная мощность 38.4 кВтч/т, по измерениям датчиков двигателей и для тонкости помола продукта 4300 см2/г (по данным прибора Блейна).

Горячий газ, который необходим для высушивания гранулированного доменного шлака, имеющего обычно содержание влаги 8-12%, доставляется генератором горячего газа. Остаточное влагосодержание размолотого доменного шлака составляет менее 0.3%.
Фото на рисунке 5 демонстрирует мельницу, которая только что построена, с сепаратором, выводным желобом мельницы, подсоединенным к фильтру; вся установка прекрасно покрашена.

Защита от износа

Установка для размола шлака, которая хорошо содержится владельцем, обеспечила высокую степень доступности и эксплуатацию без всяких проблем. Еще не потребовалось замены ни для одной из пластин защиты от износа корпуса мельницы и конуса для защиты от загрязнения сепаратора. Только керамический отливаемый компонент в верхней части корпуса сепаратора был заменен износостойкими пластинами вскоре после ввода в эксплуатацию. Раз в год, по истечении примерно 3500 часов эксплуатации и после производства 300,000 тонн размолотого доменного шлака, поверхности размалывающих элементов были обновлены с помощью наплавки во время планового останова для материально-технического обслуживания. Удельный износ канавок для размола и направляющих валков составляет в совокупности 7.3 г/т.

Для удлинения срока эксплуатации абразивного инструмента большое значение имеет не только соответствующий износ направляющих. Система извлечения железа из внешней материальной сети является очень важным компонентом валовой мельницы для помола шлака Polysius.

Рисунок 6, внизу: Система извлечения железа.

Система извлечения железа

Хорошо известно, что частицы железа, содержащиеся в гранулированном доменном шлаке, являются основной причиной износа деталей мельницы. Именно поэтому особенно важно удалить максимально возможное количество железа. Для этих целей очень хорошо подходит внешняя материальная сеть, поскольку через нее проходит большое количество материала, часть из которого уже частично размолота. Материал, который проходит через сопловое кольцо, попадает на выпускное кольцо, вращающееся вместе с размалывающей плитой. Этот материал проходит через выпускной желоб на ковшовый элеватор.

Материал, который выходит из ковшового элеватора, подается в вибрирующий желоб для того, чтобы обеспечить однородную скорость подачи на магнитный барабанный сепаратор. Вентилирование этого магнитного барабанного сепаратора сконструировано таким образом, чтобы из потока материала удалялось практически чистое железо без всяких следов гранулированного шлака. После прохождения магнитного барабана рециркулированный материал, в конце концов, возвращается на размалывающую плиту. На Рисунке 6 представлено типичное содержание железа, которое обнаруживают в установке для помола шлака с использованием валковой мельницы. У поступающего в мельницу гранулированного доменного шлака содержание железа составляет 0.28%, что соответствует количеству железа 210 кг/ч.

У рециркулируемого в ковшовом сепараторе материала содержание железа 0.7%. Магнитный барабанный сепаратор удаляет около 170 кг железа в час при непрерывной эксплуатации. Содержание железа в валковой мельнице и в готовом продукте хорошо иллюстрируют эффективность работы внешней материальной сети по концентрации железа и облегчению его удаления. Каждое эффективное извлечение железа при помоле положительно отражается на износе мельницы.

Измерение износа на абразивных инструментах

Специальные датчики для валков и размалывающей плиты позволяют оператору размалывающей установки измерять износ на абразивных инструментах через регулярные промежутки времени (Рис. 7). При перенесении на ведомость значений износа (Рис. 8) измеренные значения дают точную картину профилей износа для валков и размалывающих канавок. Черным цветом обозначен износ материала. Эта ведомость регистрирует типичные профили износа для помола шлака, и здесь можно ясно видеть, что износ внутренних валков меньше, чем у внешних валков. В этом случае, узлы валков можно поворачивать с помощью устройства разборки пары валков. Те валки, которые ранее были внутренними, теперь должны стать внешними. Таким образом, все четыре валка имеют одинаковые профили износа, и получается максимальное использование направляющих валков. Для однажды повторно заваренных и наплавленных твёрдым сплавом направляющих поворот узлов валков обычно осуществляют после 3000 - 4000 часов эксплуатации. Еще одним важным аспектом при использовании валковой мельницы являются условия и возможные пути осуществления материально-технического обслуживания. 

 
Рисунок 7, сверху: Измерения износа абразивных инструментов.

Простота доступа и возможность быстрой замены абразивных элементов являются здесь основными требованиями.  Поэтому валковая мельница Polysius дает возможность замены всего узла пары валков. Для этих целей создается специальное оборудование для установки, которое обеспечивает быструю замену через большие люки для материально-технического обслуживания в корпусе.

Повторное заваривание направляющих абразивного инструмента

В Китае большинство заказчиков решает обновлять направляющие своих абразивных инструментов за счет наплавки, эту работу обычно выполняют местные компании. На фото на Рисунке 9 показано, как организован процесс наплавки размалывающей канавки на валковой мельнице для шлака Polysius, которая эксплуатируется в Китае.

Материал шва, как правило, намного тверже материала исходных направляющих, и это обеспечивает преимущество в виде увеличения срока эксплуатации. По имеющимся данным, интервалы между проведением повторного заваривания направляющих абразивных инструментов могут составлять 6000-7000 часов эксплуатации.

Оптимизация конструкции

      На протяжении последних нескольких лет конструкция валковой мельницы Polysius была усовершенствована (Рис. 10). На уже существующей мельнице размера RMS 60/29 в Кэмдене, Нью-Джерси, было произведено несколько модификаций для улучшения эксплуатационных характеристик. Корпус мельницы теперь меньше, и у него круглое сечение для того, чтобы избежать мертвых зон, корпус сепаратора также меньше, рециркуляционный материал перемещается в конус для улавливания загрязнения; также была усовершенствована защита от износа для направляющих штифтов и креплений.

      После оптимизации производительность подскочила с 86. т/ч до 99.0 т/ч при тех же самых параметрах прочности на сжатие для получения качества марки 120 для готового продукта.

 
Рисунок 8, слева: Оценка измерений износа.

Необходимое качество продукта теперь достигается при 5700 см2/г по данным прибора Блейна, т. е. примерно на 300 см2/г меньше чем прежде. Модификации позволили получать более ритмичную эксплуатацию мельницы, а также уменьшение потребления топлива.

Оптимизированная конструкция корпуса мельницы позволяет непрерывно увеличивать скорость газа по всей высоте валковой мельницы, при этом повышается пропускная способность потока газа и, как следствие, можно избежать энергозатратной и нежелательной внутренней циркуляции. Таким образом, обеспечивается воздействие сепаратора на частицы с тонкостью помола  готового продукта, и они могут выводиться из сети помола как можно раньше. Это вновь приводит к получению более грубого материала на размалывающей плите, к более стабильной эксплуатации мельницы и более высокой эффективности помола.

Первые две валковые мельницы Polysius для помола шлака с оптимизированными корпусами в Китае принадлежат ACC Ya-Dong Cement Corporation. Установка для помола шлака в Нанчане находится в эксплуатации с ноября 2005 г. Это валковая мельница типа RMS-51/26 с сепаратором SEPOL RMS-435.

Рисунок 9, сверху: Повторное заваривание размалывающей канавки.

Для подаваемого материала, состоящего на 95% из шлака, 4% из гипса и 1% из известняка, гарантируется производительность 80 т/ч готового продукта с тонкостью помола 4400 см2/г по данным прибора Блейна. Осадок на решетке 45 мм не должен превышать 5%. Гарантируется удельная потребляемая мощность  для мельницы, сепаратора и вентилятора 35.5 кВтч/т, по измерениям датчиков приводных двигателей.

Во время ввода в эксплуатацию в ноябре 2005 г. для смеси из 97% шлака и 3% гипса была получена производительность 94 т/ч при тонкости помола 4580 см2/г по данным прибора Блейна.  Осадок на решетке 45 мм составлял 2.4%. Осадок на решетке 45 мм не должен превышать 5%. Удельная потребляемая мощность  для мельницы, сепаратора и вентилятора 35.48 кВтч/т, с тонкостью помола 4580 см2/г по данным прибора Блейна, по измерениям датчиков приводных двигателей. Для привода мельницы определялся только бонус в 2.95 по сравнению с трубчатой мельницей. Это означает, что для трубчатой мельницы потребуется почти в три раза больше энергии для привода мельницы, чем при использовании валковой мельницы Polysius.  На протяжении последних нескольких лет еще несколько производителей шлаковых материалов сделали выбор в пользу валковых мельниц Polysius, и сделали их одними из самых популярных мельниц для помола шлака в мире, и, особенно, в Китае. В настоящее время восемь валковых мельниц Polysius для гранулированного доменного шлака эксплуатируются в Китае, и еще пять установок было продано за последние месяцы.

В Китае и Южной Корее уже эксплуатируется много установок для помола гранулированного доменного шлака, но общее количество установок для помола гранулированного доменного шлака в Юго-восточной Азии все еще невелико.

Заказчиков из Юго-восточной Азии, которые в настоящее время интересуются помолом шлака, приглашают обращаться за более полной информацией в дочернюю компанию Polysius в Сингапуре.

 
Рисунок 10, внизу: Оптимизация валковой мельницы Polysius.

Литература

1. Geiseler, J., Kollo, H., and Lang, E.: “Infl uence of Blast Furnace Cements on Durability of Concrete Structures” ACI Materials Journal, 92 ( 1995 ) 3, ( May-June ), S. 252/257

2. Lang, E.: “Blast furnace cements” in “Structure and Performance of Cements, 2nd Edition” by J. Bensted and P. Barnes

3. Lohnherr, L., Menzel, K.: “Operating experience with the production of slag cements in a roller mill” in “Polysius teilt mit – 209”

4. Schwiete, H.-E., Dцlbor, E.: “Einfl uss der Abkьhlungsbedingungen und der chemischen Zusammensetzung auf die hydraulischen Eigenschaft en von Hдmatitschlacken” Westdeutscher Verlag, Kцln und Opladen 1963.

С анализом российского рынка металлургических и топливных шлаков Вы можете познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок шлаков в России».

www.newchemistry.ru