
В связи с растущим спросом на утилизацию промышленных твердых отходов глубокая переработка шлаков (в том числе доменного, сталеплавильного, никелевого и т. д.) стала одним из ключевых направлений развития в строительной промышленности. шлаковый порошок вертикальная вальцовая мельница (VRM) производственная линия, являясь в настоящее время основным процессом измельчения, определяет направление трансформации отрасли благодаря своим преимуществам — интегрированности, высокой эффективности и интеллектуальности. В данной статье представлен подробный анализ технологической схемы, технических характеристик и перспектив применения линии по производству шлакового порошка методом VRM.
На линии по производству VRM из шлакового порошка используется вертикальная вальцовая мельница в качестве основного оборудования для измельчения гранулированного доменного шлака, стального шлака, никелевого шлака и других промышленных отходов до мелкого порошка с контролируемой степенью измельчения и высокой реакционной способностью. Измельчённый гранулированный доменный шлак (GGBFS) обладает высокой реакционной способностью и скрытыми гидравлическими свойствами. При добавлении в цемент или бетон в определённых пропорциях он не только заменяет цемент на равноценной основе, но и значительно улучшает такие свойства бетона, как обрабатываемость, пластичность и тепло гидратации.
Система VRM объединяет в одном агрегате процессы дробления, сушки, измельчения и классификации. По сравнению с традиционными системами с шаровыми мельницами она обладает значительными преимуществами в плане энергопотребления, защиты окружающей среды и автоматизации.
В целом процесс построен по принципу интегрированного потока “дробление — сушка — измельчение — сортировка — сбор — хранение”. Основные этапы следующие:
Сырой шлак доставляется на завод на грузовиках, разгружается в приемный бункер и транспортируется ленточным конвейером в склад сырья. Затем уложенный в штабеля шлак с помощью фронтального погрузчика подается на ленточный конвейер. Во время транспортировки шлак проходит через магнитный сепаратор и вибрационное решето для удаления постороннего железа и крупных частиц, что позволяет предотвратить повреждение вертикальной вальцовой мельницы (VRM). Затем предварительно обработанный материал поступает через весовой бункер и ковшовый элеватор в вертикальную вальцовую мельницу для измельчения.
Крупные куски шлака необходимо сначала измельчить, при этом размер подаваемого материала, как правило, регулируется до ≤30 мм для обеспечения оптимального измельчения. Если влажность сырья высокая (как правило, >8%), его следует предварительно высушить в роторной сушилке, чтобы снизить влажность на входе до ≤6%, что позволит повысить эффективность измельчения.
Измельчение — это основной этап технологического процесса. Материал поступает в мельницу через пневмозатворное питающее устройство и попадает в центр вращающегося измельчающего стола. Вращающийся стол с постоянной скоростью использует центробежная сила чтобы равномерно распределить материал по поверхности, формируя устойчивый слой материала определённой толщины. Материал одновременно подвергается сжатие и сдвиг под высоким давлением с помощью нескольких шлифовальных валков, что обеспечивает измельчение.
В то же время, горячий газ подается снизу или сбоку мельницы для одновременной сушки материала и его измельчения. Система оснащена система автоматического управления загрузкой которая динамически регулирует давление измельчения с учетом таких параметров, как толщина слоя материала, уровень вибрации и потребляемая мощность, обеспечивая стабильную работу.
После измельчения материал переносится потоком горячего газа, поднимающимся через кольцо сопла вокруг края стола. Воздушный поток поднимает мелкие частицы в высокоэффективный классификатор установлен в верхней части мельницы. Квалифицированный мелкий порошок (соответствующий требованиям к степени измельчения) выводится вместе с отработавшими газами; крупные частицы попадают обратно на столик дробилки для повторного измельчения. Некоторые более крупные частицы выводятся во внешнюю циркуляционную систему, где из них удаляется железо, после чего они возвращаются в мельницу.
Газ, насыщенный пылью, поступает в высокоэффективный рукавный фильтр (импульсно-струйный пылеуловитель) для разделения газа и твердых частиц. Собранный шлаковый порошок транспортируется по пневмоскользкам и ковшовым элеваторам в силосы для готовой продукции для хранения. В очищенных выхлопных газах концентрация выбросов пыли может достигать уровня, равного ≤10 мг/Нм³, что значительно превышает национальные стандарты.
Готовый шлаковый порошок хранится в больших стальных силосах или бетонных бункерах. Для обеспечения возможности погрузки устанавливаются нижние погрузочные устройства для сыпучих материалов или машины для фасовки в мешки, навалом или в мешках доставка в соответствии с требованиями заказчика.
VRM использует Принцип межчастичного измельчения в слое, сократив потребление энергии на 20%–30% по сравнению с традиционными шаровыми мельницами. Потребляемая мощность системы составляет всего около 36–42 кВт·ч/т порошка, тогда как системы с шаровыми мельницами обычно потребляют до 80 кВт·ч/т.
Система VRM требует лишь пять основных подсистем: подача, вертикальная вальцовая мельница, внешняя циркуляция, сбор продукта и транспортировка продукта. В отличие от этого, традиционная система шаровой мельницы требует семи подсистем, что предполагает большее количество оборудования и более сложные взаимосвязи.
На всей производственной линии используется полностью закрытая система транспортировки и пылеудаление с использованием отрицательного давления, сводя к минимуму выбросы пыли. Коэффициент готовности системы достигает 93%–97%, что значительно превосходит показатели систем шаровых мельниц 85%–90%.
Система VRM занимает более чем на 30% меньше площади по сравнению с системой с шаровой мельницей — это решающее преимущество для предприятий с ограниченными земельными ресурсами.
На производственной линии используется DCS (распределенная система управления) для удаленного мониторинга, автоматического запуска/останова, оповещения о неисправностях и регистрации данных, что позволяет значительно сократить количество ручных операций.
Система способна перерабатывать шлаки различного состава, размера частиц и содержания влаги. Степень измельчения продукта можно гибко регулировать путем изменения расхода воздуха, температуры газа, давления измельчения и других параметров.
К основному оборудованию линии по производству VRM из шлакового порошка относятся: ленточный питатель + вибрационный грохот + вертикальная вальцовая мельница + генератор горячего газа + пылесборник + силосы для готовой продукции. Различные масштабы производства требуют использования разных моделей VRM:
| Масштаб | Годовая производственная мощность | Типовые модели |
|---|---|---|
| От малого до среднего | 60 000–300 000 т | Серия LM, серия HRM |
| Средний | 300 000–600 000 т | Серия GRMS, PFRMS32 |
| Большой | 600 000–1,5 млн т | Серия TRMS, серия LGMS |
Крупные VRM-установки обладают высокой производительностью на одну машину. Например, 2 млн т/год Система для производства сверхкрупного шлакового порошка обеспечивает значительный эффект масштаба по сравнению с несколькими системами меньшего размера.
Линия по производству шлакового порошка методом VRM оснащена комплексными системами обеспечения экологической безопасности и охраны труда:
Линия по производству шлакового порошка методом VRM позволяет перерабатывать различные промышленные твердые отходы, в том числе гранулированный доменный шлак (водный шлак), стальной шлак, никелевый шлак, марганцевый шлак, и многое другое. Готовый шлаковый порошок широко применяется в:
В связи с продвижением китайской стратегии “двойного углеродного целевого показателя” и углублением политики в области циркулярной экономики рынок утилизации шлаковых ресурсов представляет собой многообещающую перспективу. Возьмём, к примеру, демонстрационную линию по производству GGBFS мощностью 600 000 т/год, построенную компанией Xinxiang Great Wall Machinery: с общим объёмом инвестиций в размере 50 млн юаней, инвестиции полностью окупились всего за два года.