随着我国循环经济的发展与节能减排的深入推进，工业废渣高活性微粉的制备与应用研究已成为水泥行业和混凝土行业的热点课题。
众所周知，粒化高炉矿渣系冶金行业高炉冶炼生铁加入石灰石或白云石作熔剂时排出的工业废渣，每生产1t生铁，大约排出0.3t~1.0t粒化高炉矿渣。其矿物成分为CaO－SiO2－Al2O3，三元相图中处于C2AS、CAS2、CS、C2S结晶区，其活性取决于化学成分和矿物组成及玻璃体含量。与通用水泥熟料成分相比，可将矿渣看作是一种经过高温煅烧的低钙、高硅熟料，具有良好的后期强度持续增长能力。
制备矿渣微粉的粉磨工艺主要有以下几种：（1）采用管磨机；（2）辊压机+VSK选粉机+高效选粉机；（3）立磨；（4）筒辊磨。除管磨机外，后三种设备都实现了高效率的料床粉磨，粉磨电耗<45kWh/t，甚至<40kWh/t。尽管管磨机粉磨电耗要比立磨高出15kWh/t左右，但因立磨一次性投资较大，仍有多数企业采用管磨机制备矿渣微粉。本文拟对矿渣开流管磨机各仓抗磨件材料的选择进行探讨，谬误之处，恳望各位同仁予以批评指正。
一、管磨机各仓衬板、隔仓板、研磨体及其它抗磨件的磨损机理
1.磨头衬板（端衬板、盲板）
矿渣磨与水泥磨内配置没有太大的区别，只是由于矿渣的玻璃体含量高、韧性好，显微硬度大（HV650左右），高于新型干法窑熟料（HV550左右）。虽然入磨粒度一般在8mm以下，但因产地不同，化学成分﹑矿物组成及冷却制度不同，其邦德功指数>17kWh/t，甚至>24kWh/t；以邦德功指数数据分类判断矿渣的易磨性属于坚硬的难磨物料，其粉磨特性是易碎难磨（易磨性极差），据某设计院测定矿渣的粉磨功指数比熟料高34%，保利休斯公司试验矿渣易磨性比熟料高出31%。笔者在实际生产工作中还发现：在碱性矿渣﹙碱性系数MO=CaO＋MgO/SiO2＋Al2O3>1.0﹚、中性矿渣﹙MO＝1.0﹚、酸性矿渣﹙MO<1.0﹚三个矿渣品种中，碱性渣的易磨性最好、中性渣居中、酸性渣的易磨性最差；随着CaO/SiO2比值的减小矿渣易磨性变差，且SiO2含量越高，易磨性越差；急冷的矿渣易磨性好，慢冷的矿渣易磨性差。
管磨机内部为四周不限的开放性粉磨空间，仅能依靠研磨体“集群研磨效应”，仍不能像立磨、辊压机那样实现料床粉磨。磨头衬板（端衬板、盲板）位于磨机一仓（粗磨仓）进料端，因入磨矿渣的粒度较小，尚需充分考虑一仓的粗研磨功能，一仓内所用钢球直径不大，一般最大球径椎70mm或小于椎70mm，平均球径大多数<45mm，球的冲击负荷较小，且以粗研磨为主，故磨头衬板受到球的挤压并以1/3～2/3外圆周部位承受磨球及物料相对滑动研磨时形成切削，其磨损机理为切削磨损。
2.一仓（粗磨仓）衬板
矿渣磨机一仓（粗磨仓）所用衬板与水泥磨一仓基本相同，其工作表面形状多数选用对研磨体提升能力较好的曲面阶梯衬板，该衬板提升研磨体的运动轨迹为阿基米德对数螺线，对于同层研磨体的提升高度相同。
由于入磨矿渣的粒度均较小，对应的一仓所配球径一般多采用椎70mm~椎20mm之间的五级或六级级配，因级配中球径较小，单位重量条件下球的个数多，对矿渣的粗磨能力良好。磨机运行过程中，一仓阶梯衬板的磨损机理是由于受到研磨体集群的小能量高频率冲击，随着时间的推移，其疲劳磨损和凿削磨损的加剧而淘汰。
实际运行中观察发现一仓衬板有类似的磨损规律：在相同衬板材质﹑同种被磨物料、相同磨损时间条件下，双螺栓联接的(双孔)大块阶梯衬板磨损程度均大于单螺栓联接的（单孔）小块阶梯衬板，这可能因大块衬板的受力面积大、接受到研磨体冲击次数多所致。矿渣磨内一仓小块阶梯衬板的磨损比较均匀，进磨测量其阶梯大头厚度，一般每块小衬板之间大头厚度最大磨损量与最小磨损量差值不超过3mm;而每块双螺栓联接的(双孔)大阶梯衬板大头厚度最大磨损量与最小磨损量相差值则在3mm~5mm。充分说明：相同抗磨材质时，小块阶梯衬板的整体强度比大块衬板好，且受力面积相对较小，磨机运行中受研磨体冲击次数相对较少，故其磨损程度较小且均匀。
3.过渡仓、细磨仓衬板
矿渣管磨机的过渡仓（第二仓）及细磨仓（第三仓）多采用工作表面小波纹形状衬板，厚度在50mm~65mm，单螺栓或双螺栓联接。其中细磨仓内设有3~5圈“活化环”（或称活化衬板），主要作用是激活微形研磨体的集群能量，消除滞留区，将微段研磨能力及粉磨功效的技术优势发挥至最大化。该“活化环”与研磨体、物料之间相对运动，其磨损机理以切削形式的磨料磨损为主。
矿渣磨的过渡仓和细磨仓除个别情况在过渡仓使用小球外，一般都采用较小规格段（椎18mm以下）或微段作研磨体，且细磨仓内使用的微段最大直径大多在椎14mm以下。由于采用小规格微段，单个段的重量小，在单仓装载量相同条件下，微段的个数多，段与被磨物料间的总接触面积大，是大规格段的2.5倍以上。磨机运转过程中，磨内最外层研磨体被衬板有规律地提升，其运动轨迹以低抛落为主，同时伴有与衬板之间的切向滑动摩擦；在细磨仓内设置的几圈“活化环”，可使小规格研磨体获得更大的动能，充分显示出微段在对微细颗粒物料粉磨作业中独具的“集群研磨效应”，强化对矿渣的磨细能力，最终使得比表面积≥430m2/kg、活性指数为S95或S105级的矿渣微粉。
综合上述分析认为：矿渣磨机过渡仓、细磨仓内筒体衬板的磨损机理属于低应力划伤式磨料磨损。
4.筛分隔仓板与磨尾出料篦板
筛分隔仓板与磨尾出料篦板其主要功能是：筛析过滤被磨物料；隔离研磨体；磨内通风。
三仓开流矿渣磨内均设置两道筛分隔仓板，每道筛分隔仓板都由安装的固定支架、普通篦板﹙篦缝5mm~8mm﹚、内筛分筛板（内筛分筛板分为普通扇形和螺旋线形两种结构形式，以螺旋线形筛分效果最好，筛板缝一般在1.8mm~3mm之间取值）及盲板与中心导料锥组成。筛分隔仓板充分利用内筛分筛板“小篦缝，大流通”的原理设计而成，普通篦板与内筛分筛板、盲板与中心导料锥均安装于固定支架上，采用螺栓联接形式固定。其中内筛分筛板上有足够多的筛分缝﹙筛分缝有垂直90°和水平180°及弧线形三种形式﹚，用于过滤筛析粗颗粒物料，未能通过筛缝的颗粒则由中心导料锥返回头仓重新粉碎，合乎粒度要求的物料才能进入下一仓研磨；中心导料装置承担通风及过料中的输送、普通篦板和盲板的组合设置则是为了防止内筛分筛板的磨损﹙内筛分板可用厚度2.5mm～3.0mm的不锈钢板制作，防磨效果更好﹚。
整套组合而成的筛分隔仓板安装固定在磨机筒体上，随磨机旋转时对物料进行筛分。筛分隔仓板磨损区域主要以1/3~2/3外圆周部分，此部分受到研磨体及物料相对滑动产生切削应力与挤压应力，其磨损机理为切削磨损。
磨尾出料篦板的磨损机理与磨头衬板（端衬板、盲板）、筛分隔仓板相同。
