回轉(zhuǎn)窯熟料黃心的成因、危害及調(diào)節(jié)措施

　　我公司5000t/d 生產(chǎn)線于2010年投產(chǎn)，預熱器系統(tǒng)采取的是日本川崎公司的KSV爐。篦冷機采取的是德國CP公司生產(chǎn)的第四代篦冷機。整條生產(chǎn)線設(shè)備配置均達到先進水平行列。在生產(chǎn)過程中曾一度出現(xiàn)致密黃心料現(xiàn)象,特征是升重較高，致密難磨,黃心熟料的KH 值較低，熟料礦物C3S 的含量偏低，fCaO 較高，強度不高， 影響水泥的安定性及混合材的加入。

　　水泥熟料的正常生產(chǎn)是在氧化氣氛下進行的，但是當燃料燃燒不充分時會產(chǎn)生還原氣氛。正常狀態(tài)下，燃料充分燃燒生成CO2，燃料所蘊含的熱能全部釋放出來，若氧氣不足時，煤粉就會不完全燃燒生成CO，產(chǎn)生還原氣氛。還原氣氛下燒成熟料外觀呈現(xiàn)正常熟料顏色灰黑色，而內(nèi)部呈淺棕色到棕黃色不等，隨燒成還原氣氛嚴重程度的不同，熟料內(nèi)顏色的深淺程度也不同，嚴重時熟料呈棕黃色。燒成中出現(xiàn)黃心料，熟料易磨性差，并嚴重影響水泥的顏色。

　　一、燒成中熟料黃心的成因：物料在還原氣氛下煅燒，高價氧化物Fe2O3被還原成低價氧化物FeO，大量的FeO進入B礦及玻璃體內(nèi)，使熟料中C3A的含量增加, A 礦的穩(wěn)定性降低, 在A 礦晶體內(nèi)部發(fā)生成分離析而形成二次B 礦和f-CaO。導致熟料體系中C4AF、C3S形成量減少, 而C2S、C3A、f-CaO 含量增加。黑色礦物C4AF生成量減少而導致熟料黃心。

　　二、黃心料的危害：有實驗指出，與正常煅燒的熟料相比，還原氣氛下燒成的熟料中氧FeO的含量增加1.60%，f-CaO的含量增加1.71%，C2S含量增加8.14%，C3A增加2.84%，而C3S含量降低8.80%，C4AF含量降低4.59%。主要是因為水泥熟料在還原氣氛下燒成,引起了熟料體系中可變價元素Fe的變化, 即Fe3+還原成Fe2+( 熟料中未發(fā)現(xiàn)單質(zhì)Fe 的存在) , 使熟料體系中FeO 含量明顯增加; 而且, 由于Fe 元素的價態(tài)變化, 將影響熟料體系中鐵相的形成， 使熟料中C3A的含量增加, A 礦的穩(wěn)定性降低, 在A 礦晶體內(nèi)部發(fā)生成分離析而形成二次B 礦和f-CaO。因此, 導致熟料體系中C4AF、C3S形成量減少, 而C2S、C3A、f-CaO 含量增加。通常認為在熟料體系中，A礦是在液相中結(jié)晶形成的，一般有兩種生長模式，穩(wěn)定生長和不穩(wěn)定生長。穩(wěn)定生長的A礦典型特點就是內(nèi)部包裹物少，雜質(zhì)含量低晶體形態(tài)規(guī)則，晶體結(jié)構(gòu)缺陷少；不穩(wěn)定生成的A礦內(nèi)部含有大量的包裹物，晶體內(nèi)雜質(zhì)含量高，晶體形態(tài)不規(guī)則，晶體結(jié)構(gòu)缺陷多。特別是熟料在還原氣氛燒成時，中間相礦物的結(jié)晶速度較快，熟料結(jié)構(gòu)中將產(chǎn)生較大的拉應力，A礦以不穩(wěn)定模式生長，內(nèi)部含有大量包裹物。另外，A礦晶體斷面有特殊條紋構(gòu)造，是由于固溶于A 礦中的Fe2+重新被氧化成Fe3+引起A 礦分解成B 礦所致。由于熟料在還原氣氛下燒成, Fe2+取代了部分Ca2+進入C3S 晶格中, 當熟料出爐在空氣中冷卻時, Fe2+又重新被氧化成Fe3+,Fe3+不能取代C3S 晶格中Ca2+, 在氧化過程中從堿性組分轉(zhuǎn)變?yōu)樗嵝越M分, 奪取A礦中的Ca2+化合形成CF2, 這些離子的遷移導致A 礦結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定而分解出B礦。

　　三、為防止窯內(nèi)還原氣氛的形成，保證窯內(nèi)燃料的充分燃燒。改善熟料指令及外觀顏色，我們從以下幾點著手:

　　（1）抓好原、燃材料進廠質(zhì)量，控制有害成分的含量，特別是硫含量；做好原料、生料均化工作；控制住生料飽和范圍， 以保持入窯生料成分均勻穩(wěn)定（停窯期間，盡量做一次倒倉工作），進而減小窯頭、分解爐用煤量的波動，從而有效保證窯系統(tǒng)熱工制度的穩(wěn)定， 避免因窯內(nèi)溫度的劇烈波動形成黃心料。

　?。?）停磨期間，要檢查選粉機固定和旋轉(zhuǎn)葉片的磨損情況， 一定按照原尺寸、角度修復葉片，防止生料跑粗。

　?。?）停窯期間，要對入窯流量計進行校驗（如果是沖板流量計，要檢查內(nèi)部撓軸的靈活性，對其潤滑，防止污塵干擾），防止喂料量波動，從而有效保證窯系統(tǒng)熱工制度的穩(wěn)定。

　?。?）生產(chǎn)期間，要定時清理煙室、分解爐縮口結(jié)皮。定時巡檢重錘翻板閥的靈活程度，防止錘輕竄風、錘重堵料； 停窯期間，要人工清理檢查入分解爐支管結(jié)皮， 使料風充分進行熱交換，以保障分解率達標。同時檢查三次風閥門的燒損情況，重新調(diào)整。

　?。?）在喂料量與窯速相匹配的條件要求下，堅持"薄料快燒"的煅燒原則，控制窯內(nèi)的物料填充率；嚴格執(zhí)行設(shè)計規(guī)定的操作參數(shù)，統(tǒng)一操作，穩(wěn)定熱工制度，控制好煅燒溫度，防止還原氣氛出現(xiàn)。

　?。?）各地煤的品種、品質(zhì)盡管不一，但在煤粉制備上，要注意控制好均化搭配，細度、水分更應嚴格控制在要求的范圍內(nèi)。

　?。?）在爐窯燃燒器的調(diào)整方面，要根據(jù)自身系統(tǒng)的設(shè)計特點、安裝特點，掌握合理的噴煤管位置， 摸索一套適應自身物料煅燒的工藝方法， 并及時清理燃燒器端部結(jié)焦， 使火焰順暢有力，保障煤粉有足夠的燃燒動力。

　?。?）合理控制各段篦床上的料層厚度，提高二次風溫度，使煤粉快速完全燃燒，降低煤灰沉降量，減少還原氣氛的產(chǎn)生。停窯期間，要檢查篦板漏風漏料情況，并做相應調(diào)整，保障"風盡其用"。

　?。?）在整個燒成系統(tǒng)方面，相互兼顧，控制好系統(tǒng)風、煤、料的合理搭配，做到： 加產(chǎn)時→先加風→再加煤→最后再加料； 減產(chǎn)時→先減料→再減煤→最后再減風，保持窯內(nèi)通風順暢、熱工制度穩(wěn)定，防止黃心料的產(chǎn)生。綜上所述， 產(chǎn)生黃心料的根本原因就是窯內(nèi)形成了還原氣氛， 在實際生產(chǎn)中采取以上相應的措施， 穩(wěn)定熱工制度， 就可以避免和減少黃心料的產(chǎn)生，提高熟料的產(chǎn)質(zhì)量。