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李杰
6月9曰
在水泥生产中正常熟料是在窑内空气略有过剩的状况下烧成的,即有足够的氧使燃料中的碳完全燃烧成CO2,放出热量。如窑内氧气局限性,燃料燃烧不完全,产生CO时,就形成还原气氛,其反应式为:
C+O2→CO2+408630J/mol
C+12O2→CO+123053J/mo
在还原气氛条件下生产出来的熟料,我们称之为“还原熟料”。在还原气氛下烧成时,窑内热力强度低,高价的过渡型的元素氧化物被还原成低价的,产生多种异常颜色的熟料。据此特点,一般把还原料分为黄心料、绿心料、析铁料三种
还原熟料常见的为黄心料,在熟料中所占比例也较大。而绿心料、析铁料较少出现,虽然存在,量也不多。还原熟料的危害诸多,影响窑的产量、质量、煤耗、热工制度的稳定;影响熟料、水泥的质量外观颜色等。尤其是熟料、水泥的外观上,还原料较多时,不仅熟料颜色难看,就连磨制出的水泥颜色也发黄,水泥顾客极易把此熟料水泥比作立窑的废品熟料黄料球来看待,使顾客购置使用都不放心,影响企业的声誉,因此,必须采用措施进行处理。
1黄心料 窑外分解窑产生的黄心料,可分为:疏松性黄心料和致密性黄心料,疏松性黄心料构造疏松,熟料烧失量高, fCaO也高,后期强度明显减少,它是在窑头温度低,窑尾存在还原气氛下产生的。而致密性黄心料外壳的颜色与正常熟料相似,结粒较大,砸开熟料球,关键呈大小不等的黄心,它是在还原气氛或煤粉直接还原作用下,氧化铁还原致使熟料颜色发黄,当冷却时,表层熟料因再氧化而呈黑色。黄心料其化学成分上最突出的变化就是随黄心程度的增长其中FeO含量也增长,而总的铁含量却没有明显变化;而有些黄心料中SiO2和Al2O3的含量较高,这重要是煤灰掺入导致的。
2 绿心料 有时遇到外观与一般熟料相似,但中间呈嫩绿色的熟料,化学分析表明,此种熟料中含较多Cr2O3、MnO。岩相分析表明含Cr2O3的熟料中A矿颜色变绿,此种A矿称为铬阿利特。Cr2O3重要来自窑中的铬质耐火材料,含MnO的熟料呈绿色的重要原因是β-C2S和MnO形成固溶体,在C2S-Mn2S系统中形成绿色橄榄石(CaO·MnO·SiO2),温度较高时, C2S和CMnS的固溶体也可分解桃红色含锰的B矿。MnO重要来自铁质原料和耐火材料杂质。
绿心料的水硬性差,强度下降。由于Cr3+和低价锰都只有在还原气氛下出现,故绿心料是还原气氛的产物,属还原料。
3析铁料 当窑内通风不良,燃料在缺氧条件下燃烧,则出现强烈的还原气氛,这时熟料中的高价铁化合物被还原成低价铁化合物,甚至金属铁,其反应过程为:2C4AF→C6A2F+C2F C6A2F+CO→2C3A+2FeO+CO2↑ FeO+CO→Fe+CO2
金属铁在高温下为液相,由于表面张力而呈球形圆粒,冷却后保留下来,由于它的折射率比硅酸盐矿物高得多,因此在岩相显微镜下呈很亮的小圆粒。
析铁熟料除金属铁外,重要矿物尚有C2S固溶体和C3A、C12A7,熟料强度明显减少,有时凝结较快,它是窑内热工制度不正常的一种标志。
还原料产生的详细原因
1从煅烧的角度进行分析，风、煤、料配合不好
风、煤、料配合不好,是产生黄心料的主线原因。多数状况是窑系统排风不够或喂料太多。窑头喂煤过多,在一、二次风量不变的状况下,窑内氧含量明显局限性,导致煤粉燃烧不完全,而产生还原气氛,易出现黄心料;窑尾分解炉喂煤过多,将导致预热器框架内温度升高,因而易在缩口、斜坡等部位产生结皮,影响了窑内通风,同样易使窑内氧含量局限性,产生还原气氛,导致出现黄心料;窑系统出现工艺故障,如窑内结大球、结圈或长厚窑皮、窑尾下料斜坡积灰等均可影响窑内通风,导致煤粉不完全燃烧。这些原因的产生,是形成还原料的重要原因,因此在实际生产中要注意风、煤、料三者的合理匹配。
2燃烧器断面位置调整不妥
燃烧器在窑断面位置不合理。二次风局限性,内风和外风的风量、风速比例不合理,风煤混合不好,这些问题的存在也极易产生还原料