黄心熟料的产生原因与消除方法.doc

. . PAGE word完美格式 国内外不少资料介绍，黄心熟料除较难粉磨、游离氧化钙稍偏高外，一般不影响熟料强度，只是水泥呈灰褐色或灰黄色。由于出口水泥对色泽有严格要求严格，所以必须消除黄心料。 一、产生黄心熟料的原因 　　水泥熟料主要由CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3和MgO、Mn2O3、TiO2等氧化物组成，其中CaO、SiO2、Al2O3都是白色的，熟料所以有颜色，是由于Fe2O3、Mn2O3等染色氧化物的存在。　　白色水泥只含微量的染色氧化物。如果在白水泥的生料中引入一定量的某些染色氧化物，就能产生各种不同颜色的水泥，例如，加Cr2O3得绿色，加CoO得浅兰色(在还原焰中煅烧)或玫瑰红色(在氧化焰中煅烧)，加Mn2O3得黄色(在还原焰中煅烧)或紫色(在氧化焰中煅烧)。由此可见，熟料颜色同染色氧化物的成分及煅烧时的火焰气氛有关。　　在普通水泥熟料中，Fe2O3是主要染色氧化物，它在正常氧化焰气氛中生成C4AF，带棕褐色，与MgO形成固溶体，使熟料呈黑绿色，磨制的水泥呈青灰色。如果在还原焰气氛中煅烧，Fe2O3被还原成FeO，与SiO2生成2FeO·SiO2，称铁橄榄石，呈棕黄色。黄心熟料的生成主要就是由于在还原焰气氛中煅烧，生成铁橄榄石所致。也有人认为是2FeO·SiO与C2S固溶生成钙铁橄榄石CaFeSiO4所致。　　从黄心熟料磨片岩相分析发现，它的黑色外壳的岩相结构与正常熟料无区别，而黄心部分A矿结晶不规则，边线不直，棱角圆钝，甚至没有A矿。B矿颗粒小，表面有包裹物。从黑色外壳与黄心部分的化学成分看:　　SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO FeO　　黑色外壳　20.50 6.73 3.85 65.1 1.44 0.30　　黄心部分　26.24 8.33 3.43 59.11 1.21 0.51　　黄心部分的SiO2、Al2O3和FeO均超过黑色外壳的含量，也证明还原气氛是形成黄心熟料的重要原因。但是，立窑的还原气氛远较回转窑严重，为什么在正常煅烧下可以得到黑绿色葡萄状熟料而没有黄心呢？这是由于立窑内熟料的冷却速度很慢，熟料又具多孔状，在高压鼓风情况下，灼热的熟料遇热空气作用，O2较易渗透到熟料内部，使FeO重新氧化成Fe2O3，熟料颜色又变成黑色。所以高温富氧空气是促使熟料由黄变黑的转化条件。但是熟料必须在1100℃与热空气中的氧起作用，低于900℃时氧化反应速度显著下降。回转窑熟料在冷却带停留时间短的情况下，难以全部得到氧化，便出现外壳又氧化呈黑色，内部为黄色的黄心熟料。黑色外壳的厚度取决于氧化程度。　　熟料冷却速度对颜色的影响，一般认为急冷的熟料颜色不好。有人指出，在高温下，铁化合物分解成CaO与Fe2O3，冷却太快，再化合不能发生时，熟料就变黄色。还有人认为，熟料中玻璃体和结晶液相间的相对数量也是影响颜色的一个因数，冷却太快，熟料中仍有少量结晶的C4AF存在时，呈褐色；慢冷，可能呈深灰色，其深浅度与含铁量有关。　　综上所述，可以认为，在一定生料成分的情况下，还原焰促使生成铁橄榄石，又得不到再次充分氧化，因而形成具有黑色外壳的黄心熟料。熟料的冷却速度对颜色也有一定影响。 二、解决黄心熟料的一般方法 　　(一)克服还原焰气氛　　在回转窑内，大致有四种情况可能形成还原焰。应根据不同情况采取不同措施，克服还原焰气氛。　　1.空气量不足　正常的火焰，煤粉与一次空气从喷煤嘴喷出，经过一段距离到达发火点，这一段是黑火头，煤粉尚未燃烧，有充分的氧；发火后，挥发物迅速燃烧，火焰为温差限制性射流，它在行进中要挟裹周围的二次空气，使固定炭进一步燃烧。这样的火焰，由于总空气量适当，一、二次空气配比合理，所以形状完整，清亮有力，长度适当。一般一次空气供挥发物燃烧，二次空气则供给固定炭燃烧，每1%挥发物，相应配1%一次空气。若空气量不足，必然有较长的还原带(见图1)存在，二次空气不能及时补充，影响固定炭燃烧。　（图）　 因为煤粉与气流的相对速度差小，煤粉燃烧后生成的CO2气膜裹在煤粉表面，不容易离开，成为燃烧的阻力，使燃烧速度变慢，火焰过长，发浑无力，物料在高温带要经过还原气氛区、中性气氛区，最后到达氧化气氛区。在还原区内，Fe2O3被还原成FeO，从Fe2O3与CO的平衡条件来看(图2，容克资料)，在高温区中，只要有少量CO存在，就能将Fe2O3还原成FeO。而且还原区是三个区域中最长的一个。　　 　　（图2） 　　当物料进入氧化区时，由于此区域温度较低，停留时间较短，不具备将熟料全部氧化成黑色的充分条件，从而出现黄心料。　　标定一、二次空气量，分析窑尾废气成分，可以判断总风量是否充足，一、二次风配比是否合理。