摘要:
涇陽聲威建材有限公司一期 2500T/D 熟料生產(chǎn)線于 2004 年投產(chǎn)以來，產(chǎn)質(zhì)量年年創(chuàng)新高，但生產(chǎn)的熟料一直存有“夾心料”，顏色呈白色，較為松散，所占體積一般在5-8% 之間，最高可達到12% 。對此現(xiàn)象客戶多次進行質(zhì)量反饋。我公司高度重視，組織專業(yè)技術(shù)人員結(jié)合實際生產(chǎn)，針對生產(chǎn)的熟料夾有“白心料”事宜，進行了系統(tǒng)的分析和總結(jié)。經(jīng)詢問調(diào)查，“白心料”各水泥廠都會或多或少遇見類似問題，且意見不統(tǒng)一，根治不理想等，現(xiàn)將我公司熟料產(chǎn)生“白心料”的原因和解決方案予以簡述，供同行參考。
1 、形成機理
眾所周知，在組成熟料的四個主要氧化物氧化鈣、二氧化硅、氧化鋁和氧化鐵中，除氧化鐵會產(chǎn)生顏色外，其余三個氧化物均為白色。在氧化氣氛下，氧化鐵為黑色，但在還原氣氛下，根據(jù)還原氣氛的強弱所表現(xiàn)出來的顏色有所不同。比如：黃色、綠色，如果還原氣氛很強，甚至可以把三價鐵還原成金屬鐵，此時表現(xiàn)為白色。因此，氧化鐵在不同程度的還原氣氛下，可以表現(xiàn)出黃色、綠色或白色等不同的顏色。 即“白心料”與還原氣氛有直接影響。
2 、白心料的表觀性狀
熟料煅燒中存在大量的直徑100-300mm 的球形大塊料，最大甚至達1000mm 左右。大塊球料外殼為堅硬的燒成物，而內(nèi)核則為兩類色澤不一的結(jié)構(gòu)物：內(nèi)核為致密型結(jié)構(gòu)的黃色包裹體，即“黃心料”；大多數(shù)為內(nèi)核不堅硬而且易碎松散物料，顏色呈灰白土色的“白心料”。
3 、產(chǎn)生的原因認識和分歧意見
業(yè)內(nèi)人士對白心料的形成原因的分析，且結(jié)論不一，歸納總結(jié)下來主要有以下幾個方面：
分歧意見一：在實際生產(chǎn)過程中，不難發(fā)現(xiàn)，“白心料 ”一般是大塊熟料內(nèi)部易產(chǎn)生，質(zhì)地疏散，且干法線用的是白生料配料燒制，一般情況下，理所當然判定為“夾生料”。
我公司分析結(jié)論：經(jīng)取樣化驗（見表 1 ），可以很容易看出，“白心料”是經(jīng)過高溫煅燒，且經(jīng)過物理化學反應生成的熟料，具有熟料的各種物理化學性能，比窯內(nèi)竄出的生料相比，游離鈣和燒失量均低于“夾生料”，色澤和粒徑均不相同。因此，不是我們認為的“夾生料”現(xiàn)象。
表 1 正常熟料和“白心料 ” 樣品化學成分比對表
樣品 LOSS SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO ∑ KH SN IM f-CaO 熟料 0.5 22.12 4.83 3.67 65.19 2.03 98.34 0.882 2.65 1.33 1.37 白心料 0.65 22.21 4.60 3.83 64.67 2.35 99.05 0.896 2.63 1.20 4.41
注：1 、以上數(shù)據(jù)是生產(chǎn)低堿熟料時制樣分析， R2O=0.5095% ，表觀分解率=90% 。
2 、上述兩個樣品是同時取樣，篩選后分析化驗結(jié)果。
從上表數(shù)據(jù)可看出，兩組樣品化學成分基本相近，雖“白心料”中游離鈣達 4.41% ，但也說明物料在窯內(nèi)已充分固相反應，物料在液相反應中仍然 C2S 吸收CaO，變成 C3S 不充分，我認為“白心料”是經(jīng)過煅燒但沒有完全燒熟之故，但又不是“夾生料”，從燒失量指標即可斷定。
沒有正常熟料強度高，強度貢獻值僅是正常熟料的 74.39% ，游離鈣較高，雖對整體熟料強度會有所下降，但“白心料”也并不是熟料的無效成份（見表2）。
表 2 正常熟料與白心料的部分物理性能指標對比表
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內(nèi) 容 |
比表面積 |
3天抗壓強度 MPa |
28天抗壓強度MPa |
安定性 |
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同期熟料 |
350 |
23.1 |
48.8 |
合格 |
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白心料 |
355 |
22.6 |
42.4 |
疏松 |
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正常熟料 |
342 |
28 |
57 |
合格 |
注：1 、同期熟料指正常取樣，此樣本中含有少量白心料。
2 、白心料指專門挑選出白心料，進行制樣。
3 、正常熟料指生產(chǎn)正常區(qū)間，無白心料時期熟料的綜合樣。
分歧意見二：在熟料煅燒過程中，如果通風不良，就會產(chǎn)生還原氣氛，此時在燒成帶熟料中的氧化鐵就會表現(xiàn)出黃色、綠色或白色，熟料也就變成相應的顏色。但是熟料進入篦冷機后，由于空氣中含氧量提高，往往變成氧化氣氛，此時熟料中的低價氧化鐵就慢慢被氧化成三價鐵，又重新變成了黑色，但是由于此時熟料已經(jīng)結(jié)粒，氧氣擴散到熟料內(nèi)部比較困難，而且熟料溫度下降得很快，這樣就形成了熟料顆粒外表黑色，內(nèi)部白色。
我公司分析結(jié)論：我公司試驗結(jié)果表明，并非主要成因，因為大塊熟料顆粒拿到室外，用風稿打散，分別進行水冷和風冷，熟料仍是白心或黃心料。個人認為：未燃燼的煤粉落入熟料中繼續(xù)燃燒，在進入燒成帶時逐漸包裹，體積變大，由于在熟料煅燒中是高溫缺氧狀態(tài)，煤很容產(chǎn)生大量的CO，造成熟料中的三氧化二鐵發(fā)生還原反應，產(chǎn)生白心料。
