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(dá)到12% 。對此現(xiàn)象客戶多次進(jìn)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(shí)際生產(chǎn),針對生產(chǎn)的熟料夾有“白心料”事宜,進(jìn)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(jī)理
眾所周知,在組成熟料的四個(gè)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(gè)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(qiáng)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(qiáng),甚至可以把三價(jià)鐵還原成金屬鐵,此時(shí)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(dá)1000mm 左右。大塊球料外殼為堅(jiān)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(jiān)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(rèn)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(gè)方面:
分歧意見一:在實(shí)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(dāng)然判定為“夾生料”。
我公司分析結(jié)論:經(jīng)取樣化驗(yàn)(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(xué)反應(yīng)生成的熟料,具有熟料的各種物理化學(xué)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(rèn)為的“夾生料”現(xiàn)象。
表 1 正常熟料和“白心料 ” 樣品化學(xué)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(shí)制樣分析, R2O=0.5095% ,表觀分解率=90% 。
2 、上述兩個(gè)樣品是同時(shí)取樣,篩選后分析化驗(yàn)結(jié)果。
從上表數(shù)據(jù)可看出,兩組樣品化學(xué)成分基本相近,雖“白心料”中游離鈣達(dá) 4.41% ,但也說明物料在窯內(nèi)已充分固相反應(yīng),物料在液相反應(yīng)中仍然 C2S 吸收CaO,變成 C3S 不充分,我認(rèn)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(biāo)即可斷定。
沒有正常熟料強(qiáng)度高,強(qiáng)度貢獻(xiàn)值僅是正常熟料的 74.39% ,游離鈣較高,雖對整體熟料強(qiáng)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(biāo)對比表
內(nèi) 容 |
比表面積 |
3天抗壓強(qiáng)度 MPa |
28天抗壓強(qiáng)度MPa |
安定性 |
同期熟料 |
350 |
23.1 |
48.8 |
合格 |
白心料 |
355 |
22.6 |
42.4 |
疏松 |
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(jìn)行制樣。
3 、正常熟料指生產(chǎn)正常區(qū)間,無白心料時(shí)期熟料的綜合樣。
分歧意見二:在熟料煅燒過程中,如果通風(fēng)不良,就會產(chǎn)生還原氣氛,此時(shí)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(yīng)的顏色。但是熟料進(jìn)入篦冷機(jī)后,由于空氣中含氧量提高,往往變成氧化氣氛,此時(shí)熟料中的低價(jià)氧化鐵就慢慢被氧化成三價(jià)鐵,又重新變成了黑色,但是由于此時(shí)熟料已經(jīng)結(jié)粒,氧氣擴(kuò)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(yàn)結(jié)果表明,并非主要成因,因?yàn)榇髩K熟料顆粒拿到室外,用風(fēng)稿打散,分別進(jìn)行水冷和風(fēng)冷,熟料仍是白心或黃心料。個(gè)人認(rèn)為:未燃燼的煤粉落入熟料中繼續(xù)燃燒,在進(jìn)入燒成帶時(shí)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(yīng),產(chǎn)生白心料。