防水之家讯:我公司5000t/d 生产线于2010年投产,预热器系统采取的是日本川崎公司的KSV炉。篦冷机采取的是德国CP公司生产的第四代篦冷机。整条生产线设备配置均达到先进水平行列。在生产过程中曾一度出现致密黄心料现象,特征是升重较高,致密难磨,黄心熟料的KH 值较低,熟料矿物C3S 的含量偏低,fCaO 较高,强度不高, 影响水泥的安定性及混合材的加入。
水泥熟料的正常生产是在氧化气氛下进行的,但是当燃料燃烧不充分时会产生还原气氛。正常状态下,燃料充分燃烧生成CO2,燃料所蕴含的热能全部释放出来,若氧气不足时,煤粉就会不完全燃烧生成CO,产生还原气氛。还原气氛下烧成熟料外观呈现正常熟料颜色灰黑色,而内部呈浅棕色到棕黄色不等,随烧成还原气氛严重程度的不同,熟料内颜色的深浅程度也不同,严重时熟料呈棕黄色。烧成中出现黄心料,熟料易磨性差,并严重影响水泥的颜色。
一、烧成中熟料黄心的成因:物料在还原气氛下煅烧,高价氧化物Fe2O3被还原成低价氧化物FeO,大量的FeO进入B矿及玻璃体内,使熟料中C3A的含量增加, A 矿的稳定性降低, 在A 矿晶体内部发生成分离析而形成二次B 矿和f-CaO。导致熟料体系中C4AF、C3S形成量减少, 而C2S、C3A、f-CaO 含量增加。黑色矿物C4AF生成量减少而导致熟料黄心。
二、黄心料的危害:有实验指出,与正常煅烧的熟料相比,还原气氛下烧成的熟料中氧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%。主要是因为水泥熟料在还原气氛下烧成,引起了熟料体系中可变价元素Fe的变化, 即Fe3+还原成Fe2+( 熟料中未发现单质Fe 的存在) , 使熟料体系中FeO 含量明显增加; 而且, 由于Fe 元素的价态变化, 将影响熟料体系中铁相的形成, 使熟料中C3A的含量增加, A 矿的稳定性降低, 在A 矿晶体内部发生成分离析而形成二次B 矿和f-CaO。因此, 导致熟料体系中C4AF、C3S形成量减少, 而C2S、C3A、f-CaO 含量增加。通常认为在熟料体系中,A矿是在液相中结晶形成的,一般有两种生长模式,稳定生长和不稳定生长。稳定生长的A矿典型特点就是内部包裹物少,杂质含量低晶体形态规则,晶体结构缺陷少;不稳定生成的A矿内部含有大量的包裹物,晶体内杂质含量高,晶体形态不规则,晶体结构缺陷多。特别是熟料在还原气氛烧成时,中间相矿物的结晶速度较快,熟料结构中将产生较大的拉应力,A矿以不稳定模式生长,内部含有大量包裹物。另外,A矿晶体断面有特殊条纹构造,是由于固溶于A 矿中的Fe2+重新被氧化成Fe3+引起A 矿分解成B 矿所致。由于熟料在还原气氛下烧成, Fe2+取代了部分Ca2+进入C3S 晶格中, 当熟料出炉在空气中冷却时, Fe2+又重新被氧化成Fe3+,Fe3+不能取代C3S 晶格中Ca2+, 在氧化过程中从碱性组分转变为酸性组分, 夺取A矿中的Ca2+化合形成CF2, 这些离子的迁移导致A 矿结构不稳定而分解出B矿。
三、为防止窑内还原气氛的形成,保证窑内燃料的充分燃烧。改善熟料指令及外观颜色,我们从以下几点着手:
(1)抓好原、燃材料进厂质量,控制有害成分的含量,特别是硫含量;做好原料、生料均化工作;控制住生料饱和范围, 以保持入窑生料成分均匀稳定(停窑期间,尽量做一次倒仓工作),进而减小窑头、分解炉用煤量的波动,从而有效保证窑系统热工制度的稳定, 避免因窑内温度的剧烈波动形成黄心料。
(2)停磨期间,要检查选粉机固定和旋转叶片的磨损情况, 一定按照原尺寸、角度修复叶片,防止生料跑粗。
(3)停窑期间,要对入窑流量计进行校验(如果是冲板流量计,要检查内部挠轴的灵活性,对其润滑,防止污尘干扰),防止喂料量波动,从而有效保证窑系统热工制度的稳定。
(4)生产期间,要定时清理烟室、分解炉缩口结皮。定时巡检重锤翻板阀的灵活程度,防止锤轻窜风、锤重堵料; 停窑期间,要人工清理检查入分解炉支管结皮, 使料风充分进行热交换,以保障分解率达标。同时检查三次风阀门的烧损情况,重新调整。
(5)在喂料量与窑速相匹配的条件要求下,坚持"薄料快烧"的煅烧原则,控制窑内的物料填充率;严格执行设计规定的操作参数,统一操作,稳定热工制度,控制好煅烧温度,防止还原气氛出现。
(6)各地煤的品种、品质尽管不一,但在煤粉制备上,要注意控制好均化搭配,细度、水分更应严格控制在要求的范围内。
(7)在炉窑燃烧器的调整方面,要根据自身系统的设计特点、安装特点,掌握合理的喷煤管位置, 摸索一套适应自身物料煅烧的工艺方法, 并及时清理燃烧器端部结焦, 使火焰顺畅有力,保障煤粉有足够的燃烧动力。
(8)合理控制各段篦床上的料层厚度,提高二次风温度,使煤粉快速完全燃烧,降低煤灰沉降量,减少还原气氛的产生。停窑期间,要检查篦板漏风漏料情况,并做相应调整,保障"风尽其用"。
(9)在整个烧成系统方面,相互兼顾,控制好系统风、煤、料的合理搭配,做到: 加产时→先加风→再加煤→最后再加料; 减产时→先减料→再减煤→最后再减风,保持窑内通风顺畅、热工制度稳定,防止黄心料的产生。综上所述, 产生黄心料的根本原因就是窑内形成了还原气氛, 在实际生产中采取以上相应的措施, 稳定热工制度, 就可以避免和减少黄心料的产生,提高熟料的产质量。
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