我公司有一條5000t/d新型干法水泥熟料生產(chǎn)線，通常質(zhì)量穩(wěn)定，但也出現(xiàn)過欠燒料和黃心料兩種不正常熟料。它們的物理性能，如：標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、細(xì)度、比表面積、易磨性、強(qiáng)度等與其形成的工藝條件有一定內(nèi)在聯(lián)系。筆者通過查閱大量資料，對它們之間的聯(lián)系有了較為深刻的認(rèn)識，現(xiàn)將其列舉出來，供各位同仁參考。
1 欠燒料
有一段時(shí)間，由于窯頭窯尾密封，三次風(fēng)管前端等多處漏風(fēng)，造成窯內(nèi)煅燒溫度低，二次風(fēng)溫只有000℃，三次風(fēng)溫850℃左右，比正常時(shí)低100多度。窯系統(tǒng)溫度低，熟料液相不夠，使得新相的形成不好，由此晶體發(fā)育不良，尺寸細(xì)小，礦物間為接觸式膠結(jié)。阿里特偏少，且邊棱不平直;貝利特形狀不規(guī)則，表面無交叉雙晶紋;且孔洞較多，孔徑較大，孔隙率高，升重偏低。熟料表面無光澤，細(xì)碎料多，窯頭飛沙大，料球質(zhì)地疏松，熟料強(qiáng)度低。幾個(gè)欠燒熟料樣品的物理檢驗(yàn)結(jié)果見表1所示。
表1 欠燒熟料樣品的物理檢驗(yàn)結(jié)果
由于熟料孔隙率高，結(jié)構(gòu)疏松，容易粉磨，因此其細(xì)度偏細(xì)，比表面積偏大，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水相對要大一些。
采取的措施：通過搶修，更換窯頭窯尾密封，對三次風(fēng)管漏風(fēng)處進(jìn)行挖補(bǔ)，杜絕窯系統(tǒng)漏風(fēng)。檢修后窯系統(tǒng)恢復(fù)正常，窯電流在740～ 850A之間，二次風(fēng)溫恢復(fù)到1180～1250℃之間。熟料質(zhì)量隨之穩(wěn)定提高，煤耗也有所下降。
2 黃心料
黃心料俗稱還原料。這種熟料心部發(fā)黃且堅(jiān)硬致密，外觀顏色與正常熟料相同，因此又叫黑殼黃心料。黃心料是在煤灰分大(Vad>27%)、窯內(nèi)通風(fēng)不暢、煤粉不完全燃燒、窯內(nèi)呈還原氣氛條件下形成的。
粗煤粒燒剩的焦炭粒子掉落物料中燃燒時(shí)，能把其中的 Fe2O3 還原成 FeO，F(xiàn)eO與SiO2、CaO反應(yīng)逐步生成鈣鐵橄欖石(CFS)，并與C2S生成有限固溶體。在溫度降低到1230℃以下時(shí)，C2S與CFS將離溶成共析結(jié)構(gòu)，當(dāng)溫度較高而又接近1230℃時(shí)，由于CFS的熔點(diǎn)較低，逐步溶入液相而殘留手指狀、樹葉狀貝利特。
這種熟料的另一個(gè)巖相特征為A礦數(shù)量少，發(fā)育差，黃心部分主要為橄欖石化B礦。由于煤灰摻入物料，使SiO2 和Al2O3 成分增加，局部(黃心部分)的KH值下降，再加上煅燒溫度低給A礦形成造成困難。此外，由于Fe3+ 被還原成Fe2+ ，F(xiàn)e2+大量進(jìn)入B礦及玻璃體，所以C4AF 的量極少，中間體的數(shù)量也相對減少。
黃心熟料的外殼在高溫和氧化氣氛下可以被再氧化或煅燒成正常熟料，所以其外觀顏色與正常熟料相同，其巖相結(jié)構(gòu)與正常熟料相似。
由于黃心熟料中出現(xiàn)低溶液相(CFS)，粘度低，流動(dòng)性好，在熟料中容易排出氣體。因此，這種熟料孔隙率低，升重高，熟料致密難磨。其物理性能檢驗(yàn)結(jié)果見表2所示。
表2 黃心熟料物理性能檢驗(yàn)結(jié)果
采取的措施：
(1)在煤質(zhì)差的情況下，盡量將煤粉磨細(xì)，將煤粉細(xì)度由4.0%降為3.0%，以使煤粉燃燒完全。
(2)灰分高的煤與灰分低的煤搭配使用，嚴(yán)格加強(qiáng)煤布料機(jī)和取料機(jī)的操作管理。堆料前將這些煤按比例搭配，堆料時(shí)多煤堆交替堆料，以消除離析現(xiàn)象，穩(wěn)定煤質(zhì)。
(3) 還原氣氛一般是在厚窯皮的情況下產(chǎn)生的。控制合適的熟料三率值，以得到合適的窯皮長度和厚度，使窯皮平整堅(jiān)固。在還原氣氛下，熟料KH一般偏低，我們將熟料三率值調(diào)整到KH=0.880～ 0.890，n=2.6～2.7，P =1.5～1.6。
(4)適當(dāng)減少生料投料量，減小窯內(nèi)物料填充率，改善窯內(nèi)通風(fēng)。
采取以上措施后，經(jīng)過幾天的調(diào)整，熟料質(zhì)量大有改觀。燒出的熟料結(jié)粒均勻，色澤黑亮，熔融感強(qiáng)，熟料脆性大，易于粉磨。阿里特發(fā)育良好，晶形完整，包裹體少;貝利特呈圓形，具有細(xì)而密的交叉雙晶紋，大小均齊。礦物中空洞少而小且分布均勻。正常熟料的物理性能檢驗(yàn)結(jié)果見表3所示。
表3 正常熟料的物理性能檢驗(yàn)結(jié)果
3 結(jié)束語
(1)綜合表1和表2可以看出，欠燒料組織疏松容易粉磨，在粉磨時(shí)間相對短的情況下，0.8mm 篩篩余(1.6%～1.8%)較黃心料(2.4%～3.0%)的低;比表面積(350～358m2/kg)較黃心料(340～350m2/kg)的高。因此其標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量相對偏大。而黃心料致密難磨，細(xì)度粗，比表面積低，其標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量相對偏低。
(2)熟料易磨性還與熟料中C3S含量有關(guān)，C3S含量與熟料的易磨性呈線性關(guān)系。C3S含量高的熟料強(qiáng)度高， C2S含量高的熟料強(qiáng)度低。正常熟料的阿里特晶體幾何軸比大(晶體長度與寬度之比)，一般為2左右，粉磨時(shí)容易斷裂;而正常熟料的貝里特晶體多為圓粒形，因此貝利特的易磨性不如阿里特的易磨性好。