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，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％。 現(xiàn)將我公司熟料產(chǎn)生“白心料”的原因和解決方案簡述如下，供同行參考。

  1 形成機理

  眾所周知， 在組成熟料的四種主要物料氧化鈣、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，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。 可見 “白心料”與還原氣氛有直接關(guān)系。

  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 原因分析

  （1）經(jīng)取樣化驗 （表 1）分析 ，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，與窯內(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。

  從表 1 數(shù)據(jù)可看出， 兩組樣品化學成分基本相近，雖然“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，故可認為“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分（表 2）。

  （2）有一種看法認為 ，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。

  我公司試驗結(jié)果表明， 其并非主要成因， 因為大塊熟料顆粒拿到室外，用風鎬打散，分別進行水冷和風冷，熟料仍是白心或黃心料。 故可認為， 未燃盡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)， 煤很容易產(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。

  （3） 一般工藝管理不嚴格的企業(yè)， 未確定窯的理想熟料臺時產(chǎn)量，為爭取產(chǎn)量最大化 ，過度發(fā)揮窯的產(chǎn)能， 窯熱工制度抗風險能力變差，當質(zhì)量有所惡化時，采取增加頭煤， 加以改善， 但長時間沒有減下來，或采取降窯速，從而改變窯氧含量和填充率， 為還原氣氛產(chǎn)生創(chuàng)造了條件， 從而進一步影響及窯皮的平整度， 長厚窯皮和結(jié)圈等工藝事故，形成白心料就不可避免了。

  4 解決措施和效果

  （1）加強工藝管理。 嚴格操作規(guī)程， 三班統(tǒng)一操作， 均衡穩(wěn)定地生產(chǎn)， 每月進行一次熱工參數(shù)和配料方案優(yōu)化。 根據(jù)生產(chǎn)原始臺帳，找出優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)低消耗的區(qū)間， 生產(chǎn)參數(shù)和配料方案及其原燃材料成分進行分析和總結(jié)， 便于進一步反饋和指導生產(chǎn)。

  （2） 進一步核實噴煤管技術(shù)參數(shù)性能。 噴煤管購進后，首先應對每個風道的橫截面積進行計算， 同一次風機實際作功， 產(chǎn)生的風量計算出各出道的風速， 是否達到設計制造廠家或理論的技術(shù)參數(shù)性能，風速過大的應予以放風處理， 保證煤管火焰的渦流和高推力， 為建立良好熱工制度創(chuàng)造前提條件。

  （3）明確噴煤管的定位。 提高燃燒器角度和增加內(nèi)風， 噴煤管一般情況下調(diào)節(jié)水平位置低 3°， 讓煤灰在落入熟料時燃盡，但操作不好時，往往容易燒耐火磚， 造成局部高溫點。

  （4） 加強煤質(zhì)與配料在生產(chǎn)中的適宜性分析。 在實際生產(chǎn)中，企業(yè)為降低成本或大宗原燃材料品位較低時，劣質(zhì)原燃材料進入生產(chǎn)線，采取均化處理后， 仍需分析總結(jié)煤質(zhì)與配料在生產(chǎn)過程中適宜性， 及時調(diào)整配料方案，保證熟料的產(chǎn)質(zhì)量。我公司實際生產(chǎn)表明， 煤發(fā)熱量越低， 鋁氧率則必須控制在低水平運行。

  （5）加強原燃材料成分的控制 。我公司曾因銅礦渣鐵含量下降，造成大量熟料產(chǎn)生白心料。 經(jīng)分析認為：銅礦渣含有氟化鈣，具有礦化劑的性能，因品位低，配比時摻入量相應提高，造成易結(jié)大塊和厚窯皮，產(chǎn)生“白心料”。 在一次銅礦渣供應不足的情況下， 更換成低品位的鐵礦石，其他控制指標未變，煅燒出的熟料呈墨綠色，解決了白心料現(xiàn)象。 這就進一步證實了工業(yè)廢渣含有或多或少的礦化物， 可降低熟料低固融點溫度， 是造成白心料的一大主要因素。

  我公司加強了上述五個方面工作，取得了較好的防范和處理效果。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析， 游離鈣合格率得到進一步提高，從 73％提高到 87％，增強了安定性。 熟料 3d 和 28d 抗壓強度分別由 24MPa 和 48MPa 提高到 28MPa 和 57MPa， 從而大幅增加了水泥中混合材的摻加量。

  5 結(jié)論

  （1） 還原氣氛是造成熟料夾有白心料的真實原因。 一般在熱工制度不穩(wěn)定（如頭煤過多、長厚窯皮、結(jié)圈結(jié)蛋、 窯速頻繁調(diào)整、 頻繁塌料、窯爐風不匹配等）狀態(tài)下，熟料粒徑大，不均齊，極易產(chǎn)生白心料，嚴重影響熟料質(zhì)量和二次風溫，操作困難，合格率低，煤耗較高，必須結(jié)合生產(chǎn)實際情況及時分析調(diào)整。

  （2） 白心料對熟料安定性和強度的影響隨白心料的增加而惡化，生產(chǎn)過程中必須高度重視。 在良好的熱工制度下， 即使產(chǎn)生少量的白心料， 對熟料強度和安定性不會造成過大影響，僅是色澤問題，不必過于擔心。 但應做好相應的記錄，分析原因，做到白心料不再增加。

  （3） 必須高度關(guān)注原燃材料的指標變化情況，“生在料上， 死在窯上” 說明了實踐是檢驗認知的唯一手段。 因此， 利用數(shù)理統(tǒng)計分析工具， 反求原燃材料的控制指標是指導和處理生產(chǎn)實際問題的有效手段，具有較高的現(xiàn)實意義。

  （4）超產(chǎn)應根據(jù)生產(chǎn)實際情況 ，定出窯臺時產(chǎn)量高限， 即窯理想熟料產(chǎn)量，不能隨意性地創(chuàng)出臺產(chǎn)新高，均衡穩(wěn)定才是生產(chǎn)之根本，也是杜絕“白心料”的有效途徑。