还原气氛对熟料组成的影响

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还原气氛对熟料组

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• 2 绿心料有时遇到外观与普通熟料相同,但中间呈嫩绿色的熟料,化学分析表明,此种熟料中含较多 Cr2O3、MnO。岩相分析表明含Cr2O3的熟料中A矿颜色变绿,此种A矿称为铬阿利特。Cr2O3主要来自窑中的铬质耐火材料,含MnO的熟料呈绿色的主要原因是 β-C2S和MnO形成固溶体,在C2S-Mn2S系统中形成绿色橄榄石(CaO·MnO·SiO2),温度较高时, C2S和CMnS 的固溶体也可分解桃红色含锰的B矿。MnO主要来自铁质原料和耐火材料杂质。
•
绿心料的水硬性差,强度下降。由于Cr3+和低价锰
都只有在还原气氛下出现,故绿心料是还原气氛的产物,
属还原料。
6
• 3析铁料当窑内通风不良,燃料在缺氧条件下燃烧, 则出现强烈的还原气氛,这时熟料中的高价铁化合物被还原成低价铁化合物,甚至金属铁,其反应过程为:2C4AF→C6A2F+C2F C6A2F+CO→2C3A+2FeO+CO2↑ FeO+CO→Fe+CO2
13
解决黄心料的方法
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• 1降低原燃料中SO3含量 • 2提高入窑二次风温 • 3减小三次风闸板的开度 • 4提高窑速,采用“薄料快烧”的煅烧方
法 • 5优化调整燃烧器内外风比例 • 6降低煤粉细度和水分
15
Magotteaux测试
• A溶液（2.2-联吡啶溶液）： • 0.25g联吡啶+90ml水+10ml浓盐酸，搅拌均匀后装于琥珀色的滴
•
金属铁在高温下为液相,由于表面张力而呈球形圆
粒,冷却后保留下来,因为它的折射率比硅酸盐矿物高
得多,所以在岩相显微镜下呈很亮的小圆粒。
•
析铁熟料除金属铁外,主要矿物还有C2S固溶体和

水泥生产中熟料的控制方法和常见问题解决办法

作者：天涯孤旅|来自：天涯孤旅水泥生产中熟料出现黄心料有几种情况如何解决？水泥生产中熟料的控制方法和常见问题解决办法？满意答案：1降低原燃料中SO3含量采用SO3含量比较低的原煤和铁矿石尾矿。

控制进厂原煤中全硫含量<1.5%,铁矿石尾矿中SO3含量<1.5%,使熟料中SO3<0.5%,K2O<0.4%,Na2O<0.3%,硫碱比<0.8,减少硫在窑尾的循环富集;同时加强对窑尾烟室工艺参数的监控,发现有异常现象,及时用高压水枪进行处理,减少窑尾烟室结皮的发生。

2提高入窑二次风温篦冷机采取厚料层操作。

料层厚度提高到350～400mm,保证入窑二次风温在1 050～1150℃,三次风温在850～950℃,提高煤粉的燃烧速度和烧成带温度,降低窑尾温度,减少还原气氛。

3减小三次风闸板的开度在保证分解炉内煤粉完全燃烧的前提下,尽量减小三次风闸板的开度,其开度降到40%～45%,优化窑炉用风比例。

4提高窑速,采用“薄料快烧”的煅烧方法适当提高窑速,在系统正常时窑速由3.5r/min提高到3.7r/min,并采用“薄料快烧”的煅烧操作方法以利于窑内物料填充率的降低,增加物料在窑内的翻滚次数,强化物料煅烧。

5优化调整燃烧器内外风比例根据窑筒体温度曲线和窑皮长度,优化调整三风道燃烧器内外风比例,将其调整为:内风70%,外风80%,保证煤粉的充分燃烧。

同时要求现场人员加强巡检,及时清理燃烧器端部的积料,防止端部变形,火焰形状发生改变,影响煤粉的燃烧。

6降低煤粉细度和水分出磨煤粉细度和水分控制指标分别降低到<8.0%和<1.0%,这样更有利于煤粉燃烧速度的提高使煤粉燃烧更加完全。

补充：1、“黄心料”形成的原因1.1原燃材料及生、熟料中有害成分过高进厂原材料化学成分见表1,煤工业分析见表2,生、熟料化学成分及率值见表3。

表3生、熟料化学成分、率值及矿物组成，从表1～表3可以看出,铁矿石尾矿和煤灰中SO3含量偏高,导致熟料中硫碱比过高(SO3/(0.85K2O+1.29Na2O)=1.15),部分硫在窑尾循环富集,造成窑尾烟室结皮。

熟料质量控制及煅烧方面的影响因素

培训材料熟之三料质量控制及煅烧方面的影响因素一、熟料质量控制的重要性1、熟料质量是确保水泥质量的核心，熟料质量达不到要求，难以磨制优质的水泥产品。

其中配料和煅烧是决定熟料质量的关键。

2、从生料到熟料，是一个化学反应过程。

化学反应，最基本的核心就是要求参预化学反应的物质间的比例要满足理论要求。

参预化学反应的某一物质的量，不得过剩或者不足，否则，化学反应形成的结果，不是当初设计的结果。

因此，熟料生产过程实际上要求是很精细的，不是表面上的那种粗糙现象。

3、设计合理的熟料率值，通过良好的煅烧，才干生产出优质的水泥熟料。

1、原料磨工艺变化现代水泥企业，以节能高效为主要导向，装备和工艺流程日益简化和高效。

2、原料磨由过去的球磨机改为现代立磨，原料磨工艺装备的改变，对产品质量的影响。

3、球磨机的工艺特点，决定了生料细度更加均匀，900 孔细度小，只在 3.0%以内， 1800 孔细度在 12%以内。

立磨的生料细度粗， 900 孔细度在 6.0-8.0%， 1800 孔细度在 22%摆布。

由上看出，现代水泥工业改成立磨后，生料的颗粒级配产生了较大的变化，立磨的生料粗大颗粒占比例明显上升，中等颗粒的比例，也较球磨机增加了一倍。

4、现代水泥工业、细度标准的变化。

80 年代，国家旋窑管理规程对细度有控制要求，最开始的标准规定生料细度小于等于 10%，作为一次水泥工艺管理的标准来执行，其后更改为 12%。

后来随着先进水泥工艺发展，生料细度作为一次过程控制指标，再也不强制执行，由企业根据自身生产需要自行控制。

质量体系认证，也将细度标准作为企业自行制定来审核，细度标准被企业自身不断放松标准。

按照现行立磨的生产工艺，生料细度按 10%、12%、16% 等等标准，已经无法满足当前立磨工艺的要求，根据立磨的特点及与窑的产能关系，细度只能控制在 20-22%之间,即使控制较好的工厂细度也在 8 摆布。

但是 , 目前的细度控制指标，不表示细度粗对煅烧没有影响。

影响优质熟料生产的因素

在熟料的生产过程中，压力的控制十分重要。例如，在悬浮预热和窑外分解技术中，需要保持一定的负压以维持系统的稳定运行。而在熟料的冷却过程中，则需要控制适当的正压，以防止外界杂质进入。
湿度
湿度对熟料生产的影响主要体现在物料的水分含量和气体组成上。物料中的水分含量过高会影响烧成温度和烧成速度，进而影响熟料的质量。同时，气体中的水蒸气浓度也会影响窑炉内气氛和熟料矿物的形成。
粉磨方式
不同的粉磨方式对熟料的细度和粒度分布有不同的影响。
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设备因素
设备性能
设备性能是影响熟料质量的关键因素之一。设备性能不佳会导致熟料质量下降，如颗粒大小不均、颜色不纯等。
设备性能的优劣直接决定了熟料生产的效率和产量，高性能的设备可以提高生产效率，减少能耗和原材料浪费。
设备维护
烧成时间的长短也会影响熟料的质量，过短的烧成时间可能导致熟料未完全反应，过长的时间则可能导致熟料过度烧结。
气氛控制
烧成过程中的气氛，如氧化或还原气氛，对熟料的质量也有很大影响。
熔融工艺
熔融温度
熔融温度是熔融工艺的关键参数，温度过高可能导致熔融物过热，温度过低则可能导致熔融不完全。
熔融时间
熔融时间的长短也会影响熟料的质量，过短的熔融时间可能导致物质未完全熔融，过长的时间则可能导致熔融物过度反应。
不同的熟料生产工艺对温度的要求也不同。例如，悬浮预热和窑外分解技术需要在较高的温度下进行，而熟料的冷却过程则需要控制适当的温度，以避免因温差过大导致的裂纹和变形。
压力
压力对熟料生产的影响主要体现在传质和传热过程上。在加压条件下，物质传递速度加快，有利于熟料矿物的形成。同时，压力的变化也会影响窑炉内气体的组成和浓度，进而影响熟料的质量。

熟料煅烧质量的影响因素

优质熟料主要特征是C3S+C2S矿物含量高，碱含量低，矿物晶粒粒径较细小均匀，发育良好，当生料工艺质量参数和粉磨细度、颗粒粒径分布、化学成分、有害成分、率值等保持稳定不变的情况下，回转窑煅烧操作热工制度和煅烧温度、升温速率、峰值温度、保温时间、窑速和冷却速率等就决定了熟料硅酸盐矿物C3S和C2S的含量和活性，熟料中阿里特晶体尺寸发育大小，主要决定于水泥生料的易烧性和窑的煅烧操作热工制度的稳定。

因此，回转窑的煅烧操作热工制度对硅酸盐水泥熟料煅烧质量产生重要影响，以下结合煤质，火焰形状和温度，熟料和煅烧温度，烧成带长度，窑型规格，窑速、升温速率和冷却速率等对熟料煅烧质量的影响作一初步探讨。

一、煤质的影响一般回转窑煅烧用煤质量要求灰分A≤30%，挥发分V在18%~30%，发热量QDW≥5000kcal/kg，煤粉细度要求控制在8%~15%，实际上，我国当前由于优质煤炭供应紧张且价格较高，许多厂家实际达不到这一要求，由于煤粉燃烧后灰分全部沉落在烧成带的熟料颗粒表面上，造成熟料颗粒表面富硅化，从而改变熟料表层矿物成分，C3S含量下降，C2S 含量上升，从而影响熟料质量，当前相应的对策措施，一是适度调整增加干法窑尾分解炉用煤量和降低窑头喷煤量，其比例控制在6:4左右，以增加分解炉中煤灰分与灼烧生料的混合程度，降低窑头煤灰对熟料质量的负面影响；二是采取窑尾分解炉与窑头喂煤质量分别控制，分解炉喂低热值煤，窑头喂高热值煤，可降低劣质煤对窑头熟料质量的不利影响。

二、火焰形状和温度的影响火焰形状的调节一方面取决于煤粉的热值、灰分、细度和挥发分的大小，另一方面还取决于一次风的风速和风量大小，即窑头燃烧器的规格和性能，调整好窑火焰长度也就是调整好烧成带长度，也即调整控制了熟料在高温烧成带停留时间，火焰形状和长度影响到熟料中C3S 矿物的晶粒发育大小和活性。

因此，在烧高强优质熟料时，必须调整火焰长度适中，既不拉长火焰使烧成带温度降低，也不缩短火焰使高温部分过于集中，从而烧垮窑皮和耐火砖而不利于窑的安全运转，回转窑内火焰形状粗细必须与窑断面积相适应，要求比较充满近料而不触料，正常形状保持其纵断面为正柳叶形状。

水泥熟料黄心料的解决措施

水泥熟料黄心料解决措施在水泥熟料煅烧过程中，熟料因煅烧操作的原因容易形成黄心料，而所谓的黄心料包含了两种一种是密实的黄心熟料（称为黄心料），一种是未烧透的松散状黄心料（称为夹心熟料）。

两种黄心料的形成机理不同解决的方式不同，本人经过多年的研究和实践得出如下结论，仁者见仁智者见智现与大家一起分享如下，以供参考。

一、何为黄心料和夹心料及其区别1. 黄心料：熟料内部中心发黄且坚硬致密，外部观察颜色与正常熟料颜色相同我们称为黄心料。

见下图黄心料2. 夹心料：熟料球颗粒外部裹有一层正常颜色的熟料外壳，内部则是被包裹的未烧成的生料芯。

我们称之为夹心料。

见右图夹心料3. 黄心料和夹心料的区别黄心料与夹心料的区别：(1)f-CaO，黄心料f-CaO低，而夹心料f-CaO则高。

(2)煅烧温度，黄心料的黄心是经过高温形成的，而夹心料的心是没经过高温形成的。

(3)质量，黄心料主要是影响熟料的外观颜色，而夹心料不仅影响熟料的颜色还严重影响熟料质量。

二、黄心料形成的机理黄心料：要想知道黄心料形成的过程，首先要明白组成熟料的四个主要氧化物为氧化钙、氧化硅、氧化铝和氧化铁，并且除氧化铁会产生颜色外，其余三个氧化物均为白色。

在氧化气氛下，氧化铁（Fe2O3）为黑色，但在还原气氛下FeO表现为黄色。

黄心料的形成是在熟料煅烧过程中，往往是因煤粉出燃烧器后未充分燃尽之前被包裹在高温带的熟料中继续燃烧所致。

由于是在高温缺氧下燃烧，极易生成CO，CO在物料中因直接和高温带熟料接触，容易和熟料中的Fe2O3产生反应，生成CO2和FeO，此时在烧成带熟料中的化铁就会表现出FeO异常颜色——黄色。

但是当熟料进入冷却带后，由于空气中含氧量提高，这时会产生氧化还原气氛，此时熟料中的低价氧化铁就慢慢被氧化还原为三价铁，又重新变成了黑色。

但是因此时熟料已经结成为熟料颗粒，而氧气扩散到熟料内部比较困难，且熟料温度下降得很快，以至于最后颗粒内部不能完全还原为Fe2O3，所以就形成了熟料颗粒外表黑色（氧化铁以Fe2O3形式存在），内部黄色（以FeO的形式存在）。

熟料28天强度分析

2011年熟料强度 2011年熟料中SiO、GaO、Al和Fe的合量
铁矿石中Fe含量下降，Mg含量上升
60 9
50
7 40
5 30
3 20
10
1
0
-1
1月
2月
3月
4月
5月
6月
7月
8月
9月
10月 11月 12月
2011年铁矿石Fe含量 2010年铁矿石Fe含量 2010年铁矿石Mg含量 2011年铁矿石Mg含量
LOGO
熟料28天强度质量分析
生产部
2011.10.13
今年我公司熟料在操作逐渐稳定的前提下， 28天强度一直呈下降趋势
57 56 55 54 53 52 51
一月
三月
五月
七月
九月
28天强度
立升重和强度具有一定的关联性
62
1400
60
6月份
58
56
54
52
50
48
1380 1360 1340 1320 1300 1280 1260 1240
5.建议进一步优化配料方案，提高硅酸盐矿物含量，也就是进一步提高n，找到合适的P，使熟料结粒细小均齐，有利于二次风温的提高和稳定
LOGO
发言完毕
谢谢大家
生产部
2011.10.13
2.煤的内水逐渐升高，使本来能力不算强的喷煤管进一步降低了性能，即影响了产量，也影响了质量。因此在以后的质量控制中需要对煤的内水进行控制。
3.熟料结粒偏大，二次风温波动大，窑上操作要控制好篦冷机料层厚度，稳定二次风温
4. 砂岩和铁矿石的合量2011年相对2010年有所下降，说明存在其它未测定成分，建议进行测定和控制。

回转窑熟料烧成还原气氛的成因及对熟料的影响

回转窑熟料烧成还原气氛的成因及对熟料的影响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。

事实上还原气氛对熟料烧成产生严重的影响，烧成中出现黄心料，熟料易磨性差，并严重影响水泥的颜色。

（1）还原气氛对回转窑操作的影响（窑后结圈，虽说大窑结圈结球很难但是会影响窑内通风状况）：有专家说：燃料不完全燃烧产生还原气氛是造成预分解系统粘结堵塞的关键原因。

究其原因，煤粉的不完全燃烧使窑内产生还原气氛，未燃尽的焦炭离子沉落在窑后段继续燃烧产生大量的热致使窑内提早出现液相，引起后结圈结球，Fe2O3铁在还原气氛下被还原生成FeO，易形成低熔点矿物形成后结圈。

（2）烧成中熟料有黄心料存在：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，严重时熟料呈棕黄素。

究其原因：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，导致黑色矿物C4AF生成量减少而导致熟料黄心。

正常熟料磨制的水泥是墨绿色的，而还原气氛下烧成熟料磨制的水泥呈灰黄色，水泥用户往往担心灰黄色水泥存在质量问题而不敢放心使用。

（3）影响水泥熟料化学组成和矿物组成的影响：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。

熟料圈的处理办法

熟料圈的处理办法针对窑28～34m 段结圈问题，圈一旦形成，使该处的横断面积显著减少，对窑的热工制度破坏较大，轻则影响窑内通风，熟料产质量下降，重则阻碍物料运动，窑尾出现漏料，导致窑尾密封装置变形损坏，不得不止料处理，频繁结后圈，使窑的运转率降低，煤耗、电耗、砖耗大幅度上升，造成较大的经济损失。

引起结圈的因素很多，形成的机理也较复杂，它与原料性质、生料成分、燃料燃烧特性和燃烧状况、煤灰和生料组成、窑的操作和生产管理水平等有关。

本文通过对不同地域、不同时期投产的1000t/d窑出现的28～34m 段结圈的原因进行分析，并结合生产实践的体会和认识，谈谈该段结圈的预防和处理。

1 结圈原因分析由于预分解窑生料的预热分解在预热器和分解炉内进行，生料入窑时，已有90%～95%的碳酸盐分解。

回转窑的功能之一是将剩余的碳酸钙迅速分解的同时，石灰石质同粘土质组分间，通过质点的相互扩散，进行固相反应，形成C 3A 、C 4AF 、C 2S 。

因28～34m 段正是固相反应带和烧成带交界的过渡带，这个区域内，物料一方面接受火焰辐射对流传给的热量，另一方面由于熟料矿物固相反应是放热反应，固相反应放出的热量约为420～500J/g，理论上放热量达420J/g时，就足以使物料温度升高300℃以上，物料从900℃升到1250℃的时间约为5～6min 。

通常情况下，硅酸盐水泥生料在1250℃开始出现液相，因此在28～34m 这个区域本应不存在液相的产生和固化过程，也就不可能结圈，但是由于原材料形成地质年代和岩相结构上的差异，物料组分中MgO 、R 2O 、SO 3、TiO 2、P 2O 5等次要氧化物含量的不合理，生料成分波动大，窑内热工制度不稳定，燃料燃烧特性和燃烧状况差等方面原因，致使液相开始出现的温度降低，液相在固相反应带提前出现，为结圈创造了条件。

1.1 低品位石灰石的影响根据资料[2]报道，从成岩分析，低品位石灰石是在不适合生物生长的深海还原环境下化学沉积而成:①SiO2、Al 2O 3、Fe 2O 3、CaCO 3及MgCO 3等混合型沉积，没有生物的分异作用，再在较高的地温和巨大的地压作用下，CaCO3与SiO2、Al2O3、Fe2O 3成分可以相互压溶化合在一起，造成CaCO 3晶格十分不完善，甚至可以形成易烧的CaSiO 3(硅灰石) 、CaSO 4、CaO·Al2O 3、CaO·Fe2O 3等矿物；②由于晶格缺陷，SiO 2、Fe 2O 3、Al 2O 3、MgCO 3、SO 3、R 2O 、Cl -等复杂成分增加，使CaCO 3分解温度和液相出现温度下降，这就易结圈。

在线气体分析系统的应用范围——水泥厂中的运用

目前水泥厂回转窑干法生产线从日产1000吨到日产10000吨工艺技术已非常成熟，在全国各地已广泛推广应用。

为提高水泥厂回转窑干法生产线的生产效益，各种新技术相继在不同的生产线上示范应用，譬如在线气体分析系统，具体到富氧燃烧技术，分解炉分级燃烧脱氮技术，燃烧系统的自动化控制技术等都成为行业谋求减少水泥工业污染降低企业生产成本的一个个突破口，但都因各自的种种因素限制了节能效果的进一步提高和实际应用的广泛推广，那么在线气体分析系统的应用在水泥厂中是如何运用的呢？要实行回转窑最佳的经济运行模式，必需综合生产中的多种工作途径并辅以最佳操作水平，才能煅烧出最好的熟料和实现最经济的生产。

（1）在线气体分析系统可以稳定的生料率（2）在线气体分析系统可以稳定的煤质量（3）在线气体分析系统能够稳定生料喂料量（4）在线气体分析系统能稳定的系统风量（5）在线气体分析系统可以稳定的分解炉出口温度（6）在线气体分析系统促进风量、煤、料和窑速的合理匹配（7）在线气体分析系统拥有窑头和窑尾用煤的合理比例（8）窑炉协调，稳定的烧结温度和预热分解温度以及窑炉气氛的控制上述各项途径中最难控制的是第八条窑炉协调，达成稳定的烧结温度、分解温度以及窑炉气氛的最佳控制。

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。

事实上还原气氛对熟料烧成产生有严重的影响，烧成中出现黄心料，熟料易磨性差，并严重影响水泥的颜色，严重的还会造成预分解系统粘结堵塞、窑后结圈结球。

水泥厂窑尾高温气体分析系统是检测窑炉气氛的关键设备，通过窑尾高温气体分析仪的在线测量，可以实时掌握窑炉气氛中CO、O2、NO的情况，确保氧化气氛煅烧状态，结合温度检测，可确保烧成系统设备的发热能力和传热能力的平衡稳定，在操作中做到前后兼顾、窑炉协调，稳定的烧结温度和分解温度，不损坏窑皮，不窜黄料，实现优质、高产、低能耗运行。

影响熟料质量的原因及改进措施

影响熟料质量的原因及改进措施作者：钱怀强盘固水泥集团有限公司? ? ? ? ? 我公司５０００ｔ／ｄ生产线投产１年多以来，日产熟料达到５３００～５５００ｔ，但熟料外观颜色发暗、疏松，并且夹有大量黄心料，严重时出现大块黄心料；升重偏低，一般在１１００～１１５０ｇ／Ｌ之间；ｆＣａＯ偏低，只有０．３％～０．６％，甚至升重低于１１００ｇ／Ｌ时，ｆＣａＯ也不超过１．０％；熟料抗压强度３ｄ为２８．０～３０．０ＭＰａ，２８ｄ为５５．０～５６．０ＭＰａ，最低时只有５２．０ＭＰａ，达不到质量要求，严重影响水泥的质量和公司的经济效益。

１原因分析１．１熟料岩相分析配料方案为：ＫＨ＝０．８８～０．９２，ｎ＝２．５０～２．７０，Ｐ＝１．５０～１．７０，三个率值的控制基本合理。

生料成分比较稳定，入窑生料三个率值合格率达到８５％以上。

从化学分析计算看，熟料矿物组成比较理想，Ｃ３Ｓ：５５％左右，Ｃ２Ｓ：２０％左右，Ｃ３Ｓ＋Ｃ２Ｓ达到７６％～７７％。

但是熟料实际矿物组成与理论计算差距较大，为此选正常煅烧的熟料做岩相分析。

分析结果表明：夹心料中Ａ、Ｂ矿发育均不充分，有些部位几乎没有发育完整的矿物，内部存在大量Ｂ矿矿巢和气孔；一般料中Ａ、Ｂ矿结晶较清晰，但大小不均齐，分布不均匀，Ｂ矿矿巢略多，中间相尚好。

产生这种熟料可能是因为生料中存在粗粒石英、长石（来自砂岩或石灰石）；煤粉含水量较大或有粗粒，造成不完全燃烧，产生还原气氛。

１．２砂岩岩相分析所用的石灰石品位较低（ＣａＯ含量在４６．０％～４８．０％，Ａｌ２Ｏ３含量偏高），为了保证配料方案的实施，使用２．０％～３．０％的砂岩作为硅质校正材料进行配料。

对砂岩进行的岩相分析表明：大量晶粒尺寸１００～５００μｍ的石英颗粒被少量（约２０％）次生石英胶结，并含有少量微晶石英；所用的砂岩是以石英为主体矿物的石英质砂岩，杂质少，化学反应活性差。

１．３生料中的碱含量、硫碱比煅烧过程中，熟料结粒不好、飞砂较多，在ＫＨ、ｎ偏高时尤为明显，窑对料的适应性较差，物料的轻微波动就造成窑和熟料的波动。

浅析熟料烧成精准平衡的操作

水泥熟料烧成系统的操作，是直接关系到水泥质量和成本的重要工作。

因此，掌握先进的、正确合理的、精准的、高水平的操作技术是水泥厂中控工作的最重要的任务。

新型干法水泥生产技术的核心是悬浮预热和窑外分解技术。

因此，采用窑外分解技术的烧成系统，首先需要保证窑尾预热器系统特别是分解炉的正常、稳定、高效的工作。

并使其最大限度地发挥预热预分解作用。

而目前正在运行的新型干法熟料烧成生产线，多年以来一直都是延续一种基本相同的原则和方法来操作。

这种方法在运行中的表现特点为：三次风管的阀门开度控制在30%～50%，以加强窑内通风；喷煤管的火焰调整为活泼有力，把喷煤管定位在第四象限，加强火焰对熟料的直接热交换作用；调节头排风机的风量，把窑头罩压力控制在-50～0Pa。

随着新型干法生产技术的进步和社会环境对节能减排和减少氮氧化物等有害气体排放要求的不断提高。

这种旧有的操作方法已经逐渐感到难以适应这些要求。

“精准平衡操作技术”的核心是：以理论计算、数据分析为依据；以系统空气平衡为前提（包括窑的烟气平衡）；以保证分解炉用风（三次风）和烧成带恒温煅烧为重点；以窑头罩的温度、压力两个数据为主要控制参数；通过合理调整窑头喷煤管的四个风速和风量的匹配、合理篦冷机的操作，最终实现熟料烧成的高质、高产、低消耗、低排放的目标。

这项操作技术在系统运行参数中的表现特点为：（1）三次风管的阀门开度在85%~100%；三次风大多数都是由窑头罩的上方抽取，也有从篦冷机的壳体上抽取的。

当高温的二次风经过窑头罩下部的烟室去往窑内和分解炉的时候，回转窑的通道阻力要小于三次风管。

因此窑内的通风比较容易保证。

而分解炉就要难一些。

所以为了保证预分解系统的作用，首先要保证分解炉的用风，这样，三次风管的阀门就应该尽可能的打开。

但是，一般的烧成系统，如果打开的幅度超过60%～70%，都会出现感觉窑内通风不足的现象。

所以，在操作中就需要有另外的操作来进行相应的配合。

以实现这种首先保证分解炉性能的操作方法。

熟料煅烧中的有关问题的解析

影响立升重的因素

熟料中所含液相量及各种矿物的组成比例和率值。熟料的烧结过程及冷却过程。熟料结构的孔隙率和结粒情况。燃料的加入方式（煅烧工艺的选择）及窑内气氛和操作水平等。
(2) 当窑内厚长窑皮处理不当或不及时而导致周期性快、慢车加重,使厚窑皮发展形成熟料圈时。首先要确定圈的位置和厚度及圈后积料情况。然后减少喂料量,一般减少到正常喂料量的 70%～80%。提高火焰温度 , 加强预烧 , 逐渐加快窑速 , 保持窑的快转 , 卸出圈后部分积料。待圈后积料减少时,可将喷煤管伸入窑内 , 适当抬高喷煤嘴 , 使火焰的高温区移向圈体处。此时排风不宜加得过大,防止火焰温度降低。烧 4 ～ 5h 后 , 再将喷煤管拉出烧 , 这样反复处理 , 使圈体受温度变化而垮落。在处理熟料圈时,要适当改变原料成分,减少物料中的液相量,适当改变煤的配合, 采用高挥发物,低灰分的煤,保证煤粉完全燃烧,以防圈的发展。处理熟料圈时,一定要在保护窑皮的基础上进行,勿使火焰过分集中。经处理后圈根仍很牢固,而且严重损伤窑皮及衬料时,应停窑除圈。
5、Fe2O3与黄心熟料
随着Fe2O3含量的上升，黄心熟
量明显增加。尤其熟料中的Fe2O3含量超过4.10%，Fe2O3含量大的熟料，煅烧过程中对还原气氛更加敏感，因此黄心率大大增加。
6、CaO含量与熟料黄心料
在熟料Fe2O3含量正常的情况下，随CaO含量的增加，黄心熟料量增加。实际上，熟料CaO含量的增大，也就是KH值增大，熟料的易烧性下降，煅烧煤耗增加，如同煤耗增大黄心熟料量增加一样，加大了黄心熟料的生成。
(3)在生产中要确定一个经济合理的产量指标,适当快速转窑操作,对防止回转窑结圈是一个有利措施。结圈大都在窑产量较高时形成的,往往都是由于增加窑产量的条件超过所规定的最高抽风能力,而造成燃料不完全燃烧的缘故。当窑产量增加到一定限度之后, 用煤量增加,煤灰大量沉落,窑内还原气氛浓厚,操作上必然拉大排风,窑内气流速度增加,火焰拉长,液相提前出现,就容易形成熟料圈。为此在生产管理上要加强原、燃料质量控制,稳定入窑生料成分,保持喂料均匀, 在加强预烧的基础上,采取薄料快转、长焰顺烧,稳定热工制度,提高快转率等措施,对预防结圈十分有效。

五、配料工程师应知应会试题

配料工程师应知应会试题1.什么叫配料？答：根据水泥品种、原料的物理化学性能与具体生产条件，确定所用原料的配合比，以得到煅烧水泥熟料所要求的适当成份的生料，称为生料的配料，简称配料。

合理的配料方案既是工艺设计的依据，又是正常生产的保证。

配料包括原料的选择、熟料组成的设计与生料的配料计算。

为了确定各种原料、燃料的消耗比例和优质、高产、低消耗地生产水泥熟料，在水泥厂地设计和生产中，都必须进行配料计算。

配料计算是水泥厂设计和水泥生产过程地以各重要的环节。

2.配料设计的目的和基本原则？答：在设计水泥厂中，配料设计和计算的目的在于：⑴根据原料资源情况，确定矿山的可用程度，并尽可能地充分利用矿山资源。

⑵根据原料、燃料特性和水泥品种等要求，决定原、燃材料种类、配比和选择合适地生产方法。

⑶计算全厂物料平衡，作为全厂工艺设计及主机选型的依据。

在已生产的工厂中，原料资源和工艺、设备条件已确定，通过配料计算，可经济合理地使用矿山资源，计算物料消耗定额，确定各种原料和燃料的正确配比，指导日常生产控制，以得到成份合乎要求的水泥熟料具有良好的性能，并为窑、磨创造良好的操作条件，保证工厂又较好的经济效果。

综上所述，配料的基本原则可归纳为：烧出的熟料具有较高的强度和良好的物理化学性能；配制的生料易于粉磨和烧成；生产过程易于控制、管理，便于生产操作以及结合工厂生产条件，经济、合理地利用矿山资源。

3.饱和比的定义？答：KH表示水泥熟料中氧化钙总量减去饱和酸性氧化物（Al2O3、Fe2O3、SO3）所需的氧化钙后，剩下的与二氧化硅化合的氧化钙的含量，与理论上二氧化硅与氧化钙全部化合生成硅酸三钙所需要氧化钙含量的比例。

简言之，KH表示熟料中二氧化硅被氧化钙饱和生产硅酸三钙的程度。

4.配料计算常用的公式答：率值及矿物组成的计算CaO-f-cao-1.65Al2O3-0.35Fe2O3-0.7SO3 KH＝2.8SiO2SiO2n＝Al2O3+Fe2O3Al2O3P=Fe2O3C3S=3.80 SiO2(3KH-2)C2S=8.61(1-KH) SiO2C3A=2.65(Al2O3-0.64 Fe2O3)C4AF=3.04 Fe2O35.硅酸盐水泥熟料中的主要矿物组成？答：硅酸盐水泥熟料中的主要矿物有以下四种：C3S、C2S、C3A、C4AF，另外还有少量的f-CaO、方镁石、含碱矿物、玻璃体。

黄心料

综上所述，产生黄心料的根本原因是窑内形成还原气氛，在实际生产中采取以上相应的措施，稳定热工制度，就可以避免黄心料的产生，提高熟料的质量。
关于白心料：
组成熟料的4个主要氧化物：氧化钙、二氧化硅、氧化铝和氧化铁中，只有氧化铁会产生颜色的变化。在氧化气氛下，氧化铁为黑色。但在还原气氛下，根据还原气氛的强弱所表现出来的颜色有所不同，比如：黄色、绿色，如果还原气氛很强，甚至可以把三价铁还原成金属铁，此时表现为白色。因此，氧化铁在不同程度的还原气氛下，可以表现为黄色、绿色或白色等不同的颜色。“白心料”是由于强还原气氛产生的。
1.2 窑尾来料不均影响到对烧成带温度的控制，在同一煅烧温度下，窑尾来料少时，物料易于形成大量熔融料，来料多时物料前窜挤压烧成带，易造成包烧现象，从而形成黄心熟料颗粒。
1.3 原燃料中的有害成分含量过高，尤其是碱、氯、硫的含量过高时，在窑、预热器系统中循环富集，形成低共熔物，使窑内液相出现温度降低，液相量提前出现、量增加，易形成长、厚窑皮、结圈现象，使窑内的通风不良，容易出现黄心料。
1.4 由于煤灰份过大，煤粉入窑后不能完全燃烧，形成了大量的还原气氛，使熟料在煅烧的过程中生成黄心料。另外，原煤进厂时水分过大，使煤磨达不到设计的产量，煤粉的细度偏大，入窑后不能完全燃烧，形成还原气氛，再加上如果二次风温度低，火焰的黑火头过长，未完全燃烧的煤粉集中沉降到烧成带前端的物料上，被窑内的正常物料包裹形成黄心熟料。
黄心熟料的KH值较低，熟料矿物C3S的含量偏低，造成水泥的强度不够，f-CaO较大，影响水泥的安定性，严重影响了产品的质量。
1、黄心熟料的形成原因：
1.1 由于操作中一、二次风配合不当，火焰过长，物料预烧好，液相量出现早，易于形成长、厚窑皮，结圈，结蛋现象，造成窑内通风不良，窑内的氧气不足，使煤粉燃烧不完全，产生CO，使窑内出现还原气氛，熟料在煅烧过程中生成黄心料。

煅烧对熟料显微结构和质量的影响

煅烧对熟料显微结构和质量的影响--------------------------------------------------------------------------------作者：-王正蓉贵州水泥厂王正蓉几年来，通过对我厂生产的熟料岩相检验，所观察到熟料的显微结构能够反映出窑内的煅烧情况，并与熟料强度之间有着密切的关系。

下面就此作一些简单的介绍。

一、熟料的显微结构与煅烧我厂水泥熟料中存在的主要矿物有:A矿、B矿、黑色中间相、白色中间相、fCaO、金属铁相，有时还有含碱B矿KC23S12，方镁石少见。

由于P小于1.38，我厂熟料中A矿以板状为主。

熟料的显微结构随着生产工艺条件的变化而显示出不同的特征。

下面将我厂熟料中常见的几种显微结构特征及所反映的工艺因素列举如下:(1)正常高强熟料(如图1)。

A矿板状，B矿圆形或椭圆形，A矿、B矿结晶清晰，晶体尺寸大，A 矿含量多，液相量丰富。

这种结构特征说明配料合理、高温煅烧反应较完全。

这种熟料强度很高。

图1 A矿板状，B矿圆形或椭圆形1%NH4Cl 反光250×(2)生料KH偏高(如图2)。

显微结构显示出CaO过剩，这种熟料虽然已生成许多C3S，但仍然残留着未化合的CaO，以圆形粒状散布在液相中。

生料KH值过高或生料混合不均匀时，常出现这种结构。

图2 A矿状板，fCaO圆形麻面1%NH4Cl 反光250×(3)生料中的粗粒子石灰石形成的fCaO矿巢(如图3)。

由于石灰石供应不足等原因，使料浆池中料浆存量小于900吨时，池底沉降下来的粗粒子石灰石也被泵送入旋窑，这些未磨细的大颗粒石灰石反应能力很差，在镜下就可以看到大堆聚集的fCaO矿巢。

含石灰石粗粒子多的生料，往往会导致窑内热工制度紊乱，煅烧不稳定，物料大部分呈顶火急烧状态。

图3 大面积的fCaO矿巢1%NH4Cl 反光100×(4)生料中含有大颗粒石英晶体时形成的B矿巢(如图4)。

两个效应对立窑熟料质量的影响及其对策

型的硫为 1%左右时，硫化铁在大气中水分的作用下，会变成氢氧化物，即FeS +2H2 Fe(OH) z+ 0H2 同时体积增加 38% ， S，使熟料溃解粉化。在实际生
产中常见到一些棕色块料存放一定时间后，即吸水产生豆腐渣状的砂粒，亦属于这种现象。同样，这种熟料也是没有水硬性的。 2. 2 高温液相的熔蚀作用中部物料的温度常常大于 15009 ， 0 有时甚至高达 16009 ， 0 超过熟料的形成温度，在这样的温度下，熟料中的液相量往往大于 35% ，大量的高温液相对已经形成的熟料矿粉有着明显的熔蚀作用。熔蚀作用在还原的气氛下有时表现的更明显。用全相显微镜鉴定立窑熟料的矿物组成时经常发现 B 矿(C2 的 S 晶体形状呈腰子状、手指状、树叶状，原有的圆形晶
温度适宜，熟料的液相量保持在 25% 一 30% ，熟料以
中等的块料为主，它的冷却速度较快，有着较为理想的熟料形成和冷却的条件。与其相比，中部和边部则分别次之。这两带熟料的质量则远不如二肋部分。由此可见，立窑熟料由于受中部效应和边壁效应的影响，其质量存在着相当大的不均匀性。 3 消除中部效应和边壁效应影响的对策 3. 1 设置检芯结构消除中部效应目立窑锻烧中烧成带的中部效应是普遍存前，在的。仅仅靠调整生料配方和改善缎烧操作是难以奏效的。要想消除中部效应应须在立窑的中部设置栓芯结构。年代， 80 多个普立窑厂家曾试用过水套装置，在立窑圆形截面内设置一个双层水套，作为栓芯取代中部物料，实行环形截面燃烧，收到了优质高产低耗的效果。普立窑可以生产 52. 5M 强度的熟料， Pa
完全燃烧，大量的 CO 滞留在中部，中部熟料的形成过程是在充满着大量 CO 的还原气氛下进行的。所以中部效应又称还原效应。什么是边壁效应呢? 关于边壁效应很多文献资料中报道，由于受筒体散热的影响，立窑媛烧时烧成带的边部常常显得媛烧温度偏低，边部物料的烧结程度差，块状熟料少，而散粒子料多，一 f CaO 含量偏高。立窑媛烧时，由于边部通风阻力小，容易造成边风过剩，风带走热量，又可加剧边部温度偏低，此间的锻烧温度常介于 1350℃ 一 1400℃间，而烧成带的中部温度常在 1500℃以上，二肋部分的温度可保持

还原料对熟料物理性能的影响

；０８ ×ｌ５０
ｓ１０８Ｉ０× １ ’ Ｏ０ —０ —１０２０４９
泄洪２ Ⅲ 一２８坝段
一
Ｉ５可２一甲５３５）
３８４３２２３４２５３３４６３．２９５
ｌ０Ｓ１Ｄ８００００
产生还原熟料针对某厂在２０年一度熟料凝结时０１问波动较大，凝现象出现频繁的问题，者做了一快笔些试验，试图定量地分析还原料对熟料凝结时间和胶砂强度等物理性能的影响。
月后也需用力才能敲碎。Ｂ样出窑呈黑色，风化溃不
２８ｄ２９５Ｉ２０
０８６０ｇ３２ ” ８６２２９２０９５０８Ｉ２２７９６３８１
２２１．３
轰３中热水泥混凝七全面性能抽样检测结果
设计要求
Ｉ
抽样日期
抽样部位
水泥抗压强度／劈拉强度／＿弹出模量／Ｐ限拉伸／０抗渗抗冻Ｍ Ⅵ Ｇａ极１拈种一等级标号
２ｄ８９ｄ０２ｄ８ｇｄ０２ｄ８９ｄ０２８ｄ９ｄ０
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ｌ基础
Ｂ２５Ｓ ∞ ０１０ＤＤ０１
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类裂缝为０１１／ｎ．Ⅲ类裂缝为００８／．７条万ｌ．４条万
。
低于ＴＰ０１９８￣峡工程裂缝评判和处理ＧＳ１ —１９（
规定＞中Ⅲ 、 Ⅳ裂缝宜控制在０５条／／．万／内的技Ｊ术要求，保三峡工程混凝土耐ｌ奠定了基础。为确生

熟料煅烧中的有关问题的解析资料

三、黄心熟料形成的主要影响因素
从根本上讲，黄心熟料生成是由还原气氛引起的，因此，凡引起还原性火焰的原因，也是产生黄心熟料的因素。
影响因素煤耗 Fe2O3含量窑内料层熟料容重
数量
黄心率
熟料结粒 CaO含量煤粉细度喷煤嘴
愈粗愈接近料层
愈多愈多
四、预分解窑结皮机理分析
内漏风
煤粉的不完全燃烧
有害组分循环富集硫碱比失调局部温度过高外来物造成的堵塞
漏
风
外漏风
喂料量的波动窑灰不均匀掺入
结皮堵塞
五、防止结皮堵塞的措施

1)减少或避免使用高硫和高氯的原料，这是减少结皮的前提。 2)如过量的硫和氯难以避免，建议丢弃一部分窑灰，以减少有害组分的循环。 3)采用旁路放风系统。 4)避免使用高灰分及灰分熔点低的煤。 5)采用新型耐火材料，即在容易结皮的部位使用抗结皮的耐火材料。 a:含ZrO2的耐火材料；b: 含石墨的耐火材料。
1、前结圈的形成
在正常煅烧条件下,物料温度为1350～ 1450℃,液相量约为24%,其粘度较大。当熟料离开烧成带时,液相开始冷却,进入冷却带的液相已基本固化。在烧成带和冷却带的交界处存在着较大的温差,窑口物料温度高于窑皮温度。当熟料进入冷却带时,带有液相的高温熟料覆盖在温度较低的末端窑皮上,就会很快粘结、越粘越厚,最后形成前结圈。
0
不同硫酸盐饱和度下的熟料颗粒分布
颗粒含量（%）
20 40 60 80 100 0 5 10 熟料粒径（mm) 15 20
67%硫酸盐饱和度 140%硫酸盐饱和度

增加液相量和降低液相粘度固然有利于煅烧，但硫酸碱又降低了液相的表面张力，其结果虽然是改善了熟料颗粒的可浸润性，却降低了颗粒之间的粘着力。粘度和表面张力的降低，使熟料颗粒结构疏松，物料在窑内滚动时难以形成较大颗粒，或形成了也会由于多次滚动而散开，产生大量细粉料。过高的硫酸盐饱和度或过高的硫酸碱含量，便会在窑中产生过多的熟料细粉料，另外还增大了SO2的排放量，易结皮和结圈，熟料中碱含量增大，快凝，需水量大，对水泥的可储存性、和易性和强度都有不利影响。窑内硫的循环量高，也易造成周期性的飞砂料。水泥生产应该重视原料尤其是燃料带入的硫量，控制硫酸盐饱和度 40%～70%之间，这是获得适当的熟料结粒所不可缺少的措施。