回轉窯熟料燒成還原氣氛的成因及對熟料的影響

　　水泥熟料的正常生產是在氧化氣氛下進行的，但是當燃料燃燒不充分時會 產生還原氣氛。正常狀態(tài)下，燃料充分燃燒生成CO₂，燃料所蘊含的熱能全部釋放出來，若氧氣不足時，煤粉就會不完全燃燒生成CO，產生還原氣氛。事實上還原氣氛對熟料燒成產生嚴重的影響，燒成中出現(xiàn)黃心料，熟料易磨性差，并嚴重影響水泥的顏色。
　　（1）還原氣氛對回轉窯操作的影響（窯后結圈，雖說大窯結圈結球很難但是會影響窯內通風狀況）：有專家說：燃料不完全燃燒產生還原氣氛是造成預分解系統(tǒng)粘結堵塞的關鍵原因。究其原因，煤粉的不完全燃燒使窯內產生還原氣氛，未燃盡的焦炭離子沉落在窯后段繼續(xù)燃燒產生大量的熱致使窯內提早出現(xiàn)液相，引起后結圈結球，F(xiàn)e₂O₃鐵在還原氣氛下被還原生成FeO，易形成低熔點礦物形成后結圈。
　?。?）燒成中熟料有黃心料存在：還原氣氛下燒成熟料外觀呈現(xiàn)正常熟料顏色灰黑色，而內部呈淺棕色到棕黃色不等，隨燒成還原氣氛嚴重程度的不同，熟料內顏色的深淺程度也不同，嚴重時熟料呈棕黃素。究其原因：物料在還原氣氛下煅燒，高價氧化物Fe₂O₃被還原成低價氧化物FeO，大量的FeO進入B礦及玻璃體內，導致黑色礦物C₄AF生成量減少而導致熟料黃心。正常熟料磨制的水泥是墨綠色的，而還原氣氛下燒成熟料磨制的水泥呈灰黃色，水泥用戶往往擔心灰黃色水泥存在質量問題而不敢放心使用。
　?。?）影響水泥熟料化學組成和礦物組成的影響：有實驗指出，與正常煅燒的熟料相比，還原氣氛下燒成的熟料中氧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%。主要是因為水泥熟料在還原氣氛下燒成,引起了熟料體系中可變價元素Fe的變化, 即Fe³⁺還原成Fe²⁺( 熟料中未發(fā)現(xiàn)單質Fe 的存在) , 使熟料體系中FeO 含量明顯增加; 而且, 由于Fe 元素的價態(tài)變化, 將影響熟料體系中鐵相的形成， 使熟料中C₃A的含量增加, A 礦的穩(wěn)定性降低, 在A 礦晶體內部發(fā)生成分離析而形成二次B 礦和f-CaO。因此, 導致熟料體系中C₄AF、C₃S形成量減少, 而C₂S、C₃A、f-CaO 含量增加。
　?。?）導致A礦分解影響熟料質量:通常認為在熟料體系中，A礦是在液相中結晶形成的，一般有兩種生長模式，穩(wěn)定生長和不穩(wěn)定生長。穩(wěn)定生長的A礦典型特點就是內部包裹物少，雜質含量低晶體形態(tài)規(guī)則，晶體結構缺陷少；不穩(wěn)定生成的A礦內部含有大量的包裹物，晶體內雜質含量高，晶體形態(tài)不規(guī)則，晶體結構缺陷多。特別是熟料在還原氣氛燒成時，中間相礦物的結晶速度較快，熟料 結構中將產生較大的拉應力，A礦以不穩(wěn)定模式生長，內部含有大量包裹物。另外，A礦晶體斷面有特殊條紋構造，是由于固溶于A 礦中的Fe²⁺重新被氧化成Fe³⁺引起A 礦分解成B 礦所致。由于熟料在還原氣氛下燒成, Fe²⁺取代了部分Ca²⁺進入C₃S 晶格中, 當熟料出爐在空氣中冷卻時, Fe²⁺又重新被氧化成Fe³⁺,Fe³⁺不能取代C₃S 晶格中Ca²⁺, 在氧化過程中從堿性組分轉變?yōu)樗嵝越M分, 奪取A礦中的Ca²⁺化合形成CFe, 這些離子的遷移導致A 礦結構不穩(wěn)定而分解出B礦。
　　為防止窯內還原氣氛的形成，保證窯內燃料的充分燃燒。我們需要控制好煤粉的細度及水分，保證窯內通風順暢，合理匹配風量與煤量.