预分解窑在熟料煅烧过程中，经常会出现黄心料。黄心料的危害主要表现在：影响水泥的颜色；使熟料的易磨性变差，降低水泥磨的产量，增加水泥粉磨电耗；游离氧化钙含量偏高，影响熟料的后期强度；等等。现根据在水泥厂20多年的生产实践经验，比较详细地分析、论述产生黄心料的诸多原因，并给出了相应的技术处理措施。

  1 理论分析

  熟料主要含有氧化钙、二氧化硅、氧化铝和氧化铁等四种氧化物，其中氧化钙、二氧化硅、氧化铝都是白色，氧化铁在氧化气氛下为黑色，在还原气氛下由于CO和三价铁反应生成二价铁而显现黄色。熟料煅烧过程中，如果窑内通风不良，就会使煤粉产生不完全燃烧现象，形成还原气氛，熟料在烧成带就会呈黄色。熟料进入冷却带，由于氧气充足，氧含量大幅度增加，原来的还原气氛又变成了氧化气氛，熟料中的二价铁就被氧化成三价铁，熟料的颜色又变成了黑色。但此时的熟料已经结粒，氧气扩散到熟料内部比较困难，氧化反应只是发生在熟料表面，所以熟料颗粒的外表面呈现黑色，而其内部呈现黄色，这就是黄心料的形成过程。可见，产生黄心料的主要原因，就是煅烧过程中产生了还原气氛。

  2 实际生产原因

  2.1 原燃材料有害成分的影响及处理

  原燃料中碱、硫、氯等有害成分含量过高，尤其是硫碱比越高，窑尾下料斜坡、预热器下料缩口等部位越容易结皮，从而导致系统通风不良，分解炉及窑内产生还原气氛，煤粉产生不完全燃烧现象，增加形成黄心料的机会。碱、硫、氯在预热器、分解炉及窑内的循环富集，形成低熔点的盐类，容易在窑内结球、形成长厚窑皮乃至结圈，预热器及分解炉的下料缩口等部位出现结皮，影响系统通风，窑内及分解炉内容易产生还原气氛，增加形成黄心料的机会。所以正常生产时，一定要控制原燃料中的有害成分，控制 进 厂 原 煤 的 全 硫 含 量 w（St）<1.5% ，熟 料 中w（K2O）<0.3%，w（Na2O）<0.3%，硫碱比<0.8，以减少硫、碱、氯在窑尾及窑内的循环富集；同时，加强对窑尾烟室、上升烟道等部位负压值的监控，发现有结皮迹象，及时用高压水枪进行处理。

  2.2 生料中Fe2O3含量的影响及处理

  生料中Fe2O3含量大，对煅烧产生的还原气氛更加敏感，出现黄心料的几率更大。因在还原气氛下，Fe2O3含量较大时，增加了Fe3+被还原成Fe2+的机会和形成的数量。另生料中Fe2O3含量大，生料的易烧性好，煅烧时液相可能会提前出现且数量增多，易造成熟料结粒变粗或结大块。若窑内生料量又过多，则火焰就会变短变粗，烧成带的温度就会过于集中，火焰高温区相对前移，在烧成带和冷却带的交界部位很容易长前结圈，这又会影响窑内通风，使煤粉产生不完全燃烧现象而形成还原气氛，增加产生黄心料的几率。所以正常生产时，不能片面追求生料的易烧性，盲目增加生料中的Fe2O3含量。

  2.3 生料中CaO成分的影响及处理

  生料中的CaO含量增大，出现黄心料的几率也会增大。因随着CaO含量的增加，熟料的易烧性下降，操作上就要增加窑头的用煤量，以提高烧成带的温度。当窑头的用煤量增加过多，造成风煤配合不合理时，窑内就会产生还原气氛，增加产生黄心料的几率。所以正常生产时，一定要控制CaO的含量不能过高（熟料中的w（CaO）≤68%），否则增加产生黄心料的几率。

  2.4 生料质量和分解率的影响及处理

  如果生料质量合格率低、质量波动大时，当窑的单位容积产量偏低，则对窑的热工制度影响相对小些，产生黄心料的几率也小；当窑的单位容积产量偏高，则生料吸收的热量波动大，对窑的热工制度影响就大，产生黄心料的几率也大。如果入窑生料的分解率偏高，其在窑内吸收热量少，操作上如不减少窑头煤量，就造成煤粉量的相对过剩，窑内出现还原气氛，产生黄心料的几率增大。如果入窑生料的分解率偏低，其在窑内吸收热量大，操作上如加煤量过大，就造成煤粉量的相对过剩，窑内出现还原气氛，产生黄心料的几率增大。所以正常生产时，保证生料中CaO和Fe2O3的合格率达到90%及以上，入窑生料的分解率达到90%以上，则有利于减少产生黄心料的几率。

  2.5 单位容积产量的影响及处理

  当窑的单位容积产量小于设计值时，窑内有效空间大，窑内风速降低，煤粉燃烧时间增长，燃烧比较充分，不会产生黄心料，或产生黄心料的几率很小。当窑的单位容积产量大于设计值时，窑内有效空间变小，窑内风速变大，煤粉燃烧时间减少，发生不完全燃烧现象，增加产生黄心料的几率。当窑产量增加到一定程度，如果窑内实际通风量小于煤粉燃烧所需要的风量，就会发生不完全燃烧现象。这时，如果采取加大排风量的办法，则窑内气流速度就会增加，煤粉燃烧时间还会缩短，加剧煤粉的不完全燃烧，更容易产生黄心料。所以，正常生产时，单位容积产量达到设计标准时，就不要再盲目增加产量，否则就容易产生黄心料。

  2.6 煤的影响及处理

  煤粉的灰分大、发热量低、挥发分低、细度粗、水分大时，容易造成煤粉燃烧速度减慢，产生不完全燃烧现象，形成还原气氛。有时进厂原煤水分大、灰分大，为提高煤磨产量，保证窑生产所需的煤粉量，又错误地调整了出磨煤粉指标，如将细度由原来的小于12%提高到小于14%；水分由原来的小于1.2%提高到小于1.5%；则其结果严重影响了煤粉的燃烧速度，使火焰拉长，高温区后移，液相提前出现，窑内容易形成大块、结圈，窑尾下料斜坡、上升烟道等部位容易结皮，影响窑内通风，产生还原气氛下，增加形成“黄心料”的几率。所以正常生产时，要控制进厂原煤及煤粉的质量，原煤采购指标是：灰分小于20%，挥发分大于28%，发热量大于23000kJ/kg；出磨煤粉的指标是：细度小于12%，水分小于<1.5%。

  如果因市场及价格因素，必须使用部分品质较次的原煤，那最好每次最多采购为原煤预均化库存量的5%，并且要分堆放置和搭配使用；同时还要调整出磨煤粉的控制指标，如可将细度由原来的小于12%降低到小于10%；水分由原来的小于1.2%降低到小于1.0%。

  2.7 窑炉用煤比例的影响及处理

  预分解窑的窑炉用煤比例设计值一般是4∶6，但实际生产操作时并非是固定不变的。增加入窑生料量，就要增加分解炉的煤量，以保证入窑生料的分解率。如果生产条件受限制，不能增加分解炉煤量，只有依靠增加窑头煤量，强制提高烧成带的温度。但这样做的后果是人为地造成窑内煤粉过量，产生不完全燃烧现象，形成还原气氛，加大产生黄心料的几率。所以在正常生产时，在保证窑尾废气、分解炉出口废气CO的浓度φ（CO）小于0.3%的前提下，适当增加窑炉用煤，尤其是增加分解炉的用煤量，有利于提高窑的产质量。

  2.8 燃烧器的影响及处理

  燃烧器的喷嘴越接近料层，越容易产生还原气氛。因为喷嘴靠近料层，火焰与物料表面之间的距离变小，氧气含量不足，在物料表面产生严重的还原气氛。同时，未燃或正在燃烧的炭粒又容易掉落在熟料中，而掉落到熟料中的炭粒，减少了与氧气的接触机会，容易发生不完全燃烧现象，产生还原气氛。根据生产实践经验，当燃烧器的中心在第四象限的（50，-30）位置、端面伸进窑内大约200时，煤粉燃烧比较理想，窑皮的长度、厚度比较理想，窑内不产生还原气氛。

  燃烧器内风、外风、煤风比例不合理，风煤混合不好，煤粉容易产生不完全燃烧现象，产生还原气氛，增大产生黄心料的几率。过小的外风喷出速度，影响直流风的穿透能力，减弱对入窑二次风的卷吸，导致煤粉与二次风不能很好地混合，煤粉燃烧不完全，产生还原气氛；过大的外风喷出速度，会引起过大的回流，强化煤粉后期混合与燃烧，使火焰核心区拉长，同样导致煤粉燃烧不完全，使窑尾温度过高。内风比例增加，火焰变粗，高温部分集中；内风比例减少，火焰变长，火焰温度相对变低。根据生产实践经验，内外风的比例控制在4∶6～3∶7时比较理想。

  2.9 窑炉用风比例的影响及处理

  三次风负压值偏大，窑尾负压值偏小，表明入分解炉的风量相对过剩，入窑的二次风量相对减少，造成窑内通风量不足，煤粉易产生不完全燃烧现象，形成还原气氛，窑尾温度容易升高，窑尾上升烟道、窑尾下料斜坡等部位容易结皮，影响窑内通风，增加形成黄心料的几率。所以正常生产时，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，控制窑尾负压值在300～400Pa，三次风负压值在300～600Pa，目的是保证窑内用风量，使煤粉能够完全燃烧，不产生还原气氛。

  2.10 系统漏风的影响及处理

  窑尾密封装置出现漏风，外界大量冷风被吸进窑内，不但降低窑内通风量，影响煤粉的燃烧，容易发生不完全燃烧现象，而且降低窑尾的废气温度，影响入窑物料的预热。窑头密封装置出现漏风，增加入窑的冷风量，减少了入窑的二次空气量，影响煤粉的燃烧，容易使煤粉发生不完全燃烧现象。预热器、分解炉等密封部位出现漏风，外界大量冷风被吸进预热系统，不但降低系统的通风量，使煤粉发生不完全燃烧现象，而且降低系统的废气温度，影响各级预热器内的物料预热，降低入窑物料的分解率。预热器锁风阀发生漏风，影响物料预热效果和气料分离效果。篦冷机锁风阀发生漏风，影响风料的热交换，降低二次风温和三次风温，影响煤粉的燃烧。所以正常生产时，一定要加强工艺管理，经常检查系统的漏风情况，发现有漏风的部位，就要及时处理，减少因为漏风而产生的影响。

  2.11 二次风及三次风的影响及处理

  二次风温低，使窑内的煤粉燃烧速率降低，火焰相对变长，窑尾温度升高，造成窑尾下料斜坡、上升烟道等部位结皮，影响窑内通风，使煤粉产生不完全燃烧现象，窑内形成还原气氛，增加形成黄心料的几率。三次风温低，使分解炉内的煤粉燃烧速率降低，影响入窑物料的分解率；同时，分解炉出口的废气温度升高，造成最下级预热器下料缩口等部位结皮，影响窑内通风，使煤粉产生不完全燃烧现象，窑内形成还原气氛，增加形成黄心料的几率。所以在实际生产操作时，通过优化篦冷机的厚料层技术操作，尽量增加料层厚度，降低篦床速度，提高一室的篦下压力，使入窑的二次风温达到950～1000℃及以上，入分解炉的三次风温达到700～750℃及以上，提高煤粉的燃烧速率，保证煤粉完全燃烧，不产生还原气氛。

  2.12 窑速的影响及处理

  窑尾下料量过多，窑速过慢，窑内填充系数过大，一方面减少了窑内通风面积，造成窑内通风不良；另一方面，燃烧器喷嘴和料层之间的距离相对减少，已经燃烧的和没有燃烧的煤粉颗粒容易掉落在料层表面，发生不完全燃烧现象，增加形成黄心料的几率。所以在实际生产操作时，通过风、煤、料及窑速的优化匹配，采用“薄料快转”的煅烧方法，保持窑的快转率在90%及以上，增加物料在窑内的翻滚次数，有利于强化物料的煅烧。

  2.13 窑尾还原气氛的影响及处理

  窑尾废气中含有CO气体成分，分解炉出口废气中没有CO气体成分，说明窑尾存在还原气氛，分解炉内不存在还原气氛。这种生产条件下产生的黄心料，主要原因是窑内通风量不足，煤粉燃烧需要的氧气不足，使煤粉产生了不完全燃烧现象，窑内形成了还原气氛，增加形成黄心料的几率。所以在实际生产操作时，控制窑尾废气及分解炉出口废气中的CO气体浓度φ（CO）在小于0.3%，保证煤粉完全燃烧现象，窑内不产生还原气氛。

  3 结语

  产生黄心料的原因很多，既有原燃材料及生料质量等方面的客观原因，也有煅烧操作方面的主观原因。处理黄心料问题时，一定要结合实际生产状况，找出产生黄心料的真正原因，再采取相应的处理措施，这样，才能取得比较理想的生产效果。