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nba篮彩电石炉自焙烧电极事故分析及处理措施
加入时间:2019-10-21 11:48

  电石炉自焙烧电极事故分析及处理措施_生产/经营管理_经管营销_专业资料。电石炉自焙烧电极事故分析及处理措施 在整个电石炉或铁台金炉设备中,电极就是心脏。在电石生产 中,电流通过电极输入炉内,产生电弧,进行电石冶炼。电极起着 导电和传热作用,自焙电极由电极糊和电极铁壳组成。

  电石炉自焙烧电极事故分析及处理措施 在整个电石炉或铁台金炉设备中,电极就是心脏。在电石生产 中,电流通过电极输入炉内,产生电弧,进行电石冶炼。电极起着 导电和传热作用,自焙电极由电极糊和电极铁壳组成。电极铁壳由 厚度 1~2.5 ㎜的铁板卷制而成,期中装有铁拉筋,以增强电极的强 度和导电性。电极铁壳装在电极把持器内,然后将电极糊装填在铁 壳内。该电极在电石炉工作时不断消耗,因此,需要不断地下放电 极,以资补充。当电极下放到导电颚板下部时,电极糊经过 1000℃ 的高温焙烧碳化成电极。由于电极铁壳可以在电石炉不停炉的情况 下连续焊接,电极糊不断地加入到铁壳内,且又是在电石炉内烧结 而成的,因此自焙电极又叫连续式自动烧结电极。 1、电极糊的原料 电石炉对电极糊的要求较高,须具有连续的稳定性,适宜的流 动性,良好的导热性能。电极则必须具有高度的耐氧化性和导电性。 因此,电极在生产中应能够耐高温,同时热膨胀系数要小;具有较 小的气孔率,以使加热状态下电极氧化缓慢;具有较小的电阻系数, 以降低电能损耗;具有较高的机械强度,不致因机械或电气负荷的 影响,使电极软断;必须经受得住炉料崩塌导致的轻微冲击。根据 这些要求,制造电极糊的原料有两大类:古体碳素原料和粘结剂。 以往对其成分的控制项目有:固定碳、挥发分、灰分和水分的含量。 固定碳素原料常用的有:无烟煤、焦炭和人造石墨。它们是制造电 极糊的基本原料,电极烧成后,就成为电极的骨架。粘结剂常用煤 焦油和煤沥青,经过焙烧后能够转变为坚固的焦炭纲,起焦结作用, 形成自焙电极整体。 2、电极糊焙烧过程中的性质变化 -1- 2.1 焙烧热源 在电石冶炼过程中,电极不断消耗而逐渐下放,电极糊温不断 升高排除挥发物,最后完成烧结过程。电极糊在烧结过中需要热量, 其焙烧热源主要来自三个方面: (1)电极自身的传导热:其热量约占焙烧电极总热量的 60%,是 电极焙烧的主要热量来源。 (2)电阻热:包括料面以上电极电流通过时所产生的电阻热和 铜瓦与电极接触的电阻热两部分。 (3)炉面辐射热:它的热量传导和辐射到电极上,对电极完全 烧结关系也很大。 2.2 电极糊的烧结过程 电极糊在铁壳内烧结时的变化过程,没有明显的界限,可根据 焙烧温度和部位,将其分为 3 个阶段。 (1)软化阶段。此阶段固体电极糊熔化,电阻增大,强度降低, 最后全部成为液体状态。当温度由常温上升至 120℃~200℃时,其 位臵位于导电颚板约 500 ㎜处。 (2)挥发阶段。此阶段电极糊充分熔化,沿着壳内截面流动, 充填空隙,并使质量均匀,同时开始明显地挥发而逐渐粘稠,电阻 不断降低,挥发急剧而成糊状。此时温度由 120 ℃~ 200 ℃上升至 650℃~750℃,位臵位于半环部位。 (3)烧结阶段。此阶段少量挥发物继续挥发,并开始进一步烧 结,导电性大大增加,成为坚硬整体。完全烧结温度为 900 ℃~ 1000℃,其位位臵于导电颚板下部 200~400 ㎜处。 2.3 电极糊烧结时的质量特性 在以往的电石生产过程中,选择电极糊往往总是以电极糊中的 固定碳、挥发份、灰份、水分四项指标来作为衡量电极糊的质量特 -2- 征是远远不够的。要鉴定电极糊质量是否符合要求,只有将试样在 实验室作烧结、机械强度、电阻系数、气孔率等检验,才算合乎电 极糊质量鉴定标准。 根据前面提到电极焙烧热源的三个方面内容,可得电极焙烧热 平衡式: Q 供﹦Q 导﹢Q 颚 此式还可表示为: Q 导﹢Q 阻 1﹢Q 阻 2﹢Q 颚﹦q1﹢q2﹢q3﹢q4 式中: Q 导——熔池传导热 Q 阻 1——料面以上电极电阻热 Q 阻 2——铜瓦与电极接触电阻热 Q 颚——炉面辐射热 q1——电极糊挥发份开始分解温度所需热量 q2——粘结剂成焦热 q3——铜瓦以上电极的散热 q4——铜瓦下至料面间电极的辐射热 q5——铜瓦冷却水带走的热量 由上式可见,为进行良好的电极焙烧,可设法增大 Q 供,减 少 Q 温。但当电石炉的工艺、电气参数、设备、原料确定之后,Q 阻、 Q 辐、q3、q4、q5 可视恒量,可见操作变化调节手段是有限的,因 此,影响电极焙烧问题关键是电极糊烧结时本身的质量特性。为讨 论方便起见,上式可化为: q1﹢q2﹦Q 导﹢Q 阻 1﹢K﹦ 式中: -3- 从上式可见,当电石炉、铁合金炉工艺参数确定后, F(电极 的截面积)、I(电极电流)为定值,熔池温度 也近似为定值。所以 电极糊结焦需要总热量只与电极的导电系数、电极电阻有着线性关 系。因此,要提高电极焙烧速度,应增加电极糊导热、导电系数。 前面已提到熔池传导热 Q 导占主要地位,故提高电极糊导热系数才 能线 电极消耗及焙烧质量判断 电极在电石炉工作时不断消耗,需要对不断补充下放的电极 进行焙烧。因此掌握好的焙烧质量显得尤为重要。 3.1 电极的消耗 电极由于受表面氧化和炉内反应的作用以及电弧燃烧时电极 逐渐烧损等原因影响,导致电极在电弧的高温下不断气化电离,使 得一部分碳的气体参与了电石生成的反应,其余部分则通过炉料孔 隙而逸出,电极的消耗速度与下列因素有关: (1)电极的固定碳含量高时消耗慢; (2)电极烧结后的气孔率低时消耗慢; (3)炉料焦比高、杂质少时消耗慢; (4)电极深入料层时消耗慢; (5)电极电流密度小时消耗慢。 为了保持电极适当的工作长度和位臵,则必须掌握电极烧结 速度和消耗速度的平衡。如烧结慢,则消耗快,电极工作长度不够 易软断。如烧结块,消耗慢则电极太干,容易硬断。在生产过程中 应根据两速度的平衡,控制好电极烧结过程。 3.2 电极焙烧质量判断 在实际生产过程中,只能依靠人的经验、肉眼的观察和借助 -4- 一些简单的工具进行表面检测来判断电极焙烧质量的好坏。判断电 极焙烧是否正常,如发现放下来的电极表面呈灰白色或暗而不红, 则焙烧良好。如发红则太干,如发黑或冒烟甚多,则太软。为了使 电极焙烧质量良好,必须满足以下要求: (1)选择易燃烧、块度、密度大、导热系数大的符合质量标准 电极糊,充填时按工艺要求保持一定加入高度。 (2)电极制作与焊接必须符合要求,控制好电极冷却风机量和 导电颚板的冷却条件以及电极的接触必须良好。 (3)尽量避免、缩短电炉停电次数和时间。 4、电极事故原因分析 在电石冶炼生产中,经常遇到的事故是电极软断和电极硬断。 4.1 电极软断的原因 (1)电极糊所含挥发物过多,造成电极不易烧结,强度差而引 起软断。 (2) 电极壳铁板太厚或太薄。太薄会因外力作用使电极壳破 裂,造成电极铁壳在压放时折叠或漏糊而软断;太厚会造成铁壳和 电极芯部接触不紧密而引起软断。 (3)电极壳制作不良或焊接质量不好,引起破裂,导致漏糊软 缎。 (4)电极焙烧速度过慢,破坏了电极消耗和焙烧平衡,使液态 电极糊中的粘结剂从未烧成的电极中反渗出来,发生“离折” ,引起 软断。 (5)下放电极时没有降低负荷或降低得太少, ,放电极后负荷 升得过快而引起电极软断。 (6)下放电极过于频繁,或下放电极过长而引起电极软断。此 时应立即停电进行处理。 -5- (7) 电极糊没加不及时且投加位臵过高或过低,也会引起软 断。 4.2 电极硬断的原因 (1)电极糊所含灰分过高,杂质较多,所含的挥发分较少,造 成过早烧结或粘结性差,引起电极硬断。 (2)热停炉次数多,停电时又没有采取保护措施,造成电极开 裂和烧结分层而引起电极硬断。 (3)电极壳内落人的灰尘较多,送电后没有清理,造成电极分 层而引起电极硬断。 (4)停电时间较长,电极工作段没有用炉料保护好,电极受到 严重氧化造成电极硬断。 (5)电极下放过长,自重产生的拉力过大以及电极电流密度太 大,也会引起电极硬断。 (6) 电极把持筒内风量过小或停风,导电颚板内冷却水量太 小,造成电极糊融化过度,使颗粒碳素材料沉淀,影响了电极的烧 结强度,引起电极硬断。 5 电极事故处理措施 5.1 电极软断的处理措施 (1)发现电极软断应立即停电,迅速将电极落下,深入炉内, 设法使电极糊不外流,并迅速松开电极使其与断头相连接,把电极 附近的电极糊敲开扒掉。然后,低负荷送电焙烧,软断的电极不允 许提升,根据焙烧情况增加负荷,直至将断头接上。 (2)若断头接不上,电极糊很稀且会大量流出时,应再焊接一 节有底的铁壳,采用与新开炉时相似的电极头并投加新电极糊,按 以上方法进行焙烧。此时要注意电极送风量和导电颚板的冷却水量。 (3)若断头接不上,电极糊已干涸且无流动的可能,此时应将 -6- 电极放出一定尺寸,然后低负荷送电焙烧电极,根据电极焙烧情况 适当增加负荷,直到电极焙烧好。 5.2 电极硬断的处理措施 (1)若断头很长,又没有歪倒在炉内,可把导电颚板松开,降 落电极,将断头夹进颚板内,然后继续送电生产。当断头烧得很短 时,不能再生产了,应把电极多放出一些,然后,低负荷送电焙烧 电极,根据电极焙烧情况适当增加负荷,直到电极焙烧好。 (2)若断头不长,可以把电极断头从炉内扒出来,然后下放电 极,按上面同样的方法将电极焙烧好。 6 结语 综上所述,电极在电石炉生产中占有极其重要的地位。电极 就是心脏,电极焙烧质量的好坏直接关系到生产能否正常运行。在 以往的生产过程中,由于电极事故,会影响整个电石炉的正常生产, 有时会造成长时间的热停炉,甚至瘫痪,浪费人力、财力,严重时 会造成伤亡事故。总之,在电石生产中掌握好电极的烧结过程,才 能使电极保持焙烧和消耗的平衡,才能有效地减少电极事故的发生, 才能在实际生产中提高电炉设备运转率,取得更大的经济效益。 -7-

 

 

 

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