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nba篮彩钛渣电炉采用自焙电极与组合式把持器的
加入时间:2020-03-05 11:44

  钛渣电炉采用自焙电极与组合式把持器的探讨_机械/仪表_工程科技_专业资料。钛渣电炉自焙电极及主要设备事故的探讨 余鑫 (攀枝花钢铁集团兴钛科技有限责任公司 攀枝花 617000) 摘 要:描 述了 25.5 MVA 钛渣电 炉电 极焙制过 程,对电 极硬断、 软断事故 和电

  钛渣电炉自焙电极及主要设备事故的探讨 余鑫 (攀枝花钢铁集团兴钛科技有限责任公司 攀枝花 617000) 摘 要:描 述了 25.5 MVA 钛渣电 炉电 极焙制过 程,对电 极硬断、 软断事故 和电极的 组合式把持器、水冷护屏、液压设备等出现的故障及其原因进行了分析探讨;提出 了 预 防 电 炉 冶 炼 时 电 极 硬 断 、软 断 、设 备 故 障 的 相 应 解 决 措 施 ,从 而 使 电 极 的 硬 断 、 软断、设备事故大大减少。 关键词: 自焙电极 事故 设备改进 液压 组合式把持器 防护措施 我 公司一台 25.5MVA 半 密闭钛 渣电炉是 从乌克兰 引进技术 ,大连重 工·起重 集 团采用挪威埃肯组合式电极技术结合设计制造。设备安装、烘炉、电极焙制、试生 产至今,各类事故频发。最主要的是电极发生的硬断、软断事故、出铁时铁水烧穿 炉壳事故、电极压放故障等;这不仅影响电炉的正常生产、而且给生产带来很多的 损失。 本文对上述事故进行的分析探讨。 1 电炉主要参数 变压器容量 25.5MVA 三台单相特种变压器 一次电压 37±5%kV 一次电流 240A 二次电压 110~ 340~ 420V 二次电流 43KA 电压级数 有载均差调压(32 级) 功率因数 0.92 (带 补偿) 电极直径 1000mm 极心圆直径 3100mm 电极电流密度 5.06A/cm2 炉膛深度 5377mm 炉膛直径 9300mm 平均冶炼周期: 8~ 9h 电极壳平均消耗量: 约 2.4m/天 2 电极焙烧过程 电 极 糊 是 自 焙 电 极 重 要 的 原 材 料 ,其 成 分 含 量 直 接 影 响 到 自 焙 电 极 质 量 的 好 坏 , 由于考虑到三种技术之间的结合,所以我厂结合实际情况委托电糊厂家用新指标生 产电极糊。nba篮彩, 第一批电极糊指标如下: 项目 固定碳 挥发份 灰份 线 抗压强度 kg/cm2 最佳电流密度 А/cm2 数据 83.38% 3.92 12.12 1.85-1.95 1.45-1.65 250-350 5-7 2.1 电极焙烧机理 电极焙制主要是靠电极端头的电阻热加热电极糊,电阻热使电极糊软化、电极 糊中的灰份挥发、碳化最后形成正式的工作电极。 电 流 流 通 路 线 大 致 是 :导 电 铜 管 组 合 式 把 持 器( 导 电 夹 持 元 件 ) 电 极壳 电极工作端。 电极开始焙烧时的长度见图 1 2.2 电极焙制的准备工作 图1 2.2.1 在向 电极筒内 加入电极 糊前,先 将电极糊 上的灰尘 清理干净 ; 2.2.2 电极 筒内第一 次加入电极糊,要保证糊柱高度在 7000mm 左 右; 2.2.3 压放 电极壳露 出底环 3000mm,用电 钻钻出成 菱形分布 的Φ20 孔 ,孔 与 孔 之间距离 为 150mm。 2.2.4 分别在 3 根电 极下放置 3 个直径 为Φ1500 的大 铁皮桶 (可以用 制作 电 极壳的冷轧板制作)桶里盛满焦丁。 2.2.5 炉底 铺上 350~400mm 镁砂 ,然后再 铺上 500~700mm 厚的细颗粒(50 目左右)的钛渣。 完成了电极焙制准备工作后,接下来就是通电焙烧。开始送电电流一般控制在 2kA 以内,随着时间的推移,逐步提高电流强度。 具体焙烧制度参见焙烧曲线图 电极焙制好后,就进入挂渣试生产过程中,在挂渣试生产过程中电极经常会发 生开裂形成花瓣状,造成电极局部掉落影响其送电功能,导致电炉不能正常冶炼。 针对上诉生产中出现实际的情况,要求电极糊生产厂家增加电极糊中的固定碳 ( C)、 挥 发 份 含 量 , 减 少 灰 份 含 量 。 第二批电极糊成分指标: 项目 固定碳 挥发份 灰份 线 抗压强度 kg/cm2 最佳电流密度 А/cm2 数据 84.5% 2.7 12.03 1.85-1.95 1.45-1.65 250-350 5-7 改用电极糊指标后,提高了电极的焙制速度和强度,同时也增加了其导电性。 电极软、硬断次数明显减少。 3 影响电极软、硬断因素 至 开炉 5 个月以来,电极软断、硬断事 故共计发生 10 次 。nba篮彩几 乎平均 每月都要 发 生两次。 电 极硬断 集中在变 压器电压 等级 10~15 级,电 压在 260~320V,电极 电流 30000A~ 35000A. 3.1 加 料 对 电 极 的 影 响 25.5MW钛渣 电炉的投 料方式则 与其不同 ,它是一 次性加料 。从料管 直接投料 , 一根中心料管,三根电极边缘电极料管。加料时尽量达到炉里整个料面平整,确保 电极在冶炼焙制时,受力均匀。如果加料不均匀,电极烧结质量不好,电极受外作 用加大,就会造成电极硬断。 3.2 冶炼时对电极影响 在冶炼中一旦形成坩埚之后,底环以下的电极工作端,大部分与炉料不接触, 这样炉料与电极接触面积减小,电极相间通过炉料与电极接触面积减小,电极相间 通过炉料的电流减小,因而电流通过炉料产生的电阻热也减少。随着炉内炉气体压 力的波动,电流也随之波动。电流的波动使导电电极内部产生热应力。电极的热应 力随电流周期波动次数的增加而增加,受集肤效应的作用,其电极表面应力大于中 心应力。加之在实际操作中不停地提升和下降电极,造成电流波动,电极硬断事故 多。电极硬断事多发生在钛渣熔化后,由于补加焦碳较多,钛渣液面反应剧烈,液 面急剧上升。这样导致电流增大,电极振动剧烈。液面与电极接触面积小,电极受 电流作用力容易发生摆动,加之电极自重力的作用,均易导致电极事故的发生。 3.3 处理软断的方法 电极在冶炼过程中,如不把焙制速度和压放速度结合起来经常会发生软断。软 断一般发生在冶炼后期提高功率的情况下,软断后,电极筒内的电极糊会从电极壳 掉落至电极下方堆积,掉下的电极糊遇到炉内高温迅速粘结为一体。形成一堆如山 峰状的电极糊。由于电极糊在经过高温预热后会变得非常坚硬。在重新焙制前,需 使用吹氧管对电极糊进行吹烧。接着对电极下方周围的物料进行清理,尽量保证其 下 方平整,再压放电 极壳,保 证电极壳 露出电极 底环的长 度在1500mm左右 ,然 后把 电极下降至炉内事先平整好的位置上,从料仓下钛矿至电极周围,尽量让钛矿把电 极壳埋入200mm以上的 距离。最 后通电按 焙制技术 规范进行 焙制。 4 生产中合理停送电 4.1 一般停电方法 工作电极最怕长时间连续停电,因为工作时的电极被停电后电极表面温度急剧 下 降 冷 却 , 电 极 就 会 发 生 开 裂 , 甚 至 在 底 环 300mm左 右 处 会 分 层 断 列 。 这 将 对 下 次 送电冶炼时极为不利。在平时生产中,要解决好合理的停送电方法。遇到需要处理 几项设备故障或者其他故障情况下。这就采用分时段一项一项地处理,处理完成一 项后,马上送电让电极工作一段时间,然后再接着处理下一项,这就可以避免电极 长时间停电,也就可以减少电极硬断事故。实践表明电极连续停电时间最好不要超 过 2小 时 。 4.2 对于电极长时间停电后送电方法 电炉的电极长时间停电后再次送电,需先把变压器连接改为星形,送电电流从 5kA开始 ,每1小时电流 提高2000A。5小时后把变压器 从星形连 接改为角 形连接。 提 高电压等级和电流,直到达到正常冶炼时时的电压和电流。 经 验 表 明 , 再 次 送 电 的 功 率 、 电 流 达 到 停 电 初 期 的 功 率 、 电 流 1小 时 后 , 电 极 不发生硬断事故,证明电极已经重新焙烧完成,可以开始正常冶炼。一般再次送电 焙 烧时间计 算方法为 :停电时 间×0.5 5 设备事故 5.1 电极不能正常压放的原因: 组 合 式 把 持 器 电 极 跟 铜 瓦 电 极 有 很 大 的 区 别 。组 合 式 电 极 对 电 极 壳 的 夹 紧 主 要 是 靠 组合式把 持器(又 称导电元 件)对电 极壳的10组 筋片进行 夹紧。而 铜瓦电极 则是 靠 铜 瓦 抱 紧 电 极 壳 ,铜 瓦 式 电 极 压 放 非 常 简 便 容 易 。而 组 合 式 电 极 压 放 稍 微 复 杂 些 , 所以组合式把持器电极不能正常压放会给生产带来一系列的影响。 5.1.1 夹紧力过大。 组合式把持器(又名导电元件)在电极筒安装时,需用专用工具(塞尺和卡尺) 经过仔细调整,尽量保证组合式把持器上每组碟形弹簧夹紧力一样大,误差控制在 100kg以 内 。 5.1.2 摩擦 力增大 在冶炼过程中煤焦油和一些其他物质要粘联在组合式电极壳筋片上和组合式把 持器之间,电极筋片与组合式把持器摩擦力增大。 5.1.3 电极壳对接质量达不到要求 电 极 壳 对 接 时 尽 量 保 证 两 个 电 极 壳 的 同 轴 度 ,同 时 也 要 筋 片 对 接 准 确 ,焊 接 后 要 仔细打磨确保其表面的光滑。 5.1.4 电 极壳 制 作时, 要 保证其 尺 寸(电 极 壳材料 材 质及规 格 : 电极 壳 材料 采 用 Q235-A 冷 轧 板 , 外 壳 厚 2 mm, 筋 板 厚 3 mm,)。 ( 1) 保 证 折 弯 尺 寸 和 压 弧 尺 寸 ; ( 2)电 极 壳 在 组 装 缝 焊 时 ,调 整 好 筋 片 的 尺 寸 。尺 寸 不 能 保 证 将 影 响 到 电 极 壳 在 组合式把持器中的运动 5.1.5 焙烧好的电极在冶炼时,电极直接与料面接触的情况下,电极也不能压 放。 5.1.6 电极 自重力过 小 电 极 自 重 包 括 设 备 重 力 和 电 极 糊 重 力 。在 正 常 冶 炼 时 电 极 壳 内 电 极 糊 柱 高 度 要 求 保持在3.5~4.5m之间 。 5.1.7 压放电极的系统液压力过小。 5.2 解决办法 5.2.1 分析、查找原因。 5.2.2 电 极 壳 筋 片 上 加 润 滑 油( 46#机 械 油 或 者 46#液 压 油 ),加 油 点 在 压 放 平 台 处,用油枪对准电极壳筋片喷射,让油顺着筋片下流,流至电极下部的组合式把持 器上,要保证所加油量能够完全润滑组合式把持器所夹持的电极壳筋片。 5.2.3 适当调整液压系统压力后压放。 5.2.4 当 压 力 调 整 到 系 统 极 限 压 力 时 若 还 不 能 压 放 ,则 需 要 在 电 极 壳 的 最 顶 端 施 加辅助力压放。 5.2.5 若采 取了5.2.4措施后, 那么则需 要拆开水 冷护屏, 调整组合 式把持器 上 蝶形弹簧的夹紧力后再压放。 以上方法视其情况,可采用其中一种或者几种相结合 5.3 出铁口铁水烧穿炉壳事故 根 据 钛 渣 冶 炼 工 艺 ,采 用 先 出 铁 后 出 渣 的 操 作 方 法 ,经 常 在 出 铁 堵 口 后 ,铁 水 从 内部烧穿炉壳。从而给生产造成巨大损失。经现场查看和事故原因分析表明,炉内 铁 水 压 力 大 ,铁 水 温 度 高( 温 度 1600℃ 左 右 ),出 铁 口 砌 筑 是 采 用 直 砌 法 ,造 成 碳 砖 、 镁砖和异型砖之间的缝隙是直接连通。由于铁水的侵蚀能力较强,铁水通过砖与砖 的缝隙流入砌筑层与炉体之间的填料内烧穿炉壳,造成漏铁事故。 改 进 方 法 见 图 2,把 异 型 砖 下 的 镁 砖 对 接 缝 隙 与 异 型 砖 与 异 型 砖 之 间 的 对 接 缝 隙 图2 相互错开。在炉壳附近的对接砖缝同时也要与炉体与填料部分缝隙错开一定距离。 砖缝之间采用特制耐火泥塞缝。虽然铁水侵蚀流动,但侵蚀流动到一定距离后就会 冷却凝固,减少了漏铁事故的发生,也不会造成事故影响。 为了确保安全,在第一次出铁前可以通过铁口出一定量的钛渣。因为钛渣是属 于过热度较低的短渣,钛渣可以先对出铁口部分里的砖缝隙侵蚀很快冷却而凝固。 由于钛渣的温度要高于铁水的温度,在以后出铁时,铁水也不会把砖缝里侵蚀的凝 固的钛渣给熔化掉。这就确保安全顺利出铁,同时也保证了设备的安全运行。 5.4 水冷护屏出水温度过高 电极水冷护屏是保护电极导电铜管和组合式把持器能够在高温下正常工作的保 护体,水冷护屏冷却效果的好坏直接影响到电极的正常工作。按照设计要求:我公 司 水冷护屏 进出冷却 水管设计 为Φ25, 冷却水在 冷却设备 后,出口 温度≤55℃。在 实 际生产中 由于炉内 辐射温度 达到800℃ 左右,水 冷护屏中 的出水温 都比设计 要求 高 ,有时甚 至高达95℃ 。温度高 水冷护屏 中的水还 会产生汽 化现象, 这时管内 压力 高,与之连接的胶管就会爆裂,甚至会使水冷护屏焊缝裂开漏水;水温高也会使水 冷护屏结垢而堵塞水冷护屏中水流通道面积,也会导致汽化现象产生。 结 合生产实 际,对冷 却水管进 行了改造 ,用Φ48水 管替代Φ25的水管 ,同时定 期对水冷护屏和水管进行酸洗清垢。由于水流量和水流通道面积增大,可以保持末 端 冷 却 水 温 度 在 65℃ 以 下 , 达 到 了 水 冷 护 屏 的 冷 却 效 果 , 电 极 就 能 坚 持 长 期 连 续 工 作。 6 小结 经过多次电极硬断、软断和设备事故,分析得出以下关键点: 6.1 组合式自焙电极 焙制要点 6.2 合理操作停送电 6.3 设备事故的原因 及解决办 法 参考文献 1 A.G.Arnesen.自焙电极的操作. 铁合金,1985(5)49~55 2 Ъ.M.斯 特隆斯基.矿热炉熔 炼.西安: 西安冶金 建筑学院 , 1989.52 3 C. И .杰 尼 索 夫 著 .李 大 本 , 韩 常 富 译 校 .钛 渣 电 热 冶 金 .国 外 钒 钛 .198 5,( 3 ) 4 杨绍利 等编 著.钛 铁矿熔炼 钛渣与生 铁技术.北 京:冶金 工业出版 社,2006.4 5 戴维 .舒 莉.铁合金 冶金工程.北京:冶 金工业出 版社,1999 6 莫畏 等 编著.钛冶 金(第 2 版).北京 :冶金工 业出版社 ,1998 7 郭 茂生主编.工业电炉.北京:冶 金工业出 版社,2002 作者姓名 :余鑫 地 址:四川攀枝花市金江钒钛开发区攀钢集团兴钛科技有限责任公司 邮 编: 617000 电 话 E-mail:

 

 

 

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