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电极焙烧及相关要点doc
加入时间:2020-06-05 11:13

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  电 极 电极是电石炉的心脏,只有充分地了解电极的组件,才能更好的控制、操作及保护好电极,才能更好的完成生产任务。电极好比人的身体,电极壳是躯干、电极糊好比营养、那么电流就是精神,只有控制好这三样,才能更好的把电极保护好。 电极壳 电极壳是自焙电极的关键部分。电极壳的完好与否直接关系到生产能否安全、连续、稳定运行,是生产过程中必不可少的保障因素。 25500KVA密闭型电石炉自焙电极是以¢1250mm电极壳为铠装,进行电极的自焙。在电极焙烧过程中,电极壳不仅使电极成型而且还兼起导电作用。(根据有关资料介绍,由于钢质材料的导电系数大以及在导电过程中的集肤效应,电极壳中通过的电流为总电流的80%左右)因此,电极壳在电石生产中成为不可或缺的器件。电极壳的构成是有均匀的12片3mm的筋板 ;12片2mm的弧形板和12跟¢18mm厚的圆钢,经过裁剪、冲压、折弯、缝焊而成。 1.1电极壳的导电特性 (1)外壳有效导电截面积约1250×3.14×2=7850㎜2 (2)外筋板有效导电截面积大约30×7×12=2520㎜2 (3)内筋板有效导电截面积约185×2×12=4440㎜2 (4)圆钢有效导电截面积约81×3.14×12=3052㎜2 电极壳的有效导电截面积=17862㎜2 钢材的电流密度为2.2~2.4A/㎜2 故电极壳的有效导电截面积可承受的电流为39296~42869A与《埃肯手册》中所提到的:在电极焙烧初期为防止电极壳烧损,操作电流应控制在40000A以内基本相符。 电极壳的物理特性 由于电极壳为钢质材料制成,故其物理特性与钢材相符,据查找相关钢材特性为:密度 7.86g/㎝3;软化点 450~550℃ ;熔点 1535℃; 沸点 2750℃ 电极壳外筋板最大可输入电流 接触元件夹紧外筋片面的有效长度约为435㎜,夹电极壳外筋 板厚度约为 7㎜电极壳外筋板可输入的最大电流为S=435×7×12=36540㎜2 电极壳外筋板可输入的最大电流为I=36540×(2.2~2.4 A/㎜2)=(80388~87700)A常温下。考虑到电极壳软化温度在450℃,假设,电极壳温度升高全靠电流输入提供热量,不考虑传导热,那么经过计算,电极壳外筋板可输入最大电流为84000~91312A。电极壳外壳允许通过电流为17270~18840A。电极壳外筋板输入电流即为操作电流。 导致电极壳烧损的原因有一下几点: 当电极温度超过电极壳的耐热温度; 当电极还未完全焙烧好时,通过较大电流; 电极壳再制造和焊接过程中存在质量问题; 电极壳与接触元件之间的接触压力变小或元件本体上有孔隙,造成元件与电极壳打弧。 电极壳制造所用钢材存在缺陷; 通过把持器的冷却水量小或阻塞,导致局部温升过高等; 工艺参数控制不好,造成料面温度过高(即超过700℃)。 电极糊 电极对电极糊的要求比较高,电极必须具有高度的耐氧化性和导电性,膨胀系数尽量要小,小的电阻系数,小的气孔率,高的机械强度。由此对电极糊也有了相关的要求。 2.1电极糊质量对电极的影响 1)电极糊灰分高,电极糊的粘结力度差,灰分集中的地方,粘结力更差,这个地方消耗快,而且容易机械拉伤造成硬断。故灰分应保持指标小于等于3 2)电极糊软化点偏低的话,电极糊烧结后的结焦值低,电极强度也差,易造成电极事故。 3)电极糊电阻率偏高,表示电极糊的石墨化程度低,导电性差,电极抗氧化能力差,焙烧后的电极刚性强,电极也容易折断。 2.2 电极糊粒度的影响 电极糊粒度大,在电极筒内加糊时容易造成电极糊架空现象,从而造成电极糊在电极筒内非均匀下沉,非均匀溶化,影响电极糊烧结后强度的均匀性;其次粒度大,电极糊在电极筒内焙烧时候不易溶化,烧结速度慢,使电极糊焙烧速度跟不上电极消耗速度,造成电极事故。因此一般力度应小于等于75㎜ 2.3 糊柱高度的影响 糊柱高度低,电极糊溶化后沉积不密实,焙烧后电极密度小,导致电极强度低,电极消耗快;糊柱高度过低,容易在电极筒内糊柱表层产生稀糊,当糊柱表层产生稀糊时,硬糊加进去会沉到底层,被稀糊包住,不能很好的熔化,整个糊柱不是均匀地熔化、烧结,影响电极焙烧质量,焙烧不透的电极极易产生电极事故。根据外省研究的糊柱高度指标一般在4.0米以上。 电极烧结 电极糊烧结时升温速度一般以10~20℃每小时的速度升温,进入接触元件上部时,电极糊温度为500~600℃,以保证电极正确烧结位置。温度上移促使电极过烧,温度下移电极呈现欠烧,电极糊烧结时应保持0.05兆帕的压力(相当于4米高的糊柱压力)以保证电极烧结密度,同时电极糊挥发气体压力的增高,有利于缩合反应进行,因此在烧结过程中保持其压力,有利于提高电极的强度,减少事故。 3.1电极烧结过程分为三个阶段: 温度从室温升到350℃,此阶段固体电极糊熔化,此间的水分和低沸点的成分开始挥发,此时电极糊的电阻为最大。 温度从350℃升高到750℃时,熔化的电极糊中的粘合剂开始分解挥发,一般挥发物从电极壳焊缝、电极壳与电极之间缝焊、电极壳上口等地方排出,由于挥发,电极糊变稠,有熔融态变成固态 温度从750℃到1200℃时,进一步排出挥发物,粘结剂中大量香分子和其它原子团结成焦炭,经一步致密化,之后电极糊烧结完成。 3.2烧结好的电极温度分布: 1)料面以上,底环以下最高温度最好控制在1000℃以内 2)接触元件以内最高温度应控制在800℃以内 3)接触元件以上电极糊温度在350℃左右,向上依次降低。 4.电极消耗 电极在电弧的高温下不断气化电离,以维持电弧的稳定燃烧,一部分碳的气体参与了电石生产的反应,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: 电极的固定碳含量高时消耗慢; 电极烧结后的气孔率低时消耗慢; 炉料焦比高、杂质少时消耗慢; 电极深入料层时消耗慢; 电极电流密度小时消耗慢 5.电极事故原因及处理方法 5.1 电极硬断原因如下: 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)电极壳内落入的灰尘较多,送电后没有清理,造成电极分层而引起电极硬断; 4)停电时间较长时,电极露出部分没有用炉料保护好,电极受到严重氧化造成电极硬断; 5)长时间停电后,送电时提动电极,造成电极机械拉伤而产生硬断; 6)电极下放过长,自重产生的拉力过大也会引起电极硬断; 7)电极把持筒内风量小,导电鄂板内冷却水量太小,造成电极熔化过度,影响电极的烧结强度,引起电极硬断。 5.2 电极硬断处理方法 1)如果断头很长,又没有歪倒在炉内,可把导电鄂板松开,将断头夹进鄂板内,然后急需送电生产,这种方法很少使用; 2)如果断头很短时,在料面以下,可以通过加压使电极增长,等电极焙烧好后慢慢把断头压入炉内烧掉; 3)如果断头露在料面以上,但又不是很长,就只能放炮炸掉,然后从新加压焙烧。 5.3 电极软断原因如下 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。太厚了会造成铁壳和电极芯部接触不紧密而引起软断;太薄了会因外力作用电极壳破裂,造成电极铁壳在压放时折叠或漏糊而软断; 3)电极铁壳焊接质量不好,引起破裂,导致漏糊软断; 4)压放电极时负荷降低得太少,或压放电极后负荷升得过快而引起电极软断,前者出现事故情况较少。 5)压放电极过于频繁,或压放电极时过长而引起软断; 6)添加电极糊时,糊块过大,在筋片上搁住而架空,也可能引起软断; 5.4 电极软断的处理方法 1)发现电极软断停电后,应迅速将电极落下,深入炉内,设法使电极糊不外流,如果可以尽量使电极与断头相连接,弄掉漏下的电极糊硬块,然后送电,低负荷焙烧6小时后,不出意外的话就可以将断头接上,此过程中严禁提升电极。 2)停电后如果没法止住电极糊外流,应迅速用灭火器防止三层半压放油管着火,封掉电极壳顶端出口。等火熄灭后处理炉内电极糊硬块。焊接电极壳下端头,重新加糊,送电低负荷焙烧。 6. 总结 由以上相关知识,可以总结相关操作如下: 正常生产时操作电流应控制在84000A~91312A以下 焙烧电极时操作电流应控制在 42869A 以下,未烧结好时,严禁快速提升负荷,或剧烈提动电极。 尽量避免热停电的次数,不需要停电处理的事不停电。 电极深入料层,把持器不得低下限运行,防止底环打弧漏水。 确保巡检力度,对各元件、底环的循环水量、水温做到心里有数,严禁无水运行。 电极压放要少量多次,高负荷运行下也不得60㎜每次每小时的压放,低负荷运行时,根据负荷大小,可以20㎜每次每小时或几小时压一次。 压放电极时,每次压放时要注意电极是否正常下压,是否有下滑现象,压放完检查夹紧油缸是否对电极壳有刮伤或刺破。 一天准确测量一次电极,当班班长及操作工要做到电极工作长度心里有数。学会通过听电流声音来判断电极的工作状态 每次接班测量一次糊柱高度,做到对糊柱心里有数,确保在4米左右;测量糊柱时,应注意电极壳内糊柱是否有架空现象,是否出现稀糊,是否有杂质混入。 加糊时,严禁把大量电极糊灰铲入电极壳内,严禁多种电极糊同时加入同一电极壳内。 长时间停电,应用混合料包住电极,保护好电极,停电前应将电极尽量下插;用盖板盖住电极壳上端口,防止大量杂物落入。

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