电石炉炉龄相关问题.doc

电石炉炉龄相关问题电石炉炉龄问题是困扰中小型电石炉的老大难问题。延长电石炉炉龄，不仅能节省大量的清炉和开炉费用，而且能使电石生产在较长的时间以正常的工况经济地运行。影响电石炉炉龄的因素较多，但其中炉温是最重要的因素。因为炉温的高低决定了炉底积渣的快慢。我厂电石炉容量为5000KVA,但炉龄只有3-5个月，与兄弟厂家同类型炉相比有较大差距。所以我厂延长炉龄这一工作大有可为。本文联系我厂的实际情况，首先围绕着如何保持电石炉的高炉温以延长其炉龄的工作进行探讨，再从分析电石炉的造渣过程的机理着手，研究如何减缓这一过程的进行。保持电石炉稳定的高温问题为了维持电石炉的高炉温，以求电石生产能有一个良好的工况和较长的炉龄，首先就必须充分且有效地利用电能。使电网输入的视在功率能更多地分配于有功功率上，并且使电石炉的有功功率能更多地分配于炉内而不损失于配电线路中以求有一个较高的电效率。其次，还必须充分和有效地利用入炉的电能，使其最大限度地用来熔炼电石而不是损耗于炉体表面，以求有一个高的热效率。为了很好地把握这个问题，我们有必要对电石炉的电气参数有较深入的了解，以便在实际工作中能灵活地应用。一、电石炉电能的有效利用问题采用等效及折算的方法，可把电石炉内的电路简化如下；图一简化后的电石炉电路图中，U为相电压,I为相电流,R为操作电阻,r和X为变压器及短网的电阻及感抗.电网中输入的视在功率S分为有功功率P和无功功率Q二部分，P和Q的相位差为/2，P和S的相位差的余玄值为功率因数，其相互关系为S2=P2+Q2 （1）cos=P/S=R总/(R总+X)1/2 （2）式中R总=r+R有功功率分为设备损耗的及入炉的两部分Pa=Pg+Pk（3）=Pg/Pa=R/(r+R)（4）电石炉的电效率只有可即为在通过气电参数作调节.对于一台已投产的电石炉而言，和均为定值，。由1，2二式可知，要得到较高的功率因数，一定的视在功率时能获得较大的有功功率，只能采取提高操作电阻的方法。同样，由3，4二式可知，我们也只能通过提高操作电阻的方法才能达到提高电效率的目的。二、电石炉有效能量的合理利用为了使得电石炉的入炉功率能有效地得到利用，我们可以从以下几个方面入手；（一）尽可能地增加炉料电阻，以保持电极在适当的位置上我厂电石炉电极直径为66厘米，工作长度为70厘米左右，电极插入深度为50厘米左右，操作时尽可能地闭弧，但在不良的料层结构时开弧现象也较严重。为了能使料面的热损失能尽可能地减少，就必须使电极有一个合理的工作长度和插入深度。根据国内同行的生产经验，电极插入深度宜为电极直径的0.91.1倍，对我厂电情况而言就是6072厘米。二者对比，我厂电极插入深度偏短，弧距偏长，电极端头至炉底的电位梯度偏低，即炉内的电能密度偏小，这必然影响炉内熔池的大小和温度，从而影响到炉龄的长短。为了在得到较高的电效率的同时也能得到较高的热效率，我们可以从提高炉料电阻同时改善炉料的透气性方面作努力，从而使得电极能深入炉内，降低对电石生产不利的支路电流，缩短明弧时间，减少炉面热损失以保持炉内正常的料层结构，形成连续反应的生产条件。结合我厂的实际情况，本人认为可以从以下几方面着手1、尽可能地选用挥发份高、灰分低、固定碳含量高的焦炭。因为这种焦炭有较高的比电阻。同时，灰分低也有利于形成正常的料层结构和良好的炉料透气性，使得电石炉积渣过程减缓。2、尽力降低焦炭的水分，可增加炉料的比电阻。我厂89年度所用焦炭水分较高（3.8%），这使得焦末不易筛除，石灰也易粉化。这种原料入炉后，炉料的透气性差，料面易庞住。这一方面使得支路电流增大，电极不易下插,而降低电石炉的热效率。另一方面，也使得炉子发生喷料，塌料的现象，在坩埚掉入生料而影响电石炉生产的正常进行。3、在切实可行的前提下选用无烟煤，石油焦及碳化焦球等比电阻较大的碳素材料。我厂以前在这方面作了一些工作，但均因效果不佳而流产，希望今后能总结经验，争取把这一工作有效地开展起来。4、尽力降低过烧石灰的含量。89年度我厂石灰过烧比率为4.25%，这方面的工作还是有潜力可挖的。提高石灰的活性，一方面增加炉料的接触面积，从而提高炉料电阻，另一方面还可以降低活化过烧石灰所需热量的损失。5、尽量选用质量好的石灰石煅烧石灰。我厂石灰氧化钙含量虽然较高（94%），但氧化镁含量也不低（2.25%）。在电石生产中氧化影响热效率镁的危害最大，它一方面使得料面易结硬块红料增多，料层结构变差，支路电流增大，电极不下而影响热效率。另一方面又使得电石发粘，流动性差，炉底易上涨。要解决这一问题，我们只能从供应方面着手，选用质量更好的石灰石煅烧石灰。(二)减少不必要的能量损失在电石生产中，许多副反应会浪费一部分热量，使得有效电能的利用率降低。为了减少副反应的能耗，我们应精选原材料，如以上所写到的选用灰分较少的焦炭，烘干焦炭的水分，降低过烧石灰含量等。降低生烧石灰的含量其目的也是如此。就我厂现在的生产技术水平，要求生过烧均较低尚属不易，但由于过烧石灰比生烧石灰的危害更大，我们可以在生烧率上做点牺牲以换取过烧率的降低，即两害相较取其轻。（三）稳定入炉配比及电极位置以保持良好的炉况目前，我厂电石生产的炉料是按车间确定的实物配比来投料的，在炉面再由各班根据生产实际情况凭各自的经验来作调节。不可否认，各班工段长均有着各自较为丰富的生产经验，这种管理方法使得他们能充分发挥自己的主观能动性，从而使得我厂的电石生产能够在一定的生产条件下取得较好的成绩。但由于各班从本位主义出发，总会在接班时加入付焦以提高炉温，从而保证产品质量。而在接班时又加入付灰以求多拿产量，炉温又有所降低。如此循环使得电极不稳料层结构亦不稳定。要维持电石炉良好的工况，必须稳定其各项工艺指标。入炉配比是一个重要的工艺参数当然也不能例外。采用实物配比入炉实际上未考虑原材料组成的变化，也就没有把握配比的内涵。再在炉面作大幅度的调节，更不合符工艺要求。建议采用干基折算配比入炉，炉内可望形成一个稳定良好的料层结构，电极相应也可稳住。干基折算配比值，可取比理论计算配比高1-3%的值，即60-62%为宜。在稳定入炉配比后，炉上的调节也应谨慎地使用，即应当有控制地使用付焦和付灰，否则便失去了采取这个措施的意义。建议各工段在作调节时应有记录并说明意图，以利于大家互相学习总结经验。在电石质量达到所要求的标准时即可确定物料的入炉配比，此后不可随意变更其值。事实证明，采用这种操作方法电极很稳定，电石炉也很好操作。为了保持电石炉有一个好的料层结构，应使炉内各区料层相对稳定以形成连续反应的条件。在出料后可适当用干烧的方法消除支路电流，使电极深入，扩大熔池以保证炉内有足够的半成品，生产得以正常的进行。对于炉内的红料及硬块应及时处理以免炉况进一步恶化。电极周围及炉膛中心区料面保持稍高以降低炉面温度，尽可能地积蓄炉温闭弧操作减少炉面的热量损失。在操作上还应注意电平衡及热量平衡以稳定出炉电石的质量及炉面的高度。炉内的积渣过程在入炉的物料中，石灰中的杂质及碳素材料中的灰分参与积渣过程，其成分是SiO2，Al2O3，FeO，MgO等。随同电极消耗进入熔池中的钢板也使得炉内铁含量增加。积渣过程成因如下：SiO2除与铁形成硅铁外，还可与碳生成SiC而沉积于炉底。Al2O3可与其他杂质形成粘度很大的炉渣而不易流出。MgO不但对电石炉的操作不利，而且使炉料发粘而不易流出。炉温在很大程度上影响积渣过程的速度，高温一方面使得电石的流动性增加而带动其他杂质流出，另一方面还可使得炉渣融化而随同电石流出。由本文分析可知，为提高炉龄可采取以下措施；1精选原材料以减少杂质对操作及炉龄的不良影响。2优选电石炉的电气及几何参数，使电石炉能获得最大的电效率。3采用科学的操作方法，减少炉面热量的损失，使炉内有一个稳定的高温，电石炉能获得最大的热效率。在本稿的成文过程中，得到了