降低电石炉电极糊消耗试试从这4个方面入手

降低电石炉电极糊消耗试试从这4个方面入手

  • 2020年12月02日 10:25
  • 来源:中国铁合金网

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  • 关键字:电石炉,电极糊
[导读]电石生产所用的连续自焙电极是由装入电极桶的电极糊,经熔化、焙烧致密化而形成的。
  中国铁合金网讯:电石炉是生产电石的主要设备,在电石炉内由电极电弧发出的高温使炉料熔化,在2000-2200℃反应生成电石。电石炉电极管理是电炉操作的中心任务,电极糊的消耗量是综合衡量电炉运行水平的重要指标之一。目前造成电极糊消耗偏髙的因素主要有电极糊的产品质量、电极管理、电石炉工艺操作管理、原料质量、电石产品质量、电石炉运转率等方面的影响。
 
  电石生产所用的连续自焙电极是由装入电极桶的电极糊,经熔化、焙烧致密化而形成的。电极糊作为自焙电极的唯一重要填充原料,在电石炉中边焙烧边不断消耗,能够在3000℃左右的高温环境中连续工作,具有非常良好的导电、导热等性能,同时还具有较好的耐腐蚀和较高的机械强度。降低电极糊的消耗量,不单单是降低电极糊消耗的指标问题,还直接反映了电石炉操作管理的整体技术水平,更主要的是对整个电石生产的综合效益和高效安全运行有着重要的意义。
 
  1 提高电极糊质量
 
  电极糊生产的原料配方主要以无烟煤、冶金焦、石墨碎、石油焦和沥青焦等为原料,以沥青及煤焦油为黏结剂进行生产。它的质量优劣直接影响到电极的焙烧质量和消耗指标,更是影响到炉子的安全平稳运行。
 
  合理控制电极糊的产品质量,确保电石炉长期稳定运行。采用高含碳量、低挥发分、低灰分、低气孔率的电极糊,同时通过选择替代原料,改进原料配方,合理掺加石油焦、石墨碎等,提高电极糊的质量,以满足大型矿热电炉的需要。研究表明,在电极糊中添加粒度为8mm?20mm,添加比例约为20%的残极、碳棒,可有效提高电极糊耐压强度与体积密度,同时降低电阻率和灰分;用蒽油替代危废品煤焦油作为黏结剂可以降低电极糊的软化点;在电极糊中添加不超过2%的添加剂,可以降低糊料黏度,提高电极糊的塑性和降低电阻率
在实际生产应用中,要全面地考察电极糊内在的质量,充分与供货商技术人员沟通,根据炉子的容量、工艺水平、装备、操作水平等,参照国家相关标准,确定电极糊的技术指标;还应明确检验方法和考核内容,制定详细全面的化验报告单,避免因供货商检验设备短缺、人员紧张、费用等问题减少检测内容和检测频次。由于沥青和煤焦油的组份十分复杂,现在传统的以软化点和挥发份含量来衡量密闭电极糊的焙烧性能有很大的片面性,也是不可靠的,应以实际应用来确定电极糊的性能。
 
  除相关行业标准确定的质量指标外,还需要根据实践经验和理论研究成果等,选择合适原材料和颗粒级配、黏结剂配方,从稳定性、流动性、导热性能、比电阻、抗震性、抗氧化性等方面进行综合优化改进,通过技术创新,研制具有强度高、抗热震性能优越、烧结性能好、不流糊、不断电极、节能、环保等性能的优质电极糊。
 
  在电极糊储存、转运、添加、电极筒顶部等环节做好环境卫生,避免电极糊中掺加杂物、灰尘等,避免造成二次污染,影响电极糊的品质。正常生产时不允许灰尘落入电极壳内,尤其是检修时,一定要把电极壳内的灰尘清扫干净。
 
  2 加强电极管理
 
  电极是电石炉的心脏,必须严格电极管理制度,重视电极的消耗调节控制,在电极工作长度足够、炉温开始上升、产品质量相对稳定、出炉操作顺畅的条件下切勿缩小压放时间,避免在低电压、大电流、出炉不畅的情况下增加压放频次。
 
  应定时定量补充电极糊,合理控制电极糊柱高度,理想高度控制范围为导电元件上端起3.5m?4.5m范围处,避免料柱过高或过低造成电极糊焙烧过程中的粒析现象和电极的烧结分层、抗拉强度衰减,导致电极糊的消耗量增加。要密切跟踪电极糊焙烧过程中的温度变化,电极筒上口烟气颜色状态。
 
  应密切关注电极入炉深度、电极焙烧速度、消耗速度是否在工艺要求范围内,定期停炉检查电极使用状况,定时、准确测量电极入炉深度,合理的控制在电极直径的1.1~1.25倍。—要稳定电极的入料深度,做好电极压放,防止因电极工作长度过长,造成在料面裸露段长而加大热损,自重大易发生硬断事故。二要防止电极消耗过快,电极入炉深度不够造成料面温度升高、料面板结、支路电流增加、电极上抬、炉底温度降低、出炉困难、产量下降,就会加快电极糊的消耗量。三要防止电极发软,焙烧速度跟不上正常消耗速度,需要停止加料焙烧电极,不仅增加电耗也会加大电极糊的消耗量。
 
  电极筒的制作、对接要专人负责,严格按照技术规范,并做好过程监督和验收工作,杜绝精度不够、有缺陷电极筒的使用。重视电极筒焊接和强度,焊缝必须实焊,不能有沙眼,按要求打磨焊缝、并做好探伤,防止发生电极筒破肚、刺坏接触元件的事故发生。对接电极筒讲究的是横平竖直,光滑顺溜,对新焊接的电极筒,验收达不到技术要求的坚决不能使用,以免造成不必要的压放困难或发生电极事故,按照工艺要求定时定量压放电极,控制好负荷的升降。
 
  加强生产巡回检査,勤观察、思考,发现电极事故苗头,及时处理,防止事故扩大。在日常生产管理中,多巡回检查电炉设备,从原料质量、配料、设备(防护屏内的打火、冒烟、冒火;循环水温度、压力等)、操作,及早发现电极事故苗头。
 
  3 加强电石炉工艺操作管理
 
  1)电石炉运行炉况对原料质量、配料准确度很敏感,所以提高原料品位,降低杂质、水分、控制粒度、减少白灰生过烧,氧化镁含量,粉化面子是电炉冶炼的基础。物料入炉前要增加混合料质量控制点,提高配料合格率。提高炭材的质量,选择高含碳量、低灰分、低水分、低二氧化硫、低挥发分,粒径合理的炭材,合理调整炭材配比;当炭材中所含挥发分指标偏高时,则对电极的侵蚀速度加快,直接影响着电极糊的消耗指标。
 
  2)定期处理料面,增加炉料电阻,控制料面髙度,有利于电极入炉深度,不大幅度调整配料指标,杜绝副石灰操作和明弧操作,拉炉作业等不良习惯。加强出炉操作,维护好炉眼,不随意调整炉眼位置,按时开炉及时封堵。保持电炉稳定运行,尽量减少运行中打开观察门探测电极工作长度和处理料面硬壳和积灰的频次,避免大量空气进入炉内燃烧,造成炉子一氧化碳浓度降低,电极外表皮严重氧化脱落。避免设备漏水事故和频繁的停炉,破坏炉子电极的正常焙烧秩序,造成了电极的过烧结、易发生电极硬断。
 
  3)电石生产成绩的好坏,取决于电石炉的参数,设备完好性,原料的质量,操作和维修水平。其中电炉的参数最为重要。电石炉的参数包括电气参数,电炉几何参数和电气几何等参数。通过炉子运行才能检验参数设计的合理性,存在的参数缺陷,有的可以调整,有的就难以改造,主要靠操作来弥补设计上的不足。从电流、电压等工艺因素调节,采用合适的流压比,闭弧生产。通过提髙炉料比电阻,达到设计运行功率。维持电石炉在高炉温、高质量、高配比状态下运行时,炉内炭材充足,电极的消耗相对较少;反之,则造成炉内严重缺炭,产品质量低,电极糊消耗速度加快。
 
  4)好的工艺需要好的装备做支撑,炉体部分,电极部分,出炉系统,上料系统、DCS系统、液压系统、电仪系统、安全消防报警系统、除尘净化系统等做到计划检修,固定巡检,处于设备完好状态。不断提髙设备运转率。
 
  5)在操作管理中建立高负荷、高配比、高质量、高炉温、低消耗的密闭式电石炉操作管理体系,解决密闭式电石炉电极糊消耗偏高的问题。
 
  6)优化调整电石炉的工艺电气参数,确立工艺纪律的严肃性和权威性,电石炉操作要把电极糊添加检查、电极压放长度核实,需专人负责。
 
  4 加强生产技术管理
 
  1)采用最新的电极糊标准(YB/T4448-2014矿热炉用自焙电极糊)指导生产。目前仍有一些电极糊生产企业仍然采用旧标准,需要进一步补充完善行业技术标准体系,完善技术管理,缩小与国外大型企业电极糊技术质量差距。
 
  2)加强人员技能培训,提髙电石炉操作者的技术水平和电极糊的使用管理,熟悉电石炉工艺原理,掌握岗位安全操作规程、工艺规程、设备规程,提高安全意识,能遵守公司各项管理制度,认同公司文化。通过岗位手指口述、师带徒、外出对标学习、绩效管理考核等办法,提高人员的电炉操作水平。通过人、机、物、料、环的有机配合,统一思想,统一目标,统一调度,各工段协调配合,一定能使电炉稳定运行,各项经济指标优异。
 
  3)电极糊在使用过程中,出现电极糊的消耗量、电极焙烧等异常情况时,应及时与供货商技术人员沟通,做出必要的调整,防止电极过硬损伤接触元件,甚至发生硬断事故。当电极焙烧赶不上消耗,会影响正常生产运行,特别防止漏糊和电极软断的安全事故发生。要有针对性的调整电极糊的控制指标,做到电极糊的消耗在合理区间内。
 
  4)电极糊生产企业应与使用单位做好沟通,了解电极糊在使用过程中存在的问题,进行生产调整,工艺改进及技术升级,从生产设备的自动化、信息化、智能化方面入手,做好技改技施和新技术的引进,提高电极糊的质量,以达到节能降耗、安全环保运行的目的。
 
  5)科学计算电极糊的日消耗量,合理的计算方法应是电极的压放体积乘以体积密度,再除以生产电石的日产量。电极糊消耗具有太多的不确定性,受很多因素的影响,拋开所有因素把电极糊的消耗与用电量或者产量结合起来,计算出每100kW·h的电或者每吨电石消耗多少千克电极糊,是考核电极糊消耗指标的最合理的办法。
 
  6)随着我国电石、铁合金等行业快速发展,大型电石炉的密闭是今后发展的重要方向,改进生产工艺,设计合理的电炉参数,提高电炉运行功率。研制与之相匹配且具有较高经济效益、节能降耗、资源综合利用的电极糊,也成为电极糊生产质量控制的重点。生产企业和研究机构要研究出质量更好、符合使用要求的电极糊产品。
 
  5 结语
 
  作为电石行业用量最大的功能材料,虽然电极糊在生产电石的成本中占得比例很小,只有2%左右,但对稳定生产,提质增效,以及整个电石生产系统的安稳长满优的生产目标起着至关重要的作用,因此对电极糊的消耗指标要高度关注。
 
  内容来源:矿热炉  李世强、曾宪军  作者单位:陕西北元化工集团股份有限公司
 
 

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