关于密闭电石炉负荷与出炉量的平衡操作
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在密闭电石炉内,随着电石不断地生成,电石炉负荷的不断提高,在电极的端头和周围便产生更高的温度场和电场,电弧区的物料大量发生变化,固体物料变成气态和液态,这样的结果使炉料的体积逐渐变小。当炉内生成的电石到一定的体积时,排放炉眼被打开,液态电石被排出,炉底随之变空,由于重力作用,物料从上到下活动,电石继续生成,又被排出,周而复始,这样往复不断的变化,在炉内逐渐形成一个可动部分。
所以,在电石生产中,电石炉的负荷决定入炉料量的多少,高负荷配高炉温和出炉量的协调才能达到优质高产。因此,负荷与出炉量的平衡,他们对电极位置和炉内温度起着相当重要的作用。在电石生产过程中,如果对炉子管理不当,往往导致炉子操作情况失常,掌握不好炉子的冶炼时间。一炉出的多,一炉出的少或出不来电石,造成炉子料层结构变化太严重时造成料面温度高,翻电石,料面结壳,使电极下不去。只有将负荷(入炉料量)和出炉量达到平衡,才能使电炉安全稳定正常运行。
随着电石炉负荷的提高,电极也逐渐被埋入炉料之中,由于电极位置的变化,熔融电石坩埚和料面也随之变化,坩埚壳体也跟着改变它的几何尺寸。当电功率到了高位时,随着电极位置的相对稳定,这些坩埚壳体的形状基本上固定不变了,如果在此时,电石的产量高、质量稳、消耗低,这时的坩埚形状也就是最佳形状。在此时,下料速度和反应速度相对平衡,入炉物料和出炉物料相平衡,三相电极参数平衡,炉内三相畅通,电极将是处在合适的位置,生产稳定。因此在初开炉时要在加满料的同时,电极也要处在合适的位置,电功率控制在适当的位置,使料层稳定形成,以利于电石的稳定生产。
电炉的产量、质量、运转率必须围绕高炉温进行。如果违背了高炉温,则达不到预期的效果,而负荷和出炉量之不平衡是违背了高炉温的原则,它不仅使电炉温度低,而且使三相很难连通,电流波动较大,电极上下操作不稳定,更严重的是造成炉底抬高,炉料结构破坏,给操作带来了困难。
电流由电极通过端头把电能变为热能来进行冶炼。一般情况电极的位置适当,炉温就高,弧距大,而电极的位置太高,热量散失多,炉温下降。正常情况电极的位置与埋入量是成正比的(一定的工作端长度的情况下)。电极位置低,电极与炉底太近,埋入深,电极周围熔池变小,吃料速度较慢,炉料不易进去,这样热效率就降低了,埋入深也会烧穿炉底的事故发生。其次,埋入量过深,相应电极工作端变长,会使电极拉力较大,若操作不当电极极易发生硬断、软断等电极事故。同时,反应区的一氧化碳气体不易排出,最容易引起喷料,带出大量的热量,烧坏炉盖设备,破密封,使电炉安全运行率降低。
电极位置合适就是电机端头与炉底距离适当,不仅相较好的料层结构,而且反应层排列有序,热量得到充分利用,可达到高炉温的目的,加之合适的冶炼时间和出炉的时间就能达到稳定优质、高产的效果。电极位置太高,就是电极与炉底距离过大(一定工作端长度下)埋入太浅。料层结构发生变化,硬壳延长到近于炉底,出炉时炉眼难开。同时料面与电极端头的距离缩短,若出炉不及时极易引起翻电石,烧坏炉盖设备,使设备寿命缩短,影响炉子安全运行率。其次料层结构整体上移,炉底上抬,出炉困难。料面温度也较高,红料料面结壳使炉气排出受阻,引起吃料不匀,电流波动,支路电流增大,时而喷料、塌料,伴有大量生料落入熔池,电极被迫上抬,造成热损失严重。
因而电极的位置(埋入量)的控制是十分重要的,在操作时,要合理控制电极的位置,发现电极位置高就设法让电极压下去,位置过深就及时提起来。总之要勤测电极而且要测准确,及时调整才能有较高的炉温、稳定的电荷(吃料)。
当炉内的电石量生成过多时,电石液位就上升,其电石溶液沸腾,电极电流高而波动大,迫使电极位置难以稳定,这时应该及时出炉,掌握好出炉的时间(相应负荷的冶炼和出炉的时间)。如果出炉的时间较长,电石出的超过一定量,就会使炉温降低,此时电极电流下降得很低,被迫电极下降,使电极埋入很深。若炉温低,电极电流波动频繁而剧烈,造成操作上的困难,严重时下一炉会出现电石量少或出不来电石,会造成三相不同的状况,此时严重影响产量和质量,给操作带来不便。
如果电极位置经常插入过深,功率区间减少,局部高温,电极端头的弧距变小,虽然做功较大,但无功也大,支路电流增加,不利于生产。出来的电石质量不好,这时可适当加一些高配比的料,提高炉温,使电极上提到合适的位置。
正常生产连续反应的电炉料层结构应分为:生料、红料、粘料、半成品、成品。若出炉时困难或连续几炉出不来电石,出炉时发粘,用钢钎也捅不出电石来,电极电流波动大,而且较高,迫使电极上抬。长时间电极在高位置上工作,料层结构改变,料面温度上升。而炉底温度逐渐下降,造成三相不通,引起一系列的电极电流高,波动大,电极位置不稳定,翻电石,塌料,出炉困难等许多问题,严重影响正常生产和运转率。此时可适当调整配比,搭配比低的料,让电极电流下降,电极插下去(合适位置),提高炉温,使电石流出来。等电石出来后,就要稳定电极位置,提高炉温,炉温严重超低时,可暂时闭料管干烧几分钟。严禁明弧操作(一般干烧原则上是不允许的),并适当延长冶炼时间。为了保持电石质量平稳,操作稳定,出炉量一定要控制好。
正常情况下电炉满负荷运行,根据炉子功率的大小,计算出合理的出炉时间和冶炼时间。因此,出炉量与负荷(投料量)一定控制。当控制适当,电极位置稳定,炉温高而稳定。如果控制不适当时,则电极电流不稳定做功不好,电极位置上下不稳,炉温提不起来。炉温低会引起一系列的问题给操作带来困难,生产就得不到保障。