1、電石生產工藝操作規程講解主講人：趙永培訓時間：2006年3月18日和8月15日一、目的：為了電石生產過程的控制，在受控狀態下生產和滿足本公司電石生產的工藝要求，制訂電石生產工藝操作規程。二、適用范圍：此生產工藝操作規程適用于寧夏興平精細化工股份有限公司生產過程中原料、配比、運料、投料、冶煉、出爐、化驗分析、冷卻、包裝、出廠等范圍。三、工藝流程圖：見附件四、過程控制：4.1 原料4.1.1蘭碳:蘭碳是在礦熱爐冶煉中主要的原料之一,而且還是化學反應中的導電體、導熱體，因此它的組成的粒度的大小，直接影響電爐的操作，生產電石用蘭炭應符合下列要求： 固定炭81%，灰份8%，揮發份8%，水份14%，粒度1

2、8-28mm，粒度的合格率要求在85%以上。4.1.2 無煙煤:電石生產中適用軟質半軟質,要求固定碳含量高,灰份小,無煙煤的比電阻大,所以在蘭碳中用15%-30%的無煙煤比較適合電石生產,無煙煤的質量要求:固定碳85%,揮發份10,灰份8%,水份5%.4.1.3白灰:白灰是電石生石的主要原料之一,屬易分解,應嚴防潮濕或雨水的浸泡,有條件應當罐裝貯藏,時間為夏季1-2天,冬季2-4天為宜.電石生產中的氧化鈣應符合下列要求:氧化鈣90%,氧化鎂1.6%,生過燒10%粒度要求:45-100mm,粒度的合格率要求在90%以上.4.2 原材料的驗收及控制:4.2.1 驗收:進廠原料必須經質檢員外觀驗收合

3、格.外觀要求:粒度要求,水份含量的初步檢驗合格后,指定卸位置，注明產地，廠家標示。若新換產地廠家的原料必須先經過化驗分析合格后，方可卸車，對固定客戶的原料經過外觀驗收后可以先卸車后化驗，及時掌握質量動態變化，接近控制指標時，質檢員應向原材料供應部門發出“藍色警告”，并以書面形式下達。確保進入原料合格率98%以上，杜絕不合格原料進廠。4.2.2破碎、篩分：鑒于目前市場供應的原料粒度較大不符合電爐冶煉的粒度要求，本廠采用擠壓式破碎方式振動式篩分方式對原料進行二次加工。白灰的破碎粒度要求：45-55mm，符合工藝生產的要求，白灰、蘭碳粉沫的篩分要求：因白灰、蘭碳粉沫的篩分會影響爐料的透氣性，容易造成

4、棚料，塌料，直接影響生產，所以要盡量采用2.5mm孔徑的篩網將白灰、蘭碳中的粉沫篩分，有利了正常的生產。所有的蘭碳經過篩分烘干，白灰經過破碎和篩分方可使用。4.2.3 烘干蘭碳烘干要求及過程：干燥的過程實質是被除去水份，從固定物料中轉移到氣箱中，必須使干烘物料表面上的蒸氣壓超過爐介質蒸發過程，達到烘干的目的。蘭碳潮濕水份超標，會直接影響電極爐及電質的質量。烘干后的蘭碳水份要求達到：5%。五、電極糊5.1電極糊的控制項目有固定碳,揮發份,灰份水份等,一般只要求分析揮發份,灰份和水份三項就可以把四項全部計算出來,根據不同的季節變化揮發份必須控制在一定的范圍內.自4月-10月揮發份應控制在11%-1

5、1.5%,10月-4月揮發份應控制在10.5%-11%.5.2揮發份太高時,會造成下列不良后果:A、不易燒結，強度差，容易造成電極軟斷；B、收縮性大，強度也差，又可能發生硬斷；C、氧化快，電極糊消耗快；D、容易分層燒結成異形，下放電極危險；5.3 如果揮發份過低時,會造成下列不良后果, A、過早燒結，強度差，容易硬斷；B、粘性不夠，強度差，容易硬斷。6.配料：石灰和碳素原料構成電爐料，爐料的配比掌握正確與否，對于電爐操作有很大的影響。通常爐料配比是以100公斤石灰為基礎，然后再配加一定數量的碳素原料。6.1爐料配比的計算方式:電石生成的反應為:CaO+3C-CaC2+C0CaO分子量為56,

6、C=312 CO=64 純度100%按照上式計算得出,理論上制得一噸電石需要消耗純氧化鈣875公斤,純碳素C=563公斤,計算方法:1000公斤電石所需純氧化鈣=1000/6456=875公斤,1000公斤的電石所需純碳素氧化鈣=1000/6436=563公斤純爐料的配比為:563/875100%=64.3生產純電石爐料配比是100公斤,需要純石灰100公斤,純碳64.3公斤,在2個由計算爐料的配比方法,必須考慮原料中雜質含量,以及在生產過程中物料的損失,數量等因素,計算公式:爐料配比X= (3C/CaC2)100CB+F (CaO/CaC2)100AB+D+E將碳的原子量和氧化鈣、碳化鈣的分

7、子量代入上式則得到： X= (36/64)100CB+F = 56.3CB+F (56/64)100AB+D+E 87.5AB+D+E式中,A.石灰中所含氧化鈣(CaO%) B.電石的成價(CaC2%) C.碳素原料中所含的固定碳(F.C%) D.電石中游離氧化鈣的含量見表 E.投爐石灰損失量 F.投爐碳素原料原料的損失量據測定損爐白灰損失量E為7%,碳素原料的損失量業F=4%.上式的配比計算為碳素原料中無水份的配比稱為干基配比.爐料配比式(濕)= 干基配比（1水份)發氣量L/KgCaC2%游離氧化鈣280L/Kg75.2316300L/Kg 80.612310L/Kg81.3610320L/

8、Kg83.998270L/Kg72.54186.2 配誤差要求A. 人工運料電子計量允許誤差+ 0.5Kg;B. 自動上料系統電子傳感允許誤差+ 1.0Kg;6.3 運料分自動上料和人工上料兩種方法;原料上料皮帶為1#皮帶,大 角皮帶為2#皮帶.三層皮帶為3#皮帶,1#爐.3#爐電極為4#皮帶,1#爐1#電極皮帶為5#皮帶,蘭炭配料稱為1路配料稱對應北側變頻器,白灰配料稱作為2路配料稱對應南側皮帶稱.6.4 運行次序: 5#皮帶-4#皮帶-3#皮帶-2#皮帶.依次開機試 轉在試轉過程中進行巡視檢查,調整,在無刮皮帶及嚴重絕編情況下方可以開啟配料皮帶稱,進行爐面上料.7. 爐面操作:7.1 投料

9、方法分為(一次投料法、分次投料法、多次投料法、連續投料法),本廠采用多次投料法進行生產： 多次投料方法使哪里出現明孤，就在哪里少量投料保持料面一定的高度，投料不分爐次，不分出爐不出爐，只要有明弧就投料，按規定的時間定時出爐，不出現明弧時可以不投料，這種方法屬間斷投料，這種方法不充許明孤操作。7.1.1 閉孤操作:電石生產是在電石爐內的電能轉換熱能,然后再用熱能直接加熱物料而產生的化學反應,閉孤操作選用多次投料法,要做好以下幾項工作:A. 要選擇合適的電氣參數,使電極適當插入爐內的深度;B. 想辦法增加爐料的比電阻,減少爐料中的粉沫,增加爐料的投氣性;電石爐即使閉孤電孤爐,按其工藝生產特性,應該

10、進行閉孤操作,孤光不能外露,料層結構應形式一個完整的體系,爐料能有秩序的一次沉,有條不紊的進行反映,要始終保持穩定而完整的料層結構,孤光不外露,爐面輻射熱損失少,保持高爐溫,提高熱效率,從而增加產量,提高質量,降低電耗,使電極按正常程序焙燒,做到焙燒量與消耗時達到平衡.7.1.2 料層結構圖:電級7.1.2.-1 圖:料層A:在皮層發生爐料被逸出的氣體,預熱及碳素原料所含苞欲放的水份蒸發,蒸發鎂與硅等金屬蒸氣大部凝結成氧化物,在此層的下部分常常生成硬殼,深度不易過大,取決于爐料的導熱性;爐層B :相互擴散層,此層的爐料含有少量的碳化鈣半熔滴物,再此層中氧化鈣與碳相互擴散;反應層C:是生石灰和固

11、體碳素原料及半成品的半溶 物質,以疏 狀態存在，其中充滿了鈣蒸氣-氧化碳,在此部分由于被其上部的氧化鈣和碳的相互擴散層,即透氣性不好硬殼所覆蓋,且在其內部氣體壓力的傳遞即迅速,在此部分不進行的一系列反應:CaO+C=CaO.C(擴散)CaO.C(擴散)=Ca(氣態)+COCa(氣態)+2C=CaC2其中尤以CaC.C(擴散)Ca(蒸氣)+CO的反映和Ca(蒸氣)+2C-CaC的反映為主.熔融層D:在此層電石熔融成液體,因此,質量比上面的反應層有所均勻,在此熔融層的反應可分為:MCaC2+nCaC2nCaO由于電孤放散出較高的熱量,易熔散石灰和比混合物,逐漸熔融而形成流動狀態,逐漸向下沉降,至熔

12、融層底部,同時又在高溫狀態再一次熔煉. MCaC2nCaO-(m-1)CaC2(n-2)CaO+3Ca+2CO將其中的電石混合體再提純一次.硬殼層E:由于距電孤較遠,所以溫度較低,是一種半成品多孔性物質和半熔融物質,此層在電爐負荷增大時,縮小一些,而當電爐負荷小時,則擴大一些,同時也逐漸下沉而重新生成一層新的,其速度較慢,尤其是圓形電爐中心三角區,其硬殼的生成,對生產操作關系很大,往往因為塌料而將電石生料通道堵塞,使三相不流通.積渣層F: 在熔融層的底部,爐內雜質如硅鐵、碳化硅等積累起來而形成,必須注意原料中的雜質的電爐操作,注意電極深入爐內的情況,盡可能是雜質的電石一起排出,不至于沉積爐底,

13、延長電爐壽命.7.1.3熔池:電孤作用區,就是電婤發生的高溫,所能做用到的區域,通常丟叫做熔池或堆堝.為了便于說清問題,將電極下面的電孤作用區勫休做熔池,其直徑以刀表示,三個電極下面的熔池是相連的,把這個連接起來的熔池叫做理想的爐膛內徑,用DB表示.三個熔池的圓周相切,在軙種情況下,電極中心距C等于熔池直徑D,而電極中心距D和理想爐膛內徑DB與熔池直徑之鐋的關系由下式求得:DB=2(H+C/2)=2( C +C/2)=2.16C2COS30度 D=C=DB/2.16若電極中心距C等于熔池直徑D,則三個熔池之間形成了不太理想的“死角”,熱量不夠集中,容易造成三個熔池不相通,在正常生產時,這個熔池

14、直徑稍小了一些.由于三個熔池相互重疊,在熔池中心孢成過分集中的熱區,這樣會降電極之間的電阻,增大了支路電流,電極不容易入爐內,反而不利于電石生產,所以說熔池太大于電爐操作也是十分不利的.當三熔池的圓周交于爐堂中心,促使電極之間互相流通,熱能比較集中,這樣的熔池是比較理想的,熔池直徑D與電極與電極同心圓直徑DC相等,這就是說,我們設計電石爐時,如果把能計算出來的電極同心直徑正好等于熔池直徑,那就是很理想的,同時還要考慮到實際爐膛內徑應比理想的爐膛內徑稍大一些,以減輕爐膛壁 體受到的熱蝕.7.1.4 電石爐的電氣參數:電石爐的電氣參數包括電爐變壓器的容量.二次電壓,二次電流和電壓比,以及這些參數的

15、可調范圍,見表:7-1-3-1至7-1-3-7當變壓器.8 電極 連續式自燒電極即是電爐的主要組成部分,又是電爐的心臟,它起著導電和傳熱的作用.是由電極糊和電殼組成的,電極鐵殼是由2.5mm厚的鋼板卷制而成,其中有鐵齒,以增加電極的強度和導電性,電極鐵殼裝在電極把持器內,然后將攵胡糊添加到鐵殼內.8.1 電極的要求:A. 能耐高溫,同時熱膨脹的系數要求.B. 具有比較小的電阻系數,可以降低電能的損耗;C. 具有較小的氣孔率,可以使加熱狀態的電極氧化縓慢;D. 具有較高的機械強度,才不致因機械與電氣負荷的影響,使電極硬斷;E. 必須經受住爐料的棚塌輕微的側擊.8.1.1 電極的熔燒:電極糊在由極

16、殼內燒結:A. 電極本身熱量傳導,電極端頭由于產生電孤,溫度可達到3500攝氏度,熱量由下向上傳導,故電極糊由上向下,逐漸降落時,受熱越來越高,逐漸燒結;B.電流通過電極糊本身所產生的電阻熱;C.爐膛火焰熱的傳導與輻射.8.1.2 電極糊的燒結分為三個階段:A. 軟化階段,此時固體電極糊軟化,電阻增大強度降低,使電極糊變為液體狀態,在此階段溫度25攝氏度上升120攝氏度-250攝氏度,大約在導電板500mm處;B. 揮發階段:此時電極糊充分熔化,沿著殼內截面流動充填空隙,并使質量均勻,同時開始明顯地揮發而逐漸粘稠,電阻不斷降低,揮發急劇而呈糊狀,在此階段,溫度由120- 200攝氏度上升至65

17、0-750攝氏度,大致在半環部位.C. 燒結階段:此時少量揮發物繼續揮發,并開始進一步燒結,導電體大大增加,成為堅硬整體,完全燒結高度為導電鄂板下部200-400mm處,此階段的溫度由650-750攝氏度上升至900-1000攝氏度.8.1.3 質量的判斷:電極培燒質量的好壞,主要根據肉眼的觀察,判斷電極能熔是否正常,如發現下放來的電極表面呈灰白色或暗而不紅,則熔燒良好,如發現則太干,如發 或冒煙甚多,則太軟,放完電極10-20分鐘之內,特別是電極燒結跟不上消耗時,必須注意電極發展程度,有無漏油,冒煙或電極本身刺火現象,則需降低電爐負荷或停電處理,如導電鄂板內出同刺火現象,則須擰緊拉桿螺絲.為

18、了保持電極一定的長度,電極糊在燒結中必須掌握燒結速度和消耗速度的平衡.為了使電極燒結質量良好,必須滿足以下要求:(1)符合質量標準又合乎塊度,要求電極糊一般將整體電極糊砸成三段,填完時要保持一定的高度.(2)電極制作與焊接必須符合要求,導電鄂板的冷卻條件以電極的接觸必須良好;(3)盡量避免縮短電爐停電次數和時間;(4)注意電極燒結質量并及時調整電極的 部條件,注意電極軟硬,控制風口風量.8.1.4 電極燒結調節方法:A. 調節風量大小和送風時間長短,采用風扣送風;B. 控制下放電極的間隔時間與長度,電極下放的長度與消耗長度相平衡;C. 放電極時,負荷的降低與增加.8.1.5 電極事故的外置:A

19、. 電極軟斷的原因;B. 電極糊所含揮發物過多;C. 電極殼鐵板太薄或太厚;D. 電極鐵殼倶作不良或焊接謹量欠佳,引起破裂,就會導致漏糊或硬斷;E. 下放電極時沒有降低電爐負荷或降低太少,放電極后負荷增大得太快,也會引起軟斷;F. 下放電極太頻繁,間隔時間太短或下放電極后,電極過長而引起軟斷;G. 電極糊加入不久時,加糊時粗枝大葉,在片上住而架空,也可能引起軟斷.六. 處理電極軟斷的方法:A.發現電極軟斷,應立即停電,操作人員太集中,由主要操作人員處理,迅速將電極降下,深入爐內,設法不使電極糊外流,并迅速松開電極使其和斷頭糊交接,把電極附近的電極糊撬開放掉,然合送電,從低負荷熔燒,軟斷的那一相

20、電極不降提升,負荷可根據電極熔燒情況而增加,大約6-8小時可能燒好.B.如果斷頭接不上,電極糊已干涸,無流動的可能,此時將電極放出一些,低負荷熔燒方法同前;C.如果電極頭接不上,電極糊很稀,還可能大量流出右電極糊流出太多,近于沉淀,此時應再焊接一節有序的鐵殼與新爐開爐時采用的電極頭相似,加入新電極糊,仍按前法熔燒,但應特別注意電極送風量和導電鄂板的冷卻小量.七、電極軟斷的預防：A.電極送風量和導電鄂板的冷卻水量要合理控制，要求操作人員認真做好巡視檢查，及晨的調節風量和水量確保電極的熔燒正常進行。B松放電極晨要高度警惕，升負荷要膽大心細，注意觀察電極糊的變化，若發現電極惡化，應迅速降低電極負荷，

21、必要時停電進行處理。C應及時的檢查電極糊的質量，不使用不合格的電極糊；D嚴格檢查電極鐵殼的焊結質量，一定要符合技術條件規定的質量要求。E要嚴格執行電極管理制度，按規定下放電極。認真控制間隔時間，按時填加電極糊，保持規定的高度和電極工作長度。八、電極硬斷的原因：A.電極糊所含的灰份過高，平時保管不妥，夾帶較多的雜質，電極糊所含的揮發份較少，過早燒結或粘結性差，引起電極硬斷；B.停電次數多，停停開開，在停電時沒有及時采取必要的措施，會造成電極開裂和燒結分層；C.電極殼內落入灰塵較多，特別是長時間停電后，電極鐵殼內會積存一層灰，送電后不加清理，會造成電極燒結分層，而引起電極硬斷；D.停電時間長，電極

22、工作段沒有注入爐料內，而受到嚴重的氧化，也會造成電極硬斷；E.電極過長，拉力過大，對電極本身是個負擔，如操作粗心，也會引起硬斷，電極電流密度太大，也會發生電極干裂或硬斷；九電極硬斷的預防：A嚴格掌握電極工作長度，不允許過長；B嚴格檢查電極糊的質量，其所含的灰份不能超過規定值；C正常生產時，不允許灰塵落入電極殼內，尤其是檢修時，一定要把電極殼內的灰塵清除干凈；D認真檢查電極的送風量的導電鄂板內的冷卻水量；E加強設備維護，提高檢修質量，減少計劃外停電；F停電后，特別是在冬季，要立即用熱料將電極四周培土，以達到保溫和防氧化的目的，送電后，負荷不要提升過快。十、 出爐操作：10.1 出爐時間控制:生產

23、時間應控制在60分鐘90分鐘之間為宜,出爐時間應控制在30分鐘以內.10.2出爐操作:10.2.1當圓鋼捅入爐內,感覺爐內很疏松,圓鋼上粘有較厚的電石時,說明爐溫高,電石質量高,爐內暢通.10.2.2 如爐內疏松,而圓鋼粘電石較薄,說明電石質量不太高,但爐內還是暢通;10.2.3 如爐內堅硬,甚至夾住圓鋼,圓鋼上粘的電石較薄或夾雜生料,說明爐溫低,爐內不暢通,有塌料現象;10.2.4 圓鋼捅不到深處,說明爐內產生隔墻,這種隔墻可能是生料雜電石凝結在爐底或其他雜質凝結在爐底,正確掌握出爐間隔時間和流出時間,是為了保持電石質量,保持爐溫,還要考慮好操作,所以計劃好時間,加以控制.十一、分析、化驗：

24、11.1 爐前化驗:取樣:根據行業執行標準,出爐時要求進行隔鍋取樣,使用專用的樣桿,由化驗員監控出爐工取樣,每次取2-4鍋;11.2 破碎: 破碎的粒徑要求5mm-8mm,摻和均勻;其技術指標符合下列要求:項 目指 標優級品一級品合格品發氣量 20,101.3KPaCL/Kg305295285乙炔中磷化氫的體積分數1%0.060.080.08乙炔中硫化氫的體積分數1%0.100.100.10粒度(5mm8mm)的質量分數1%858585篩下物(2.5mm以下)的質量分數55511.3 試驗方法:(發氣量的測定)碳化鈣與水反應生成乙炔氣體,根據氣體計算量器測出生成氣體的體積,計算碳化鈣的發氣量:

25、CaC2+2H2O-C2H2+Ca(OH)2+127 KJ11.4 測定手續:電石發氣量是在(電石發氣量測定器)中進行的,外筒內裝有一定量的飽和食鹽水,并用乙炔飽和發氣之前調好零點,稱取粒度為3-7mm的電石試樣50克,準確至+ 0.1克,裝于底杯中,迅速將其投入乙炔發氣瓶中,將膠塞塞緊,然后從具有刻度的高位瓶中徑69mm膠管準確注水10-30攝氏度,自來水0.5升,進行發氣,待電石完全分解,平衡其壓力讀取標尺數值,升/公斤,記取氣罩內溫度及大氣壓力,圖10-1-3-1.11.5 電石發氣量的計算:發氣量(G)按式(1)計算:G=ah(P-P1)(273+20) = ah(P-P1) 2.89

26、21.25 107.3(273+T) 273+T式中:C=碳化鈣的標準發氣量L/Kg A=氣體計量器校正值,L/Kg,mm P=大氣壓力,KPa(大氣壓力表中讀取) P1=按表中查出T攝氏度時飽和食鹽水的蒸氣壓力KPa;T=測量罩內溫度攝氏度允許誤差:兩次平行測定結果的算術平均值為測定結果兩次平行測定結果為之差不大于4L/Kg,校正后的氣體計量器校正值,a=L/Kg.mm11.6 不同溫度下飽和食鹽水蒸氣壓力:T.攝氏度P1.KPaT.攝氏度P1.KPaT.攝氏度P1.KPaT.攝氏度P1.KPa00.45390.867181.653272.69310.480100.920191.653282.85