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1、电石生产工艺操作规程讲解主讲人：赵永培训时间：2006年3月18日和8月15日一、目的：为了电石生产过程的控制，在受控状态下生产和满足本公司电石生产的工艺要求，制订电石生产工艺操作规程。二、适用范围：此生产工艺操作规程适用于宁夏兴平精细化工股份有限公司生产过程中原料、配比、运料、投料、冶炼、出炉、化验分析、冷却、包装、出厂等范围。三、工艺流程图：见附件四、过程控制：4.1 原料4.1.1兰碳:兰碳是在矿热炉冶炼中主要的原料之一,而且还是化学反应中的导电体、导热体，因此它的组成的粒度的大小，直接影响电炉的操作，生产电石用兰炭应符合下列要求： 固定炭81%，灰份8%，挥发份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 无烟煤:电石生产中适用软质半软质,要求固定碳含量高,灰份小,无烟煤的比电阻大,所以在兰碳中用15%-30%的无烟煤比较适合电石生产,无烟煤的质量要求:固定碳85%,挥发份10,灰份8%,水份5%.4.1.3白灰:白灰是电石生石的主要原料之一,属易分解,应严防潮湿或雨水的浸泡,有条件应当罐装贮藏,时间为夏季1-2天,冬季2-4天为宜.电石生产中的氧化钙应符合下列要求:氧化钙90%,氧化镁1.6%,生过烧10%粒度要求:45-100mm,粒度的合格率要求在90%以上.4.2 原材料的验收及控制:4.2.1 验收:进厂原料必须经质检员外观验收合
3、格.外观要求:粒度要求,水份含量的初步检验合格后,指定卸位置，注明产地，厂家标示。若新换产地厂家的原料必须先经过化验分析合格后，方可卸车，对固定客户的原料经过外观验收后可以先卸车后化验，及时掌握质量动态变化，接近控制指标时，质检员应向原材料供应部门发出“蓝色警告”，并以书面形式下达。确保进入原料合格率98%以上，杜绝不合格原料进厂。4.2.2破碎、筛分：鉴于目前市场供应的原料粒度较大不符合电炉冶炼的粒度要求，本厂采用挤压式破碎方式振动式筛分方式对原料进行二次加工。白灰的破碎粒度要求：45-55mm，符合工艺生产的要求，白灰、兰碳粉沫的筛分要求：因白灰、兰碳粉沫的筛分会影响炉料的透气性，容易造成
4、棚料，塌料，直接影响生产，所以要尽量采用2.5mm孔径的筛网将白灰、兰碳中的粉沫筛分，有利了正常的生产。所有的兰碳经过筛分烘干，白灰经过破碎和筛分方可使用。4.2.3 烘干兰碳烘干要求及过程：干燥的过程实质是被除去水份，从固定物料中转移到气箱中，必须使干烘物料表面上的蒸气压超过炉介质蒸发过程，达到烘干的目的。兰碳潮湿水份超标，会直接影响电极炉及电质的质量。烘干后的兰碳水份要求达到：5%。五、电极糊5.1电极糊的控制项目有固定碳,挥发份,灰份水份等,一般只要求分析挥发份,灰份和水份三项就可以把四项全部计算出来,根据不同的季节变化挥发份必须控制在一定的范围内.自4月-10月挥发份应控制在11%-1
5、1.5%,10月-4月挥发份应控制在10.5%-11%.5.2挥发份太高时,会造成下列不良后果:A、不易烧结，强度差，容易造成电极软断；B、收缩性大，强度也差，又可能发生硬断；C、氧化快，电极糊消耗快；D、容易分层烧结成异形，下放电极危险；5.3 如果挥发份过低时,会造成下列不良后果, A、过早烧结，强度差，容易硬断；B、粘性不够，强度差，容易硬断。6.配料：石灰和碳素原料构成电炉料，炉料的配比掌握正确与否，对于电炉操作有很大的影响。通常炉料配比是以100公斤石灰为基础，然后再配加一定数量的碳素原料。6.1炉料配比的计算方式:电石生成的反应为:CaO+3C-CaC2+C0CaO分子量为56,
6、C=312 CO=64 纯度100%按照上式计算得出,理论上制得一吨电石需要消耗纯氧化钙875公斤,纯碳素C=563公斤,计算方法:1000公斤电石所需纯氧化钙=1000/6456=875公斤,1000公斤的电石所需纯碳素氧化钙=1000/6436=563公斤纯炉料的配比为:563/875100%=64.3生产纯电石炉料配比是100公斤,需要纯石灰100公斤,纯碳64.3公斤,在2个由计算炉料的配比方法,必须考虑原料中杂质含量,以及在生产过程中物料的损失,数量等因素,计算公式:炉料配比X= (3C/CaC2)100CB+F (CaO/CaC2)100AB+D+E将碳的原子量和氧化钙、碳化钙的分
7、子量代入上式则得到： X= (36/64)100CB+F = 56.3CB+F (56/64)100AB+D+E 87.5AB+D+E式中,A.石灰中所含氧化钙(CaO%) B.电石的成价(CaC2%) C.碳素原料中所含的固定碳(F.C%) D.电石中游离氧化钙的含量见表 E.投炉石灰损失量 F.投炉碳素原料原料的损失量据测定损炉白灰损失量E为7%,碳素原料的损失量业F=4%.上式的配比计算为碳素原料中无水份的配比称为干基配比.炉料配比式(湿)= 干基配比（1水份)发气量L/KgCaC2%游离氧化钙280L/Kg75.2316300L/Kg 80.612310L/Kg81.3610320L/
8、Kg83.998270L/Kg72.54186.2 配误差要求A. 人工运料电子计量允许误差+ 0.5Kg;B. 自动上料系统电子传感允许误差+ 1.0Kg;6.3 运料分自动上料和人工上料两种方法;原料上料皮带为1#皮带,大 角皮带为2#皮带.三层皮带为3#皮带,1#炉.3#炉电极为4#皮带,1#炉1#电极皮带为5#皮带,兰炭配料称为1路配料称对应北侧变频器,白灰配料称作为2路配料称对应南侧皮带称.6.4 运行次序: 5#皮带-4#皮带-3#皮带-2#皮带.依次开机试 转在试转过程中进行巡视检查,调整,在无刮皮带及严重绝编情况下方可以开启配料皮带称,进行炉面上料.7. 炉面操作:7.1 投料
9、方法分为(一次投料法、分次投料法、多次投料法、连续投料法),本厂采用多次投料法进行生产： 多次投料方法使哪里出现明孤，就在哪里少量投料保持料面一定的高度，投料不分炉次，不分出炉不出炉，只要有明弧就投料，按规定的时间定时出炉，不出现明弧时可以不投料，这种方法属间断投料，这种方法不充许明孤操作。7.1.1 闭孤操作:电石生产是在电石炉内的电能转换热能,然后再用热能直接加热物料而产生的化学反应,闭孤操作选用多次投料法,要做好以下几项工作:A. 要选择合适的电气参数,使电极适当插入炉内的深度;B. 想办法增加炉料的比电阻,减少炉料中的粉沫,增加炉料的投气性;电石炉即使闭孤电孤炉,按其工艺生产特性,应该
10、进行闭孤操作,孤光不能外露,料层结构应形式一个完整的体系,炉料能有秩序的一次沉,有条不紊的进行反映,要始终保持稳定而完整的料层结构,孤光不外露,炉面辐射热损失少,保持高炉温,提高热效率,从而增加产量,提高质量,降低电耗,使电极按正常程序焙烧,做到焙烧量与消耗时达到平衡.7.1.2 料层结构图:电级7.1.2.-1 图:料层A:在皮层发生炉料被逸出的气体,预热及碳素原料所含苞欲放的水份蒸发,蒸发镁与硅等金属蒸气大部凝结成氧化物,在此层的下部分常常生成硬壳,深度不易过大,取决于炉料的导热性;炉层B :相互扩散层,此层的炉料含有少量的碳化钙半熔滴物,再此层中氧化钙与碳相互扩散;反应层C:是生石灰和固
11、体碳素原料及半成品的半溶 物质,以疏 状态存在，其中充满了钙蒸气-氧化碳,在此部分由于被其上部的氧化钙和碳的相互扩散层,即透气性不好硬壳所覆盖,且在其内部气体压力的传递即迅速,在此部分不进行的一系列反应:CaO+C=CaO.C(扩散)CaO.C(扩散)=Ca(气态)+COCa(气态)+2C=CaC2其中尤以CaC.C(扩散)Ca(蒸气)+CO的反映和Ca(蒸气)+2C-CaC的反映为主.熔融层D:在此层电石熔融成液体,因此,质量比上面的反应层有所均匀,在此熔融层的反应可分为:MCaC2+nCaC2nCaO由于电孤放散出较高的热量,易熔散石灰和比混合物,逐渐熔融而形成流动状态,逐渐向下沉降,至熔
12、融层底部,同时又在高温状态再一次熔炼. MCaC2nCaO-(m-1)CaC2(n-2)CaO+3Ca+2CO将其中的电石混合体再提纯一次.硬壳层E:由于距电孤较远,所以温度较低,是一种半成品多孔性物质和半熔融物质,此层在电炉负荷增大时,缩小一些,而当电炉负荷小时,则扩大一些,同时也逐渐下沉而重新生成一层新的,其速度较慢,尤其是圆形电炉中心三角区,其硬壳的生成,对生产操作关系很大,往往因为塌料而将电石生料通道堵塞,使三相不流通.积渣层F: 在熔融层的底部,炉内杂质如硅铁、碳化硅等积累起来而形成,必须注意原料中的杂质的电炉操作,注意电极深入炉内的情况,尽可能是杂质的电石一起排出,不至于沉积炉底,
13、延长电炉寿命.7.1.3熔池:电孤作用区,就是电婤发生的高温,所能做用到的区域,通常丟叫做熔池或堆埚.为了便于说清问题,将电极下面的电孤作用区勫休做熔池,其直径以刀表示,三个电极下面的熔池是相连的,把这个连接起来的熔池叫做理想的炉膛内径,用DB表示.三个熔池的圆周相切,在軙种情况下,电极中心距C等于熔池直径D,而电极中心距D和理想炉膛内径DB与熔池直径之铴的关系由下式求得:DB=2(H+C/2)=2( C +C/2)=2.16C2COS30度 D=C=DB/2.16若电极中心距C等于熔池直径D,则三个熔池之间形成了不太理想的“死角”,热量不够集中,容易造成三个熔池不相通,在正常生产时,这个熔池
14、直径稍小了一些.由于三个熔池相互重叠,在熔池中心孢成过分集中的热区,这样会降电极之间的电阻,增大了支路电流,电极不容易入炉内,反而不利于电石生产,所以说熔池太大于电炉操作也是十分不利的.当三熔池的圆周交于炉堂中心,促使电极之间互相流通,热能比较集中,这样的熔池是比较理想的,熔池直径D与电极与电极同心圆直径DC相等,这就是说,我们设计电石炉时,如果把能计算出来的电极同心直径正好等于熔池直径,那就是很理想的,同时还要考虑到实际炉膛内径应比理想的炉膛内径稍大一些,以减轻炉膛壁 体受到的热蚀.7.1.4 电石炉的电气参数:电石炉的电气参数包括电炉变压器的容量.二次电压,二次电流和电压比,以及这些参数的
15、可调范围,见表:7-1-3-1至7-1-3-7当变压器.8 电极 连续式自烧电极即是电炉的主要组成部分,又是电炉的心脏,它起着导电和传热的作用.是由电极糊和电壳组成的,电极铁壳是由2.5mm厚的钢板卷制而成,其中有铁齿,以增加电极的强度和导电性,电极铁壳装在电极把持器内,然后将攵胡糊添加到铁壳内.8.1 电极的要求:A. 能耐高温,同时热膨胀的系数要求.B. 具有比较小的电阻系数,可以降低电能的损耗;C. 具有较小的气孔率,可以使加热状态的电极氧化縓慢;D. 具有较高的机械强度,才不致因机械与电气负荷的影响,使电极硬断;E. 必须经受住炉料的棚塌轻微的侧击.8.1.1 电极的熔烧:电极糊在由极壳内烧结:A. 电极本身热量传导,电极端头由于产生电孤
