電石爐技術的發展 電石生產工藝( 二 )


4.1密閉電石爐的爐體形式
電石爐的爐體由爐殼和爐襯組成 。在電石爐爐體內爐料通過其電阻熱及部分電弧發出的高溫使爐料熔化反應生成電石 。由于反應溫度高達2000℃以上,這樣高的溫度,一般耐火材料是難以承受的,所以爐體的容積必須大于反應的空間,也就是說反應區與爐襯之間留存一層爐料, 用以保護爐襯 。爐體的形狀很多,從爐口形狀來說,有圓形的、橢圓形的、方形的 和長方形的 。由熱力學的觀點來看,以圓形較為有利 。實際上,爐體形狀的選擇決定于電極位置的布置和一氧化碳抽取設備的安裝位置 ?,F今的電石爐可以說大多數都是采用圓形爐 。爐體內反應空間的大小由電極的大小、距離以及電弧作用范圍來決定 。電極間的距離與其直徑成正比例,而電極直徑是隨爐子的容量而變的 。電極直徑又由其所允許的電流密度來決定 。電極的電流又由變壓器的容量來決定 。最終結論是爐體的大小決定于其變壓器的容量 。對爐殼的要求:①爐體強度應該能滿足爐襯受熱而產生的劇烈膨脹,適應爐襯熱脹冷縮的要求;②在滿足強度要求的情況下,應力爭節省材料,減輕重量;③制造方便,必要時應考慮包裝運輸的可能性 。目前國內所用爐殼的結構形式有兩種:一種是圓柱形殼,大多數工廠都采用這種結構 。另一種是例圓錐形爐殼,錐角為7° 。這種形式的爐殼以前我國曾經在大容量密閉電石爐上采用 。4.2密閉電石爐的爐蓋形式
爐蓋的作用是蓋在爐體上面,使電石爐密閉起來,爐蓋與爐體之間密封采用砂封 。爐體與爐蓋的密封是為了使電石生產中產生出來的爐氣全部回收 。爐蓋為水冷焊接結構,其上打結有耐火材料 。在爐蓋上設有檢查孔、安全閥、測溫計孔、爐氣排出口、加料口和3個電極插入口 。4.3密閉電石爐的電極裝置結構形式
電石爐的電極裝置為電石爐設備的重要組成部分,電極裝置的好壞,直接影響著電石爐是否能夠順利生產 。自焙電極系統由于生產成本低、使用比較可靠,現在電石爐電極系統基本上采用自焙電極系統 。目前大型電石爐電極裝置的控制主要是采用液壓系統進行全自動控制 。電極裝置主要分為組合把持器式電極裝置、液壓報閘式電極裝置、鋼帶抱緊壓放式電極裝置 。組合把持器式電極裝置為近年來在引進國外技術基礎上改進而成的新式電極裝置,此種結構的電極裝置在國內一些廠家已得到很好的應用,充分證明了其適應大型電石爐生產的特性 。此種結構的電極裝置已不同于電極裝置的結構形式 。此種結構的電極裝置其電極殼上焊接有多個筋片,電極的壓放和導電就是通過夾持筋片來完成的 。其分為上、下兩部分 。根據長期使用,組合把持器式電極裝置與其它電極裝置,具有如下的顯著特點:
a)結構簡單,它簡化了把持器和壓放機構,使用可靠,重量輕;b)互換性好,接觸裝置和壓放裝置可適用于各種不同直徑的自焙電極;c)組合把持器接觸電阻小,電效率高,不易與電機殼間打火;d)電極殼再不會變形;e)電極再不會在滑放時失去控制,為高電耗的冶煉工藝增加了安全電極滑放率;f)由于降低電極的冷卻,因而使電極焙燒位置升高;g)減少了電極斷損事故;h)壽命長,普通的銅瓦式把持器一般壽命較短,塊式抱閘重且易磨損,而組合式電極柱接觸元件及壓放裝置的壽命可在傳統電極柱壽命的5~8倍以上 。i)在電極導電系統中,接觸導電元件與電極殼之間通過彈簧進行夾緊,電極壓放時不用降低電爐負荷,而在電爐滿負荷的狀態下進行電極的壓放,這樣大大的提高了電石爐的功率利用系數 。
組合式電極柱雖然有以上優點,但必須加工制造精密,按照其特性進行調試,才能充分發揮其優點 。
5.電石爐空心電極系統介紹近年來隨著生產技術的發展,人們又研制出了空心電極系統并得到了很好的應用,取得了很好的經濟效益 。電石爐空心電極系統將原料破碎過程產生的石灰粉料和焦碳、無煙煤粉料按比例配料作原料從中空電極內部直接加入爐內,空心電極系統具有如下的特點:
1)電石爐空心電極系統把配料前篩分下來的粉料(石灰、焦碳及無煙煤粉末)直接從電極心部加入爐內,提高原料利用率,粉料的加入率最高可達30%;(無空心電極系統的電石爐,粉料一般作為廢料處理)2)由于電極為空心結構,電極焙燒效果好;3)快速調節溶池原料配比,迅速調整爐況;4)由于細粒原料在爐內均勻混合,直接進入反應區,更有利于反應的進行,降低電耗5%左右;5)在電石生產中可加入更多的焦碳,而不造成電極上移,可提供更有利的還原條件,提高產品的質量;6)使用空心電極系統,可使電極糊及電極殼的消耗量減少1/3以上;

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