電石爐檢修故障及處理措施

黨保輪，高 剛

（陜西北元集團(tuán)錦源化工有限公司，陜西 神木 719319）

電石行業(yè)經(jīng)過近年來的不斷發(fā)展，整體技術(shù)能力快速提高。在電石的制造中，電石爐占有重要作用。電石生產(chǎn)是一個極其繁雜的過程，每一個環(huán)節(jié)相互作用，并且其間還存在很多不確定因素，致使電石爐的設(shè)計中關(guān)注點(diǎn)非常多，內(nèi)部構(gòu)造十分復(fù)雜。目前電石爐經(jīng)過了開放式、半密閉式以及全密閉式的發(fā)展，現(xiàn)在主要發(fā)展方向?yàn)榇笕萘亢腿荛]型。如何保障電石爐平穩(wěn)、安全的運(yùn)作生產(chǎn)，成為當(dāng)前電石生產(chǎn)行業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的問題。對電石爐進(jìn)行檢修，明確故障，完善具體處理措施具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 電石爐生產(chǎn)流程及控制設(shè)備

1.1 電石生產(chǎn)流程

電石的生產(chǎn)方式主要包括氧熱法以及電熱法兩種。通常情況下都是使用電熱法進(jìn)行電石的生產(chǎn)。也就是通過生石灰以及焦炭等含碳的原材料在電石爐內(nèi)部，通過2000℃高溫發(fā)生反應(yīng)進(jìn)而形成電石。主要生產(chǎn)流程是：經(jīng)過處理的石灰進(jìn)行破碎之后進(jìn)行貯存，將一定比例的石灰與焦炭混合后使用轉(zhuǎn)運(yùn)裝置運(yùn)送至電石爐的爐頂料倉中，再通過料管向電石爐內(nèi)部進(jìn)行原料投放。在電石爐內(nèi)部，原料通過與電極發(fā)生的電阻熱反應(yīng)形成電石[1]。電石出爐后進(jìn)入電石冷卻鍋內(nèi)，經(jīng)過一段時間的冷卻之后，再根據(jù)具體要求破碎成相應(yīng)的規(guī)格細(xì)度，最終得到電石成品。在電石爐內(nèi)部的溫度控制在1900℃～2200℃之間，通過CaO+3C=CaC2+CO的化學(xué)反應(yīng)形成電石。該反應(yīng)過程中產(chǎn)生的CO氣體會通過相關(guān)的生產(chǎn)處理工序進(jìn)行尾氣的綜合處理。其主要生產(chǎn)流程如下圖。

圖1 電石生產(chǎn)流程

1.2 電石爐控制設(shè)備

為了保障電石爐在最佳狀況下運(yùn)轉(zhuǎn)，目前均采用的是全自動化計算機(jī)控制系統(tǒng)。采用全自動化的控制裝置能夠幫助電石爐的運(yùn)轉(zhuǎn)時刻處于最優(yōu)狀態(tài)，通過計算機(jī)的控制，將物料配比以及電極電阻等進(jìn)行最優(yōu)配置，讓電石爐時刻處于最佳運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，一旦出現(xiàn)問題，自動化的系統(tǒng)也能夠及時發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行報警操作。例如，進(jìn)行電極的自動化控制，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化的提升以及壓放，通過檢測電石爐內(nèi)相關(guān)數(shù)據(jù)的變化，對爐內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行精準(zhǔn)測量以及判斷，通過綜合分析多方面的數(shù)據(jù)曲線，真正將電石爐的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況控制到最佳范圍內(nèi)。

2 電石爐檢修故障以及常見處理措施分析

2.1 電石爐爐墻發(fā)紅

2.1.1 形成原因

在電石的生產(chǎn)當(dāng)中，在新開爐運(yùn)作之后或者超負(fù)荷工作的時候會產(chǎn)生電石爐爐墻發(fā)紅的現(xiàn)象。出現(xiàn)發(fā)紅的位置一般是在電石爐爐眼上方靠左或靠右的地方，如果不進(jìn)行及時的處理操作，有可能會造成爐襯的大面積燒毀，降低爐襯的使用時長，進(jìn)而影響電石爐的正常工作。

引發(fā)電石爐爐墻發(fā)紅的原因主要有四方面的原因：一是因?yàn)闋t壁存在部分的毀壞。對于新開的電石爐其爐墻壁上還沒有形成具有保護(hù)作用的硬殼層，在電石爐負(fù)荷上升較快的時候，電弧對爐墻某一位置進(jìn)行集中高溫的時候就會形成爐壁損壞[2]。再有，耐火材料在施工的時候沒有依照嚴(yán)格的施工要求，造成一定程度的不合格現(xiàn)象，致使電石爐內(nèi)部高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的時候，耐火材料受熱產(chǎn)生損壞，進(jìn)而導(dǎo)致爐壁破壞進(jìn)而致使?fàn)t墻發(fā)紅。

二是三相電機(jī)功率不穩(wěn)定，也就是因?yàn)槿嚯姌O下插的深度不同導(dǎo)致的坩堝區(qū)出現(xiàn)溝通差，造成在較高位置的電弧會在磁場作用中傾向于爐墻，受到爐墻的高溫影響導(dǎo)致耐火材料長期受到損壞，最終造成爐壁的毀損。

三是受到電極偏損耗的影響，主要是因?yàn)殡娛癄t正常情況下都是采用的自焙電極，而受到交流電趨膚因素的作用，電流會較多的在電極表面，造成電石爐底部或側(cè)面的損壞上產(chǎn)生新的電弧，進(jìn)而引發(fā)電弧在爐墻一側(cè)形成高溫區(qū)，加快爐壁損壞。

最后就是電石爐形成了坩堝壁熱電，電弧的狀態(tài)的不穩(wěn)定性致使每相電弧在受到其他兩相電弧的作用下，加上磁場力的作用，形成電弧外吹現(xiàn)象，最終在爐眼的上方形成熱點(diǎn)，出現(xiàn)爐墻發(fā)紅現(xiàn)象。

2.1.2 處理措施

在處理措施上可以從事前預(yù)防與事后處理兩個角度進(jìn)行：在事前預(yù)防方面，針對于新開的電石爐可以通過控制電極負(fù)荷的上升速度降低坩堝的形成，在進(jìn)行爐面處理的時候也要加強(qiáng)檢修，保證爐面的通透性，對爐壁的損壞處進(jìn)行及時的處理，強(qiáng)化對三相電極的管理與使用，保障其插入深度的一致性，再有就是強(qiáng)化對耐火材料質(zhì)量的監(jiān)管，在進(jìn)行驗(yàn)收與選材等環(huán)節(jié)的時候提高重視，切實(shí)保證基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)范與高質(zhì)量。在事后問題處理上，當(dāng)出現(xiàn)爐墻發(fā)紅的現(xiàn)象之后，應(yīng)當(dāng)立即停止工作，降低爐體的溫度，當(dāng)溫度下降之后進(jìn)行發(fā)紅位置耐火材料的修補(bǔ)與填充。

2.2 電石爐電極硬斷、軟斷等問題

全密閉式電石爐經(jīng)常會出現(xiàn)電極硬斷、軟斷、漏糊等多種電極問題，電極問題的出現(xiàn)不僅會影響電石爐的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，還會增加電石企業(yè)的電量損耗，甚至可能會出現(xiàn)電石爐爆炸問題，嚴(yán)重威脅企業(yè)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.2.1 形成原因

電石爐電極軟斷的原因主要有電極糊質(zhì)量不過關(guān)、電極鐵殼因?yàn)檫^薄或過厚或制作存在質(zhì)量問題等原因，形成斷裂、電極過于頻繁的進(jìn)行壓放或者對于電極糊的使用不夠及時或電極糊過大等原因、電極燒結(jié)不完善，造成電流控制不好的時候因過大電流出現(xiàn)電極的軟斷問題。

電石爐電極硬斷主要是因?yàn)閷﹄姌O糊的管理不善，致使其灰分較多，或者配比不準(zhǔn)確，混合不均勻，電極強(qiáng)度的降低造成電極硬斷；經(jīng)常性的停電與來電操作或停電時間過長，致使電極工作段遭到重大氧化；點(diǎn)擊受到驟冷或者驟熱，形成內(nèi)應(yīng)力的溫差大[3]；電極工作強(qiáng)度過大，造成電極負(fù)擔(dān)過重或者失誤操作等都會導(dǎo)致出現(xiàn)電極硬斷的現(xiàn)象。

2.2.2 處理措施

針對電極軟斷的問題，首先要以滿足電石工作運(yùn)轉(zhuǎn)的實(shí)際需求為前提，盡量控制電極的工作強(qiáng)度，避免因過長的工作時長造成電極工作電荷過高造成的軟斷現(xiàn)象；其次，要時常檢測電極的長度以及其軟硬狀況，或者使用鋼筋經(jīng)常性的測驗(yàn)一下，聽一下敲擊的聲音是否足夠清脆，如若是清脆的聲響，證明電極正常，一旦聲音出現(xiàn)疲軟的現(xiàn)象就要重點(diǎn)關(guān)注電極是否過軟，避免造成電極的軟斷，而且敲擊的時候如果感受不到較強(qiáng)的反彈力，也能夠說明電極存在較軟的問題；再有，在進(jìn)行電極負(fù)荷提升的時候，要循序漸進(jìn)，不能速度過快，還要依據(jù)電極的軟硬程度進(jìn)行適當(dāng)速度的選擇；最后就是要定期進(jìn)行電極元件固定程度以及電極糊柱情況的檢測，保障電極工作運(yùn)轉(zhuǎn)的正常穩(wěn)定環(huán)境。

針對電極硬斷的問題，同樣要嚴(yán)格控制電機(jī)工作強(qiáng)度，避免過長時間的持續(xù)運(yùn)作，規(guī)定時間進(jìn)行電極工作長度的測量，保證在1800mm～2000mm之間，不能過長但也不能過短。如若電極工作時長過長的話，可以通過延長壓放的時長來緩解相應(yīng)電極的配比；另外要注重電極糊的質(zhì)量問題，嚴(yán)格把控器含有的灰分不超標(biāo)準(zhǔn)值[4]；再有當(dāng)因特殊原因停電情況的時候，盡量保證電極的溫度控制，進(jìn)行保溫處理，避免出現(xiàn)氧化現(xiàn)象，如若需要較長時間的停電的時候，就要將預(yù)熱電極改為Y型；最后，出現(xiàn)電極連續(xù)硬斷問題以后，要重點(diǎn)關(guān)注電極糊的質(zhì)量是否出現(xiàn)問題。

2.3 電石爐塌料問題

電石爐的塌料又叫做翻電石或噴料，是因?yàn)殡娛癄t爐壁透氣性不高，爐內(nèi)氣體聚集，造成爐內(nèi)壓力過大的同時，爐內(nèi)氣體與原材料或半成品等一同噴出的現(xiàn)象，在電石爐的爐面形成板結(jié)。目前電石爐塌料問題較為常見，是困擾眾多電石生產(chǎn)企業(yè)的大問題，不僅會影響電石到的產(chǎn)出質(zhì)量與效率，甚至可能會造成爆炸事故，威脅人身安全。

2.3.1 形成原因

電石爐內(nèi)化學(xué)反應(yīng)較多，產(chǎn)生的氣體也很多，很容易造成爐內(nèi)壓力的過高。產(chǎn)生的氣體主要有：

入爐原料粒度過小以及含水量較高等都有可能造成爐內(nèi)透氣性差；電石爐電極插入深度控制不好，爐面溫度過高也會造成爐內(nèi)透氣性問題；再有料面出現(xiàn)結(jié)殼現(xiàn)象或者電極附近出現(xiàn)坩堝殼等問題都會造成爐內(nèi)透氣性不良，致使出現(xiàn)翻電石的問題。

2.3.2 處理措施

首先，在料面的操作行為方面，正確規(guī)范的操作行為是降低電石爐出現(xiàn)塌料的重要方面，不僅要對料面進(jìn)行及時的處理，還要及時發(fā)現(xiàn)下料區(qū)域是否有破損，并進(jìn)行及時的修補(bǔ)，加強(qiáng)對電極的管理，保障具有良好的顱內(nèi)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境[5]；另一方面還要加大巡檢力度，定期進(jìn)行一次大規(guī)模的檢修，及時更換損壞或具有損壞傾向的零件，降低電石爐翻電石現(xiàn)象的發(fā)生。當(dāng)電石爐塌料問題出現(xiàn)以后，更要采用合理措施進(jìn)行補(bǔ)救，及時調(diào)整電石爐的狀況，讓電石爐最快時間內(nèi)恢復(fù)生產(chǎn)，一方面要穩(wěn)定原料配比，對爐面結(jié)殼進(jìn)行及時清理，保證料面的透氣性，時刻關(guān)注電石爐恢復(fù)期間運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，嚴(yán)格落實(shí)爐內(nèi)原料的配比均衡，關(guān)注電石產(chǎn)出質(zhì)量。

3 保障電石爐安全運(yùn)行的建議

每一項(xiàng)工作都有其規(guī)范的操作流程，并且在嚴(yán)格的規(guī)范操作下進(jìn)行定期的保養(yǎng)與維護(hù)。電石爐如若出現(xiàn)任何問題，不論大小都應(yīng)進(jìn)行全面的檢修工作，在排查并進(jìn)行問題處理之后在進(jìn)行工作。如若在出現(xiàn)故障問題之后繼續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)操作，不僅會對電石爐造成重大的損害，可能會造成重大的安全事故發(fā)生，威脅工作人員的生命安全。在一些具體的零部件問題上，要進(jìn)行定期的保養(yǎng)與維護(hù)檢查工作，保證每一個零部件完整，符合安全生產(chǎn)的質(zhì)量要求，爐體保證完整無缺，爐殼沒有出現(xiàn)燒穿的問題，冷卻水的供應(yīng)有保障，并且通風(fēng)等情況良好。對具體的零部件進(jìn)行定期的更換操作，避免因老化導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。

4 結(jié)語

綜上所述，電石爐因?yàn)槠浞彪s的工藝流程，受到外部環(huán)境的影響較大，在其工作中經(jīng)常會出現(xiàn)較多問題，不僅僅是電石爐設(shè)備本身的因素，人為操作失誤、操作方式不規(guī)范等原因都會導(dǎo)致電石爐出現(xiàn)一系列的問題。因此，為了保障電石爐正常運(yùn)作，除了要保持外界環(huán)境干擾因素相對穩(wěn)定以外，還要從規(guī)范管理等方面進(jìn)行安全隱患的排除。本文通過對電石爐檢修中常出現(xiàn)的故障以及處理措施進(jìn)行了相關(guān)的分析與探討，并且提出了具有針對性的使用對策建議，以期能夠?yàn)殡娛袠I(yè)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)揮一定的作用。