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密闭电石炉炉墙损坏原因分析与防治措施

发布日期: 2020-07-31 10:44:27    阅读量(120)    作者:

1电石炉炉体概述

炉体由炉壳炉衬底座出炉口等组成.炉壳 为上部水冷的钢板(20G)整体焊接结构.三个出料 口沿圆周均匀布置.炉壳由于承受炉衬和炉内物料的 重量以及电炉温度升高后产生的热应力.电石炉炉衬主要由高铝砖自焙碳砖耐火混凝土缝糊等材料组成.中盐吉兰泰盐化集团公司电石炉炉体参数如下:

2电石炉墙烧损的原因

2.1电石生产中出炉口周边炉衬烧损

2.1 .1出炉口受到热腐蚀较为严重

出炉口是离电极最近的地方也是受到的热腐蚀最为严重.出炉口损坏最快炉衬使用寿命最为薄弱的环节。

2.1. 2出炉口长期受到氧化、水分、硅铁等侵蚀出炉口周边炉墙还存在氧化侵蚀,出炉后期电石炉内压力较小时,出炉口下部有空气进入,出炉口部位碳砖高铝砖耐火浇筑料被氧气二氧化碳氧化,吹氧堵眼使用含水泥球使得氧化侵蚀加剧反应。

2.1.3出炉口受到机械冲刷侵蚀

出炉时流出的高温电石冲刷出炉口部位使出炉口扩大,在黏度高流动性差排出不畅时,人工用圆钢带电石会使出炉口下方受到强烈的机械冲刷而损坏剥离脱落.

2.1 .4出炉时不能均衡使用三个出炉口导致使用频繁的炉口烧损严重。

2.2电石炉出炉眼上方炉壁(炉墙)烧损

2. 2. 1电流分布不合理造成此处电石炉墙热腐蚀损毁

电石炉通电后,碳素电极通过炉料产生强大的电流,使电极端头气体电离,在电极的—端与炉料之间产生一个能够高温作用的电弧区域称之为熔池。入炉较浅时电石炉反应熔池过大就会造成离电极较近的炉墙受到的热腐蚀大也就是说电石炉出炉眼上方炉壁易出现发红或炉墙被烧穿。

电石炉生产操作中会出现三相熔池相切(如图 1),三相熔池相交(如图2)三相熔池重叠(如图3) 的具体情况。D表示三相电极同心圆直径,Dr表示熔池直径,切表示电极直径,C表示电极圆心间距。

图1情况中

D=2 (Dr /2+Dt/2)

= (1+ 1 /cos30。)C

=2.16C

此种操作条件下电极圆心间距Φ3120mm时电石炉三相电极同心圆直径6739mm。

图2情况中

D=2Dt

Dt=2C/ (2cos30。)

D=2.33C

此种操作条件下,电极圆心间距Φ3120mm时电石炉三相电极同心圆直径7270mm。

图3情况中

C =(Dr+Dj)/2

D=Dr+C/cos30

=2C+ 1 C/cos30。-Dj

=3.15C-Dj

此类操作在中盐吉兰泰电石炉生产中较为常见电极圆心间距3120mm、电极直径1250mm电石炉 三相电极同心圆直径8578mm也就是说该操作条件下要求的理想电石炉炉膛直径为8578mm。目前中盐吉兰泰电石炉膛内径为8160mm 因此电石炉墙烧损较为严重。

长期电极入炉较浅条件下电石炉反应熔池过大就会造成出炉眼上方炉壁发红或炉墙被烧穿,通过对中盐吉兰泰1#,3#, 7#, 8#电石炉近两个月的 工艺操作报表参数查找分析也验证了以上结论(三相电极入炉平均深度不足300mm)。

2.2.2出炉口烧损后导致此处炉墙烧损

出炉口炉衬容易被烧损进而影响出炉口上方炉 墙出现塌陷溶洞。

3采取的措施

3.1电极入炉深度控制在工艺要求范围内

根据现有炉膛内径8160mm 推算电石炉电极入炉深度应控制在≥600mm, 使得电流分布趋于合理减少炉墙热腐蚀。

3.2 在电石炉大修时,结合现有条件对电石炉膛内径扩容技改

电石炉拔炉大修时扩大电石炉炉壳外径炉膛内径减少热腐蚀对炉墙的损坏.2014年6-8月中盐吉兰泰2#,5#电石炉大修时将炉壳外径扩至9480mm,炉膛内径扩至8640mm。

3.3 加强出炉眼日常的维护,均衡使用三个出炉口

平时勤烧炉眼开炉时炉眼尽量烧得规整一些外口大里口小。出炉结束后, 把炉眼及炉嘴上部清理干净。

保持合适的电极入炉深度提高炉底温度,改善电石流动性缩短出炉时间减少出炉口受到的机械冲刷侵蚀及空气氧化机率,减少吹氧作业频次控制泥球的配比及其水分减少对出炉口的侵蚀。

及时用高挥发份电极糊维修出炉口对出炉口水冷设备及时维护, 保证其处千完好状态,均衡使用三个出炉口出电石。

3.4炉壁发红或炉墙被烧穿的处理方法

炉墙出现溶洞出现炉壁发红,处理方法是在炉壳焊接水盒子冷却,挖开此处的炉料用电极糊和耐火砖的混合物(碳素捣打料)填充捣实然后覆盖炉料.

炉墙烧穿处理方法从炉墙外处理将发红的炉壳割开掏去烧损的炉墙. 清除周边炉料并用硅酸铝针剌毡做隔热处理然后用碳素捣打料填充铺底找平,用高铝砖砌筑隔墙修复出炉口设备焊接炉壳(与高铝砖之间距离大干400mmm)在炉壳与砌筑高铝砖之间用耐火材料浇筑修复并用振动棒捣实养护时间要在72小时以上。

4结束语

电石炉墙烧损主要是不合理的电流分布造成热量集聚于炉墙热腐蚀损毁。入炉较浅时电石炉反应熔池过大导致离电极较近的炉墙受到的热腐蚀大。

根据具体炉膛深度炉膛内径电极直径电极圆心间距等参数是可以推算出电石炉电极入炉控制深度通过控制电极入炉深度控制电流分布趋于合理减少炉墙热腐蚀。

利用电极直径电极圆心间距等参数计算三相电极熔池重叠时的电极同心圆直径即理想炉膛直径参照该数据结合现有条件对电石炉膛内径扩容技改。

日常生产中维护炉眼, 均衡使用三个炉眼。出现炉墙发红烧穿时要及时采取相应的措施进行修复处理防止故障扩大化。

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