电极焙烧及相关要点

电极焙烧及相关要点作者:日期:电 极电极是电石炉的心脏，只有充分地了解电极的组件，才能更好的 控制、操作及保护好电极，才能更好的完成生产任务。电极好比人的 身体，电极壳是躯干、电极糊好比营养、那么电流就是精神，只有控 制好这三样，才能更好的把电极保护好。1.电极壳电极壳是自焙电极的关键部分。电极壳的完好与否直接关系到生 产能否安全、连续、稳定运行，是生产过程中必不可少的保障因素25500KVA密闭型电石炉自焙电极是以01250r电极壳为铠装，进行电极的自焙。在电极焙烧过程中，电极壳不仅使电极成型而且还 兼起导电作用。(根据有关资料介绍，由于钢质材料的导电系数大以 及在导电过程中的集肤效应，电极壳中通过的电流为总电流的80%左右)因此，电极壳在电石生产中成为不可或缺的器件。电极壳的构成 是有均匀的12片3mm勺筋板；12片2mm勺弧形板和12 跟 0 Bmm厚 的圆钢，经过裁剪、冲压、折弯、缝焊而成。1.1电极壳的导电特性(1)外壳有效导电截面积约1250X3.14 X2=7850mm(2)外筋板有效导电截面积大约30X 7X 12=2520m(3)内筋板有效导电截面积约185 X 2X 12=4440mm(4)圆钢有效导电截面积约81X 3.14 X 12=3052m电极壳的有效导电截面积= 17862 mm钢材的电流密度为2.22.4A/ m故电极壳的有效导电截面积可承受的电流为3929642869A与埃肯手册中所提到的：在电极焙烧初期为防止电极壳烧损，操作 电流应控制在40000A以内基本相符。1.2 电极壳的物理特性由于电极壳为钢质材料制成，故其物理特性与钢材相符，据查找 相关钢材特性为：密度 7.86g/ cm 3;软化点450550C ;熔点 1535C;沸点 2750 °C1.3 电极壳外筋板最大可输入电流接触元件夹紧外筋片面的有效长度约为435伽，夹电极壳外筋板厚度约为7伽电极壳外筋板可输入的最大电流为S=435X 7 X212=36540mm电极壳外筋板可输入的最大电流为 1=36540 X (2.22.4 A/m 2) =(8038887700) A常温下。考虑到电极壳软化温度在 450 C，假设， 电极壳温度升高全靠电流输入提供热量， 不考虑传导热，那么经过计 算，电极壳外筋板可输入最大电流为 8400091312A。电极壳外壳允 许通过电流为1727018840人电极壳外筋板输入电流即为操作电流。1.4 导致电极壳烧损的原因有一下几点：1) 当电极温度超过电极壳的耐热温度；2) 当电极还未完全焙烧好时，通过较大电流；3) 电极壳再制造和焊接过程中存在质量问题；4) 电极壳与接触元件之间的接触压力变小或元件本体上有孔隙，造成元件与电极壳打弧。5）电极壳制造所用钢材存在缺陷；6）通过把持器的冷却水量小或阻塞，导致局部温升过高等；7） 工艺参数控制不好，造成料面温度过高（即超过700C）。2.电极糊电极对电极糊的要求比较高，电极必须具有高度的耐氧化性和导 电性，膨胀系数尽量要小，小的电阻系数，小的气孔率，高的机械强 度。由此对电极糊也有了相关的要求。2.1电极糊质量对电极的影响1）电极糊灰分高，电极糊的粘结力度差，灰分集中的地方，粘结 力更差，这个地方消耗快，而且容易机械拉伤造成硬断。故灰分应保 持指标小于等于32）电极糊软化点偏低的话，电极糊烧结后的结焦值低，电极强 度也差，易造成电极事故。3）电极糊电阻率偏高，表示电极糊的石墨化程度低，导电性差， 电极抗氧化能力差，焙烧后的电极刚性强，电极也容易折断。2.2电极糊粒度的影响电极糊粒度大，在电极筒内加糊时容易造成电极糊架空现象， 从 而造成电极糊在电极筒内非均匀下沉， 非均匀溶化，影响电极糊烧结 后强度的均匀性；其次粒度大，电极糊在电极筒内焙烧时候不易溶化， 烧结速度慢，使电极糊焙烧速度跟不上电极消耗速度，造成电极事故。 因此一般力度应小于等于75 mm2.3糊柱高度的影响糊柱高度低，电极糊溶化后沉积不密实，焙烧后电极密度小，导 致电极强度低，电极消耗快；糊柱高度过低，容易在电极筒内糊柱表 层产生稀糊，当糊柱表层产生稀糊时，硬糊加进去会沉到底层，被稀 糊包住，不能很好的熔化，整个糊柱不是均匀地熔化、烧结，影响电 极焙烧质量，焙烧不透的电极极易产生电极事故。 根据外省研究的糊 柱咼度指标一般在4.0米以上。3.电极烧结电极糊烧结时升温速度一般以 10 20 C每小时的速度升温，进 入接触元件上部时，电极糊温度为500600C，以保证电极正确烧结位置。温度上移促使电极过烧，温度下移电极呈现欠烧，电极糊烧 结时应保持0.05兆帕的压力（相当于4米高的糊柱压力）以保证电 极烧结密度，同时电极糊挥发气体压力的增高，有利于缩合反应进行, 因此在烧结过程中保持其压力，有利于提高电极的强度，减少事故。3.1电极烧结过程分为三个阶段：1. 温度从室温升到350C，此阶段固体电极糊熔化，此间的 水分和低沸点的成分开始挥发，此时电极糊的电阻为最 大。2. 温度从350C升高到750C时，熔化的电极糊中的粘合剂 开始分解挥发，一般挥发物从电极壳焊缝、电极壳与电极 之间缝焊、电极壳上口等地方排出，由于挥发，电极糊变 稠，有熔融态变成固态3. 温度从750C到1200C时，进一步排出挥发物，粘结剂中大量香分子和其它原子团结成焦炭，经一步致密化，之后 电极糊烧结完成。3.2烧结好的电极温度分布：1）料面以上，底环以下最高温度最好控制在 1000C以内2）接触元件以内最高温度应控制在 800 C以内3）接触元件以上电极糊温度在 350 C左右，向上依次降低。4. 电极消耗电极在电弧的高温下不断气化电离， 以维持电弧的稳定燃烧，- 部分碳的气体参与了电石生产的反应，其余部分则通过炉料孔隙而逸 出，电极的消耗速度与下列因素有关：1）电极的固定碳含量高时消耗慢；2）电极烧结后的气孔率低时消耗慢；3）炉料焦比高、杂质少时消耗慢；4）电极深入料层时消耗慢；5）电极电流密度小时消耗慢5. 电极事故原因及处理方法5.1电极硬断原因如下：1）电极糊所含灰分过高，杂质较多，所含的挥发分较少，造成 过早烧结或粘结性差，引起电极硬断；2）热停炉次数多，停电时又没有采取保护措施，造成电极开裂和烧结分层而引起电极硬断；3）电极壳内落入的灰尘较多，送电后没有清理，造成电极分层而引起电极硬断；4）停电时间较长时，电极露出部分没有用炉料保护好，电极受 到严重氧化造成电极硬断；5）长时间停电后，送电时提动电极，造成电极机械拉伤而产生 硬断；6）电极下放过长，自重产生的拉力过大也会引起电极硬断；7）电极把持筒内风量小，导电鄂板内冷却水量太小，造成电极 熔化过度，影响电极的烧结强度，引起电极硬断。5.2电极硬断处理方法1）如果断头很长，又没有歪倒在炉内，可把导电鄂板松开，将断头夹进鄂板内，然后急需送电生产，这种方法很少使用；2）如果断头很短时，在料面以下，可以通过加压使电极增长，等电极焙烧好后慢慢把断头压入炉内烧掉；3）如果断头露在料面以上，但又不是很长，就只能放炮炸掉， 然后从新加压焙烧。5.3电极软断原因如下1）电极糊所含挥发物过多，造成电极不易烧结，强度差而引起 软断；2）电极壳铁板太厚或太薄。太厚了会造成铁壳和电极芯部接触 不紧密而引起软断；太薄了会因外力作用电极壳破裂，造成电极铁壳 在压放时折叠或漏糊而软断；3）电极铁壳焊接质量不好，引起破裂，导致漏糊软断；4) 压放电极时负荷降低得太少，或压放电极后负荷升得过快而 引起电极软断，前者出现事故情况较少。5) 压放电极过于频繁，或压放电极时过长而引起软断；6) 添加电极糊时，糊块过大，在筋片上搁住而架空，也可能引起软断；5.4电极软断的处理方法1) 发现电极软断停电后，应迅速将电极落下，深入炉内，设法 使电极糊不外流，如果可以尽量使电极与断头相连接， 弄掉漏下的电 极糊硬块，然后送电，低负荷焙烧6小时后，不出意外的话就可以将 断头接上，此过程中严禁提升电极。2) 停电后如果没法止住电极糊外流，应迅速用灭火器防止三层 半压放油管着火，封掉电极壳顶端出口。等火熄灭后处理炉内电极糊 硬块。焊接电极壳下端头，重新加糊，送电低负荷焙烧。6总结由以上相关知识，可以总结相关操作如下：1) 正常生产时操作电流应控制在 84000A91312A以下2) 焙烧电极时操作电流应控制在 42869A以下，未烧结好时, 严禁快速提升负荷，或剧烈提动电极。3) 尽量避免热停电的次数，不需要停电处理的事不停电。4) 电极深入料层，把持器不得低下限运行，防止底环打弧漏 水。5) 确保巡检力度，对各元件、底环的循环水量、水温做到心里有数，严禁无水运行。6) 电极压放要少量多次，高负荷运行下也不得60伽每次每小 时的压放，低负荷运行时，根据负荷大小，可以 20伽每次 每小时或几小时压一次。7) 压放电极时，每次压放时要注意电极是否正常下压，是否 有下滑现象，压放完检查夹紧油缸是否对电极壳有刮伤或 刺破。8) 一天准确测量一次电极，当班班长及操作工要做到电极工 作长度心里有数。学会通过听电流声音来判断电极的工作 状态9) 每次接班测量一次糊柱高度，做到对糊柱心里有数，确保 在4米左右；测量糊柱时，应注意电极壳内糊柱是否有架 空现象，是否出现稀糊，是否有杂质混入。10) 加糊时，严禁把大量电极糊灰铲入电极壳内，严禁多种电 极糊同时加入同一电极壳内。11) 长时间停电，应用混合料包住电极，保护好电极，停电前 应将电极尽量下插；用盖板盖住电极壳上端口，防止大量 杂物落入。11