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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：2023 年 3 月 18 日和 8 月 15 日一、目的：为了电石生产过程的把握，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、过程把握：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 ,而且还是化学反响中的导电体、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以下要求：固定炭81%，灰份8%，挥发份8%，水份1
2、4%，粒度 18-28mm，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以下要求:氧化钙90%,氧化镁1.6%,生过烧10%18粒度要求:45-100mm,粒度的合格率要求在 90%以上.4.2 原材料的验收及把握:4.2.1
3、验收:进厂原料必需经质检员外观验收合格 .外观要求:粒度要求,水份含量的初步检验合格后,指定卸位臵，注明产地，厂家标示。假设换产地厂家的原料必需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，准时把握质量动态变化，接近把握指标时，质检员应向原材料供给部门发出“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 裂开、筛分：鉴于目前市场供给的原料粒度较大不符合电炉冶炼的粒度要求，本厂承受挤压式裂开方式振动式筛分方式对原料进展二次加工。白灰的裂开粒度要求：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、
4、兰碳粉沫的筛分会影响炉料的透气性，简洁造成棚料，塌料， 直接影响生产，所以要尽量承受 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。全部的兰碳经过筛分烘干，白灰经过裂开和筛分方可使用。4.2.3 烘干兰碳烘干要求及过程：枯燥的过程实质是被除去水份，从固定物料中转移到气箱中，必需使干烘物料外表上的蒸气压超过炉介质蒸发过程，到达烘干的目的。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到达：5%。五、电极糊5.1 电极糊的把握工程有固定碳,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,依据不同的季节变化挥发份必需控制
5、在确定的范围内.自 4 月-10 月挥发份应把握在11%-11.5%,10 月-4 月挥发份应把握在10.5%-11%.5.2 挥发份太高时,会造成以下不良后果:A、不易烧结，强度差，简洁造成电极软断；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、简洁分层烧结成异形，下放电极危急；5.3 假设挥发份过低时,会造成以下不良后果, A、过早烧结，强度差，简洁硬断；B、粘性不够，强度差，简洁硬断。6.配料：石灰和碳素原料构成电炉料，炉料的配比把握正确与否，对于电炉操作有很大的影响。通常炉料配比是以 100 公斤石灰为根底，然后再配加确定数量的碳素原料。6.1 炉料配比的计算
6、方式:电石生成的反响为:CaO+3C-CaC +C02CaO 分子量为 56,C=312CO=64 纯度 100%依据上式计算得出,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,必需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
7、 X= (3C/CaC )100CB+F2(CaO/CaC )100AB+D+E2将碳的原子量和氧化钙、碳化钙的分子量代入上式则得到：X= (36/64)100CB+F = 56.3CB+F (56/64)100AB+D+E87.5AB+D+E式中,A.石灰中所含氧化钙(CaO%)B.电石的成价(CaC %)2C.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2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
8、/Kg280L/KgCaC %75.23游离氧化钙16300L/Kg80.612310L/Kg81.3610320L/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
9、机试 转在试转过程中进展巡察检查,调整,在无刮皮带及严峻绝编状况下方可以开启配料皮带称,进展炉面上料.7. 炉面操作:7.1 投料方法分为(一次投料法、分次投料法、屡次投料法、连续投料法),本厂承受屡次投料法进展生产：屡次投料方法使哪里消灭明孤，就在哪里少量投料保持料面确定的高度， 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， 不消灭明弧时可以不投料，这种方法属连续投料，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响,闭孤操作选用屡次投料法,要做好以下几项工作:A. 要选择适宜的电气参数,使电
10、极适当插入炉内的深度;B. 想方法增加炉料的比电阻,削减炉料中的粉沫,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,应当进展闭孤操作,孤光不能外露,料层构造应形式一个完整的体系,炉料能有秩序的一次沉,有条不紊的进展反映,要始终保持稳定而完整的料层构造 ,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到达平衡.7.1.2 料层构造图:7.1.2.-1 图:电级料层 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局部散成氧化物,在此层的下局部经常生成硬壳,深度
11、不易过大,取决于炉料的导热性;炉层 B :相互集中层,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集中;反响层 C:是生石灰和固体碳素原料及半成品的半溶 物质,以疏 状态存在， 其中布满了钙蒸气氧化碳,在此局部由于被其上部的氧化钙和碳的相互集中层,即透气性不好硬壳所掩盖,且在其内部气体压力的传递即快速,在此局部不进展的一系列反响:CaO+C=CaO.C(集中)CaO.C(集中)=Ca(气态)+COCa(气态)+2C=CaC2其中尤以 CaC.C(集中)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,质量比上面的反响层有
12、所均匀,在此熔融层的反响可分为:MCaC +nCaC nCaO22由于电孤放散出较高的热量 ,易熔散石灰和比混合物 ,渐渐熔融而形成流淌状态,渐渐向下沉降,至熔融层底部,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,同时也渐渐下沉而重生成一层的,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,往往由于塌料而将电石生料通道堵塞,使三相不流通.积渣层 F:
13、在熔融层的底部,炉内杂质如硅铁、碳化硅等积存起来而形成,必需留意原料中的杂质的电炉操作 ,留意电极深入炉内的状况,尽可能是杂质的电石一起排出,不至于沉积炉底,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抱负的炉膛内径, 用 DB 表示.三个熔池的圆周相切,在軙种状况下,电极中心距C 等于熔池直径D,而电极中心距 D 和抱负炉膛内径 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.
14、16C2COS30 度D=C=DB/2.16假设电极中心距C 等于熔池直径D,则三个熔池之间形成了不太抱负的“死角”,热量不够集中,简洁造成三个熔池不相通,在正常生产时,这个熔池直径稍小了一些.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,电极不简洁入炉内,反而不利于电石生产,所以说熔池太大于电炉操作也是格外不利的.当三熔池的圆周交于炉堂中心,促使电极之间相互流通,热能比较集中, 这样的熔池是比较抱负的,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,假设把能计算出来的电极同心直径正好等于熔池直径,那就是很抱负的,
15、同时还要考虑到实际炉膛内径应比抱负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局部,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
16、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. 必需经受住炉料的棚塌略微的侧击.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,温度可到达 3500 摄氏度,热量由下向上传导,故电极糊由上向下,渐渐降落时,受热越来越高,渐渐烧结;B. 电流通过电极糊本身所产生的电阻热; C.炉膛火焰热的传导与辐射.8.1.2 电极糊的烧结分为三个阶段:A. 软化阶段,此时固体电极糊软化,电阻增大强度降低,使电极糊变为液体状态,在此阶段温度 25 摄氏度上升 120 摄氏度-25
17、0 摄氏度,大约在导电板500mm 处;B. 挥发阶段:此时电极糊充分熔化,沿着壳内截面流淌充填空隙,并使质量均匀,同时开头明显地挥发而渐渐粘稠,电阻不断降低,挥发急剧而呈糊状,在此阶段,温度由 120- 200 摄氏度上升至 650-750 摄氏度,大致在半环部位.C. 烧结阶段:此时少量挥发物连续挥发,并开头进一步烧结,导电体大大增加,成为坚硬整体,完全烧结高度为导电鄂板下部 200-400mm 处,此阶段的温度由650-750 摄氏度上升至 900-1000 摄氏度.8.1.3 质量的推断:电极培烧质量的好坏,主要依据肉眼的观看,推断电极能熔是否正常,如觉察下放来的电极外表呈灰白色或暗而
18、不红,则熔烧良好,如觉察则太干,如发 或冒烟甚多,则太软,放完电极 10-20 分钟之内,特别是电极烧结跟不上消耗时,必需留意电极进展程度,有无漏油,冒烟或电极本身刺火现象,则需降低电炉负荷或停电处理,如导电鄂板内出同刺火现象,则须拧紧拉杆螺丝.为了保持电极确定的长度,电极糊在烧结中必需把握烧结速度和消耗速度的平衡.为了使电极烧结质量良好,必需满足以下要求:(1) 符合质量标准又符合块度,要求电极糊一般将整体电极糊砸成三段,填完时要保持确定的高度.(2) 电极制作与焊接必需符合要求 ,导电鄂板的冷却条件以电极的接触必需良好;(3) 尽量避开缩短电炉停电次数和时间;(4) 留意电极烧结质量并准时
19、调整电极的 部条件,留意电极软硬,把握风口风量.8.1.4 电极烧结调整方法:A. 调整风量大小和送风时间长短,承受风扣送风;B. 把握下放电极的间隔时间与长度,电极下放的长度与消耗长度相平衡;C. 放电极时,负荷的降低与增加.8.1.5 电极事故的外臵:A. 电极软断的缘由;B. 电极糊所含挥发物过多;C. 电极壳铁板太薄或太厚;D. 电极铁壳倶作不良或焊接谨量欠佳,引起裂开,就会导致漏糊或硬断;E. 下放电极时没有降低电炉负荷或降低太少,放电极后负荷增大得太快,也会引起软断;F. 下放电极太频繁,间隔时间太短或下放电极后,电极过长而引起软断;G. 电极糊参与不久时,加糊时粗枝大叶,在片上住
20、而架空,也可能引起软断. 六. 处理电极软断的方法:A. 觉察电极软断,应马上停电,操作人员太集中,由主要操作人员处理,快速将电极降下,深入炉内,设法不使电极糊外流,并快速松开电极使其和断头糊交接, 把电极四周的电极糊撬开放掉,然合送电,从低负荷熔烧,软断的那一相电极不降提升,负荷可依据电极熔烧状况而增加,大约 6-8 小时可能烧好.B. 假设断头接不上,电极糊已枯槁,无流淌的可能,此时将电极放出一些,低负荷熔烧方法同前;C. 假设电极头接不上,电极糊很稀,还可能大量流出右电极糊流出太多,近于沉淀,此时应再焊接一节有序的铁壳与炉开炉时承受的电极头相像 ,参与电极糊,仍按前法熔烧,但应特别留意电
21、极送风量和导电鄂板的冷却小量.七、电极软断的预防：A. 电极送风量和导电鄂板的冷却水量要合理把握，要求操作人员认真做好巡察检查，及晨的调整风量和水量确保电极的熔烧正常进展。B. 松放电极晨要高度警觉，升负荷要胆大心细，留意观看电极糊的变化， 假设觉察电极恶化，应快速降低电极负荷，必要时停电进展处理。C. 应准时的检查电极糊的质量，不使用不合格的电极糊； D严格检查电极铁壳的焊结质量，确定要符合技术条件规定的质量要求。E要严格执行电极治理制度，按规定下放电极。认真把握间隔时间，按时填加电极糊，保持规定的高度和电极工作长度。八、电极硬断的缘由：A. 电极糊所含的灰份过高，寻常保管不妥，夹带较多的杂
22、质，电极糊所含的挥发份较少，过早烧结或粘结性差，引起电极硬断；B. 停电次数多，停停开开，在停电时没有准时实行必要的措施，会造成电极开裂和烧结分层；C. 电极壳内落入灰尘较多，特别是长时间停电后，电极铁壳内会积存一层灰， 送电后不加清理，会造成电极烧结分层，而引起电极硬断；D. 停电时间长，电极工作段没有注入炉料内，而受到严峻的氧化，也会造成电极硬断；E. 电极过长，拉力过大，对电极本身是个负担，如操作马虎，也会引起硬断，电极电流密度太大，也会发生电极干裂或硬断； 九电极硬断的预防：A. 严格把握电极工作长度，不允许过长；B. 严格检查电极糊的质量，其所含的灰份不能超过规定值； C正常生产时，
23、不允许灰尘落入电极壳内，尤其是检修时，确定要把电极壳内的灰尘去除干净； D认真检查电极的送风量的导电鄂板内的冷却水量； E加强设备维护，提高检修质量，削减打算外停电；F停电后，特别是在冬季，要马上用热料将电极四周培土，以到达保温存防氧化的目的，送电后，负荷不要提升过快。十、 出炉操作：10.1 出炉时间把握:生产时间应把握在 60 分钟90 分钟之间为宜,出炉时间应把握在 30 分钟以内.10.2 出炉操作:10.2.1 当圆钢捅入炉内,感觉炉内很疏松,圆钢上粘有较厚的电石时,说明炉温高,电石质量高,炉内畅通.10.2.2 如炉内疏松,而圆钢粘电石较薄,说明电石质量不太高,但炉内还是畅通;10
24、.2.3 如炉内坚硬,甚至夹住圆钢,圆钢上粘的电石较薄或夹杂生料,说明炉温低,炉内不畅通,有塌料现象;10.2.4 圆钢捅不到深处,说明炉内产生隔墙,这种隔墙可能是生料杂电石分散在炉底或其他杂质分散在炉底,正确把握出炉间隔时间和流出时间,是为了保持电石质量,保持炉温,还要考虑好操作,所以打算好时间,加以把握.十一、分析、化验：11.1 炉前化验:取样:依据行业执行标准,出炉时要求进展隔锅取样 ,使用专用的样杆,由化验员监控出炉工取样,每次取 2-4 锅;11.2 裂开: 裂开的粒径要求 5mm-8mm,掺和均匀;其技术指标符合以下要求:项目指标优级品一级品合格品发气量 20,101.3KPaC
25、L/Kg305295285乙炔中磷化氢的体积分数 1%0.060.080.08乙炔中硫化氢的体积分数 1%0.100.100.10粒度(5mm8mm)的质量分数 1%858585筛下物(2.5mm 以下)的质量分数55511.3 试验方法:(发气量的测定)碳化钙与水反响生成乙炔气体 ,依据气体计算量器测诞生成气体的体积 ,计算碳化钙的发气量:CaC +2H O-C H +Ca(OH) +127 KJ2211.4 测定手续:2 22电石发气量是在(电石发气量测定器)中进展的,外筒内装有确定量的饱和食盐水,并用乙炔饱和发气之前调好零点,称取粒度为3-7mm 的电石试样50 克,准确至+ 0.1 克
26、,装于底杯中,快速将其投入乙炔发气瓶中,将胶塞塞紧,然后从具有刻度的高位瓶中径 69mm 胶管准确注水 10-30 摄氏度,自来水 0.5 升,进展发气, 待电石完全分解,平衡其压力读取标尺数值,升/公斤,记取气罩内温度及大气压力,图 10-1-3-1.11.5 电石发气量的计算:发气量(G)按式(1)计算:G=ah(P-P1)(273+20) = ah(P-P1) 2.8921.25 107.3(273+T)273+T式中:C=碳化钙的标准发气量 L/Kg A=气体计量器校正值,L/Kg,mmP=大气压力,KPa(大气压力表中读取)P1=按表中查出 T 摄氏度时饱和食盐水的蒸气压力 KPa;
27、T=测量罩内温度摄氏度允许误差:两次平行测定结果的算术平均值为测定结果两次平行测定结果为之差不大于 4L/Kg,校正后的气体计量器校正值,a=L/Kg.mm11.6 不同温度下饱和食盐水蒸气压力:T.度摄氏P1.KPaT.度摄氏P1.KPaT.度摄氏P1.KPaT.度摄氏P1.KPa00.45390.867181.653272.69310.480100.920191.653282.85320.520110.987201.760293.02630.560121.130211.880303.20040.600131.210222.000313.37050.653141.290232.120323.
28、56060.707151.373242.253333.76070.760161.466252.386343.97380.813171.560262.533354.200说明:A:发气量测定的标准环境为:20 摄氏度,101KPa, B:自然块以炉前化验下浮 6K/Kg 为报告结果.11.7 留意事项:A. 从侧定发气量的水银气压计读数减去水银气压计的温度校正值: 5-12 摄氏度(气压计温度)1 毫米汞柱13-20 摄氏度(气压计温度)2 毫米汞柱20-28 摄氏度(气压计温度)3 毫米汞柱29-36 摄氏度(气压计温度)4 毫米汞柱37-44 摄氏度(气压计温度)5 毫米汞柱11.8 发气量
29、测定器应避开阳光照耀,并保持室内温度稳定,发生瓶经常清洗,保持容积准确 升的出气畅通.11.9 分析误差不大于+ 5 升/公斤.12. 冷却:电石自出炉完毕由天车工从出炉地 车连电石锅吊运到指定位臵待冷却: A.夏季的冷却时间:250 分钟为宜;B.冬季的冷却时间:90 分钟为宜;12.1 待电石在冷却以后,由天车工使用专用吊钩称计量按成品级别码放到指定位臵.13. 包装.标示.贮存和运输:13.1 电石用 1.0-1.2 毫米厚的铁桶包装13.2 包装容器上应贴有合格证,其内容包括:生产厂各厂址,产品名称,商标,发气量,净含量,批号等.13.3 包装碳化钙前,要严格检查碳化钙包装桶是否完好 ,桶内应枯燥和无碳化钙粉沫及其他杂物.13.4 碳化钙在运输中应轻拿轻放,运输工具必需有防雨防水设备.13.5 翻开的或已损坏的桶装碳化钙,不允许存放到仓库中,碳化钙包装后,存放在专用的仓库或防雨棚内,仓库内应保持枯燥,通风良好,不受水淹雨淋,仓库内制止安装上下水管或采暖设备,制止积存碳化钙粉尘.宁夏兴平精细化工股份2023 年 12 月 20 日