تحلیل علت و اقدامات مقابله با شکست‌های نرم و سخت

پس از بیش از 80 سال توسعه، صنعت کاربید کلسیم چین به یک صنعت مهم مواد اولیه شیمیایی تبدیل شده است. در سال‌های اخیر، با توجه به توسعه سریع اقتصاد داخلی و تقاضای رو به رشد برای کاربید کلسیم در پایین‌دست، ظرفیت تولید کاربید کلسیم داخلی به سرعت گسترش یافته است. در سال 2012، 311 شرکت کاربید کلسیم در چین وجود داشت و میزان تولید به 18 میلیون تن رسید. در تجهیزات کوره کاربید کلسیم، الکترود یکی از تجهیزات مهم است که نقش هدایت و انتقال حرارت را ایفا می‌کند. در تولید کاربید کلسیم، جریان الکتریکی از طریق الکترود وارد کوره می‌شود تا قوس الکتریکی ایجاد کند و از گرمای مقاومتی و گرمای قوس برای آزادسازی انرژی (دما تا حدود 2000 درجه سانتیگراد) برای ذوب کاربید کلسیم استفاده می‌شود. عملکرد طبیعی الکترود به عواملی مانند کیفیت خمیر الکترود، کیفیت پوسته الکترود، کیفیت جوشکاری، مدت زمان آزادسازی فشار و مدت زمان کار الکترود بستگی دارد. در طول استفاده از الکترود، سطح عملیاتی اپراتور نسبتاً سختگیرانه است. بی‌احتیاطی در استفاده از الکترود می‌تواند به راحتی باعث شکستگی نرم و سخت الکترود شود، بر انتقال و تبدیل انرژی الکتریکی تأثیر بگذارد، باعث وخامت وضعیت کوره شود و حتی به ماشین‌آلات و تجهیزات الکتریکی آسیب برساند. ایمنی جان اپراتور. به عنوان مثال، در 7 نوامبر 2006، شکستگی نرم یک الکترود در یک کارخانه کاربید کلسیم در نینگشیا رخ داد که باعث سوختگی 12 کارگر در محل حادثه، از جمله 1 کشته و 9 مجروح جدی شد. در سال 2009، شکستگی سخت یک الکترود در یک کارخانه کاربید کلسیم در سین کیانگ رخ داد که باعث سوختگی شدید پنج کارگر در محل حادثه شد.

تجزیه و تحلیل علل شکست نرم و سخت الکترود کوره کاربید کلسیم
۱. تحلیل علت شکست نرم الکترود کوره کاربید کلسیم

سرعت پخت الکترود کمتر از میزان مصرف است. پس از قرار دادن الکترود نپخته، باعث می‌شود الکترود به آرامی بشکند. عدم تخلیه به موقع اپراتور کوره ممکن است باعث سوختگی شود. دلایل خاص شکستن نرم الکترود عبارتند از:
۱.۱ کیفیت پایین خمیر الکترود و وجود مواد فرار زیاد.

۱.۲ ورق آهنی پوسته الکترود خیلی نازک یا خیلی ضخیم است. آنقدر نازک است که نمی‌تواند در برابر نیروهای خارجی بزرگ و پارگی مقاومت کند و باعث می‌شود که لوله الکترود تا شود یا نشت کند و هنگام فشار دادن، بشکند؛ آنقدر ضخیم است که باعث می‌شود پوسته آهنی و هسته الکترود در تماس نزدیک با یکدیگر نباشند و هسته ممکن است باعث شکستگی شود.

۱.۳ پوسته آهنی الکترود به خوبی ساخته نشده یا کیفیت جوشکاری پایین است که باعث ترک خوردگی و در نتیجه نشتی یا شکست نرم می‌شود.

۱.۴ الکترود بیش از حد فشرده و قرار داده شده است، فاصله زمانی خیلی کوتاه است، یا الکترود خیلی طولانی است که باعث شکستگی نرم می‌شود.

۱.۵ اگر خمیر الکترود به موقع اضافه نشود، موقعیت خمیر الکترود خیلی بالا یا خیلی پایین است که باعث شکستن الکترود می‌شود.

۱.۶ خمیر الکترود خیلی بزرگ است، بی‌احتیاطی هنگام اضافه کردن خمیر، قرار گرفتن روی دنده‌ها و سربار بودن، می‌تواند باعث شکستگی نرم شود.

۱.۷ الکترود به خوبی پخته نشده است. وقتی الکترود پایین آورده می‌شود و پس از پایین آوردن، جریان به درستی کنترل نمی‌شود، بنابراین جریان خیلی زیاد است و محفظه الکترود سوخته و الکترود به آرامی می‌شکند.

۱.۸ وقتی سرعت پایین آوردن الکترود سریع‌تر از سرعت پخت باشد، قطعات چسباننده در شکل‌دهی در معرض دید قرار می‌گیرند، یا عناصر رسانا در معرض دید قرار می‌گیرند، محفظه الکترود کل جریان را تحمل می‌کند و گرمای زیادی تولید می‌کند. وقتی محفظه الکترود بالاتر از ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد گرم شود، استحکام کششی آن کاهش می‌یابد و نمی‌تواند وزن الکترود را تحمل کند و حادثه شکست نرم رخ خواهد داد.

۲. تحلیل علت شکست سخت الکترود کوره کاربید کلسیم

وقتی الکترود شکسته می‌شود، اگر کاربید کلسیم مذاب پاشیده شود، اپراتور هیچ اقدام حفاظتی ندارد و عدم تخلیه به موقع ممکن است باعث سوختگی شود. دلایل خاص شکستن شدید الکترود عبارتند از:

۲.۱ خمیر الکترود معمولاً به درستی نگهداری نمی‌شود، میزان خاکستر خیلی زیاد است، ناخالصی‌های بیشتری وارد می‌شود، خمیر الکترود حاوی مواد فرار خیلی کمی است، پخت زودرس یا چسبندگی ضعیف باعث می‌شود الکترود به سختی بشکند.

۲.۲ نسبت‌های مختلف خمیر الکترود، نسبت چسب کم، اختلاط ناهموار، استحکام پایین الکترود و چسب نامناسب. پس از ذوب شدن خمیر الکترود، ضخامت ذرات لایه لایه می‌شود که استحکام الکترود را کاهش می‌دهد و می‌تواند باعث شکستن الکترود شود.

۲.۳ قطعی برق زیاد است و منبع تغذیه اغلب متوقف و باز می‌شود. در صورت قطع برق، اقدامات لازم انجام نشده و منجر به ترک خوردن و پخت الکترود می‌شود.

۲.۴ گرد و غبار زیادی به داخل پوسته الکترود نفوذ می‌کند، به خصوص پس از مدت طولانی خاموش بودن دستگاه، یک لایه ضخیم از خاکستر در پوسته آهنی الکترود جمع می‌شود. اگر پس از انتقال نیرو تمیز نشود، باعث پختگی و لایه لایه شدن الکترود می‌شود که در نهایت منجر به شکستگی شدید الکترود خواهد شد.

۲.۵ زمان قطع برق طولانی است و بخش کاری الکترود در بار دفن نشده و به شدت اکسید نشده است، که این امر باعث شکستگی شدید الکترود نیز می‌شود.

۲.۶ الکترودها در معرض سرد و گرم شدن سریع قرار می‌گیرند که منجر به اختلاف شدید تنش داخلی می‌شود؛ برای مثال، اختلاف دمای بین الکترودهای قرار داده شده در داخل و خارج ماده در حین تعمیر و نگهداری؛ اختلاف دمای بین داخل و خارج عنصر تماس زیاد است؛ گرم شدن ناهموار در حین انتقال نیرو می‌تواند باعث شکستگی سخت شود.

۲.۷ طول الکترود خیلی زیاد است و نیروی کشش خیلی زیاد است که این خود بار اضافی بر دوش الکترود است. اگر عملیات با بی‌دقتی انجام شود، ممکن است باعث شکستگی شدید نیز شود.

۲.۸ مقدار هوای تأمین شده توسط لوله نگهدارنده الکترود خیلی کم یا متوقف شده است و مقدار آب خنک کننده خیلی کم است که باعث می شود خمیر الکترود بیش از حد ذوب شود و مانند آب شود و باعث رسوب مواد کربنی ذره ای شود که بر استحکام پخت الکترود تأثیر می گذارد و باعث می شود الکترود به سختی بشکند.

۲.۹ چگالی جریان الکترود زیاد است که می‌تواند باعث شکستگی شدید الکترود شود.

اقدامات لازم برای جلوگیری از شکستگی الکترود نرم و سخت
1. اقدامات متقابل برای جلوگیری از شکست نرم کوره کاربید کلسیم

۱.۱ طول کاری الکترود را به درستی کنترل کنید تا الزامات تولید کاربید کلسیم را برآورده کند.

۱.۲ سرعت پایین آوردن باید با سرعت پخت الکترود سازگار باشد.

۱.۳ به طور منظم طول الکترود و رویه‌های نرم و سخت را بررسی کنید؛ همچنین می‌توانید از یک میله فولادی برای برداشتن الکترود و گوش دادن به صدای آن استفاده کنید. اگر صدای بسیار شکننده‌ای شنیدید، ثابت می‌کند که الکترود بالغ است. اگر صدای خیلی شکننده‌ای نبود، الکترود بیش از حد نرم است. علاوه بر این، احساس نیز متفاوت است. اگر میله فولادی هنگام تقویت، خاصیت ارتجاعی خود را نشان ندهد، ثابت می‌کند که الکترود نرم است و بار باید به آرامی بالا برده شود.

۱.۴ به طور منظم بلوغ الکترود را بررسی کنید (می‌توانید وضعیت الکترود را با تجربه قضاوت کنید، مانند یک الکترود خوب که پوست کمی آهنی به رنگ قرمز تیره نشان می‌دهد؛ الکترود سفید است، با ترک‌های داخلی، و پوست آهنی دیده نمی‌شود، خیلی خشک است، الکترود دود سیاه، سیاه، نقطه سفید ساطع می‌کند، کیفیت الکترود نرم است).

۱.۵ به طور منظم کیفیت جوشکاری پوسته الکترود را بررسی کنید، برای هر جوشکاری یک بخش و برای بازرسی یک بخش.

۱.۶ کیفیت خمیر الکترود را مرتباً بررسی کنید.

۱.۷ در طول دوره روشن و خاموش کردن الکترود، بار را نمی‌توان خیلی سریع افزایش داد. بار باید مطابق با میزان رسیدگی الکترود افزایش یابد.

۱.۸ مرتباً بررسی کنید که آیا نیروی گیره عنصر تماس الکترود مناسب است یا خیر.

۱.۹ ارتفاع ستون خمیر الکترود را مرتباً اندازه بگیرید، خیلی زیاد نباشد.

۱.۱۰ پرسنلی که در عملیات با دمای بالا مشغول به کار هستند باید از تجهیزات حفاظت فردی مقاوم در برابر دمای بالا و پاشش مایعات استفاده کنند.

2. اقدامات متقابل برای جلوگیری از شکستن شدید الکترود کوره کاربید کلسیم

۲.۱ طول کاری الکترود را به دقت در نظر بگیرید. الکترود باید هر دو روز یکبار اندازه‌گیری شود و باید دقیق باشد. به طور کلی، طول کاری الکترود ۱۸۰۰ تا ۲۰۰۰ میلی‌متر تضمین می‌شود. خیلی بلند یا خیلی کوتاه بودن مجاز نیست.

۲.۲ اگر الکترود خیلی بلند است، می‌توانید زمان آزادسازی فشار را افزایش داده و نسبت الکترود را در این مرحله کاهش دهید.

۲.۳ کیفیت خمیر الکترود را به دقت بررسی کنید. میزان خاکستر نباید از مقدار مشخص شده بیشتر باشد.

۲.۴ میزان هوای ورودی به الکترود و موقعیت دنده گرمکن را با دقت بررسی کنید.

۲.۵ پس از قطع برق، الکترود باید تا حد امکان گرم نگه داشته شود. الکترود باید با موادی دفن شود تا از اکسید شدن الکترود جلوگیری شود. پس از انتقال برق، بار را نمی‌توان خیلی سریع افزایش داد. هنگامی که زمان قطع برق طولانی است، از الکترود پیش گرم کن برقی نوع Y استفاده کنید.

۲.۶ اگر الکترود چندین بار پشت سر هم به سختی بشکند، باید بررسی شود که آیا کیفیت خمیر الکترود الزامات فرآیند را برآورده می‌کند یا خیر.

۲.۷ پس از نصب خمیر، لوله الکترود باید با یک درب پوشانده شود تا از ورود گرد و غبار جلوگیری شود.

۲.۸ پرسنلی که در عملیات با دمای بالا مشغول به کار هستند باید از تجهیزات حفاظت فردی مقاوم در برابر دمای بالا و پاشش مایعات استفاده کنند.

در نتیجه
تولید کاربید کلسیم نیاز به تجربه غنی در تولید دارد. هر کوره کاربید کلسیم برای یک دوره زمانی ویژگی‌های خاص خود را دارد. شرکت باید تجربیات مفید در فرآیند تولید را خلاصه کند، سرمایه‌گذاری در تولید ایمن را تقویت کند و عوامل خطر شکستگی نرم و سخت الکترود کوره کاربید کلسیم را به دقت تجزیه و تحلیل کند. سیستم مدیریت ایمنی الکترود، رویه‌های عملیاتی دقیق، آموزش حرفه‌ای اپراتورها را تقویت کند، تجهیزات حفاظتی مورد استفاده را دقیقاً مطابق با الزامات بپوشاند، برنامه‌های اضطراری تصادف و برنامه‌های آموزشی اضطراری را تهیه کند و تمرینات منظمی را برای کنترل مؤثر وقوع حوادث کوره کاربید کلسیم و کاهش تلفات ناشی از تصادف انجام دهد.