Après plus de 80 ans de développement, l'industrie chinoise du carbure de calcium est devenue une importante matière première chimique de base. Ces dernières années, portées par le développement rapide de l'économie nationale et la demande croissante de carbure de calcium en aval, la capacité de production nationale de carbure de calcium a connu une forte croissance. En 2012, on comptait 311 entreprises de carbure de calcium en Chine, pour une production de 18 millions de tonnes. Dans les fours à carbure de calcium, l'électrode est un élément essentiel, jouant un rôle de conduction et de transfert de chaleur. Lors de la production de carbure de calcium, un courant électrique est injecté dans le four via une électrode pour générer un arc. La chaleur de résistance et la chaleur de l'arc sont utilisées pour libérer de l'énergie (température pouvant atteindre environ 2 000 °C) pour la fusion du carbure de calcium. Le fonctionnement normal de l'électrode dépend de facteurs tels que la qualité de la pâte d'électrode, la qualité de l'enveloppe de l'électrode, la qualité du soudage, le temps de décompression et la durée de la phase de travail. Lors de l'utilisation de l'électrode, les règles d'utilisation de l'opérateur sont relativement strictes. Une utilisation imprudente de l'électrode peut facilement provoquer une rupture, qu'elle soit douce ou dure, affecter la transmission et la conversion de l'énergie électrique, détériorer l'état du four et même endommager les machines et les équipements électriques. La sécurité de l'opérateur est essentielle. Par exemple, le 7 novembre 2006, une rupture douce d'électrode s'est produite dans une usine de carbure de calcium au Ningxia, causant des brûlures à 12 ouvriers, dont un mort et neuf blessés graves. En 2009, une rupture dure d'électrode s'est produite dans une usine de carbure de calcium au Xinjiang, causant des brûlures graves à cinq ouvriers.
Analyse des causes de rupture molle et dure de l'électrode de four en carbure de calcium
1. Analyse des causes de rupture molle de l'électrode de four en carbure de calcium
La vitesse de frittage de l'électrode est inférieure à sa consommation. Une fois l'électrode non cuite déposée, elle se rompt doucement. L'absence d'évacuation rapide de l'opérateur du four peut entraîner des brûlures. Les causes spécifiques de rupture douce de l'électrode sont les suivantes :
1.1 Mauvaise qualité de la pâte d'électrode et excès de substances volatiles.
1.2 La tôle de l'enveloppe de l'électrode est trop fine ou trop épaisse. Trop fine pour résister à des forces externes importantes et à une rupture, elle peut entraîner un pliage ou une fuite du corps de l'électrode et une rupture par enfoncement. Trop épaisse pour empêcher le contact entre l'enveloppe et le noyau de l'électrode, ce qui peut provoquer une rupture par enfoncement.
1.3 La coque en fer de l'électrode est mal fabriquée ou la qualité de soudage est médiocre, ce qui provoque des fissures, entraînant une fuite ou une rupture douce.
1.4 L'électrode est pressée et mise en place trop fréquemment, l'intervalle est trop court ou l'électrode est trop longue, provoquant une rupture douce.
1.5 Si la pâte d'électrode n'est pas ajoutée à temps, la position de la pâte d'électrode est trop haute ou trop basse, ce qui entraînera la rupture de l'électrode.
1.6 La pâte d'électrode est trop grosse, une négligence lors de l'ajout de la pâte, reposant sur les nervures et étant au-dessus, peut provoquer une rupture molle.
1.7 L'électrode n'est pas bien frittée. Lors de son abaissement et après, le courant ne peut pas être correctement contrôlé, ce qui peut entraîner une intensité excessive, une brûlure du boîtier de l'électrode et une rupture légère de l'électrode.
1.8 Lorsque la vitesse d'abaissement de l'électrode est supérieure à la vitesse de frittage, que les segments de pâte lors du formage sont exposés ou que les éléments conducteurs sont sur le point de l'être, le boîtier de l'électrode supporte tout le courant et génère beaucoup de chaleur. Lorsque le boîtier de l'électrode est chauffé à plus de 1200 °C, sa résistance à la traction est réduite au point de ne plus pouvoir supporter le poids de l'électrode et de provoquer une rupture douce.
2. Analyse des causes de rupture brutale de l'électrode de four en carbure de calcium
En cas de rupture de l'électrode, si du carbure de calcium fondu est projeté, l'opérateur ne dispose d'aucune mesure de protection et une évacuation tardive peut entraîner des brûlures. Les causes spécifiques d'une rupture brutale de l'électrode sont les suivantes :
2.1 La pâte d'électrode n'est généralement pas stockée correctement, la teneur en cendres est trop élevée, davantage d'impuretés sont entraînées, la pâte d'électrode contient trop peu de matières volatiles, un frittage prématuré ou une mauvaise adhérence, provoquant une rupture brutale de l'électrode.
2.2 Différents ratios de pâte d'électrode, faible ratio de liant, mélange irrégulier, faible résistance de l'électrode et liant inadapté. Une fois la pâte d'électrode fondue, l'épaisseur des particules se délaminera, ce qui réduira la résistance de l'électrode et pourra entraîner sa rupture.
2.3 Les pannes de courant sont fréquentes et l'alimentation électrique est souvent interrompue. En cas de panne, les mesures nécessaires ne sont pas prises, ce qui entraîne la fissuration et le frittage des électrodes.
2.4 Une importante quantité de poussière pénètre dans la coque de l'électrode, notamment après une longue période d'arrêt. Une épaisse couche de cendres s'accumule alors dans la coque en fer de l'électrode. Si elle n'est pas nettoyée après la transmission de puissance, elle risque de se déformer et de se fissurer, entraînant ainsi une rupture brutale de l'électrode.
2.5 Le temps de panne de courant est long et la section de travail de l'électrode n'est pas enterrée dans la charge et gravement oxydée, ce qui provoquera également une rupture brutale de l'électrode.
2.6 Les électrodes sont soumises à un refroidissement et un chauffage rapides, ce qui entraîne de grandes différences de contraintes internes ; par exemple, la différence de température entre les électrodes insérées à l'intérieur et à l'extérieur du matériau pendant la maintenance ; la différence de température entre l'intérieur et l'extérieur de l'élément de contact est importante ; un chauffage inégal pendant la transmission de puissance peut provoquer une rupture dure.
2.7 La longueur de travail de l'électrode est trop importante et la force de traction trop importante, ce qui sollicite l'électrode elle-même. Une manipulation imprudente peut également provoquer une rupture brutale.
2.8 La quantité d'air fournie par le tube porte-électrode est trop faible ou arrêtée, et la quantité d'eau de refroidissement est trop faible, ce qui fait que la pâte d'électrode fond trop et devient comme de l'eau, provoquant la précipitation du matériau en carbone particulaire, affectant la résistance au frittage de l'électrode et provoquant la rupture dure de l'électrode.
2.9 La densité de courant de l'électrode est importante, ce qui peut provoquer une rupture brutale de l'électrode.
Contre-mesures pour éviter les ruptures d'électrodes molles et dures
1. Contre-mesures pour éviter la rupture douce du four à carbure de calcium
1.1 Contrôler correctement la longueur de travail de l'électrode pour répondre aux exigences de la production de carbure de calcium.
1.2 La vitesse de descente doit être compatible avec la vitesse de frittage de l'électrode.
1.3 Vérifiez régulièrement la longueur de l'électrode et les procédures de dureté et de souplesse ; vous pouvez également utiliser une barre d'acier pour saisir l'électrode et écouter le son. Un son très cassant indique que l'électrode est mature. Un son moins cassant indique que l'électrode est trop molle. De plus, la sensation est différente. Si la barre d'acier ne présente pas de résilience lorsqu'elle est renforcée, cela indique que l'électrode est molle et que la charge doit être levée lentement.
1.4 Vérifiez régulièrement la maturité de l'électrode (vous pouvez juger de l'état de l'électrode par expérience, comme une bonne électrode présentant une peau rouge foncé légèrement ferreuse ; l'électrode est blanche, avec des fissures internes, et la peau de fer n'est pas visible, elle est trop sèche, l'électrode émet de la fumée noire, noir, point blanc, la qualité de l'électrode est douce).
1.5 Inspecter régulièrement la qualité de soudage de la coque de l'électrode, une section pour chaque soudage et une section pour l'inspection.
1.6 Vérifiez régulièrement la qualité de la pâte d’électrode.
1.7 Pendant la mise sous tension et la charge, la charge ne doit pas être augmentée trop rapidement. Elle doit être augmentée en fonction de la maturité de l'électrode.
1.8 Vérifiez régulièrement si la force de serrage de l'élément de contact de l'électrode est appropriée.
1.9 Mesurez régulièrement la hauteur de la colonne de pâte d'électrode, pas trop haut.
1.10 Le personnel effectuant des opérations à haute température doit porter un équipement de protection individuelle résistant aux températures élevées et aux éclaboussures.
2. Contre-mesures pour éviter la rupture brutale de l'électrode de four en carbure de calcium
2.1 Respectez scrupuleusement la longueur de travail de l'électrode. Celle-ci doit être mesurée tous les deux jours et avec précision. En règle générale, la longueur de travail de l'électrode est comprise entre 1800 et 2000 mm. Elle ne doit être ni trop longue ni trop courte.
2.2 Si l'électrode est trop longue, vous pouvez prolonger le temps de relâchement de la pression et réduire le rapport de l'électrode dans cette phase.
2.3 Vérifier rigoureusement la qualité de la pâte d'électrode. La teneur en cendres ne doit pas dépasser la valeur spécifiée.
2.4 Vérifiez soigneusement la quantité d'air fournie à l'électrode et la position de l'engrenage du réchauffeur.
2.5 Après une panne de courant, l'électrode doit être maintenue aussi chaude que possible. Elle doit être recouverte d'un matériau pour éviter son oxydation. La charge ne doit pas être augmentée trop rapidement après la transmission de courant. En cas de panne de courant prolongée, utiliser une électrode de préchauffage électrique de type Y.
2.6 Si l'électrode se brise durement plusieurs fois de suite, il faut vérifier si la qualité de la pâte d'électrode répond aux exigences du processus.
2.7 Le corps de l'électrode, une fois la pâte installée, doit être recouvert d'un couvercle pour empêcher la poussière de tomber.
2.8 Le personnel effectuant des opérations à haute température doit porter un équipement de protection individuelle résistant aux températures élevées et aux éclaboussures.
en conclusion
La production de carbure de calcium requiert une solide expérience. Chaque four à carbure de calcium présente des caractéristiques spécifiques. L'entreprise doit tirer parti de l'expérience acquise au cours du processus de production, renforcer les investissements dans une production sûre et analyser attentivement les facteurs de risque de rupture des électrodes. Un système de gestion de la sécurité des électrodes, des procédures d'exploitation détaillées, une formation professionnelle renforcée des opérateurs, le port d'équipements de protection individuelle (EPI) strictement conformes aux exigences, l'élaboration de plans d'urgence et de formations en cas d'accident, et la réalisation d'exercices réguliers pour contrôler efficacement les accidents et réduire les pertes dues aux accidents.
Date de publication : 24 décembre 2019