80年以上の発展を経て、中国の炭化カルシウム産業は重要な基礎化学原料産業となった。近年、国内経済の急速な発展と炭化カルシウム下流需要の増加に牽引され、国内の炭化カルシウム生産能力は急速に拡大している。2012年には、中国には311の炭化カルシウム企業があり、生産量は1800万トンに達した。炭化カルシウム炉設備において、電極は伝導と熱伝達の役割を果たす重要な設備の一つである。炭化カルシウムの製造では、電極を通して炉に電流を流してアークを発生させ、抵抗熱とアーク熱を利用してエネルギーを放出し（温度は約2000℃まで）、炭化カルシウムを製錬する。電極の正常な動作は、電極ペーストの品質、電極シェルの品質、溶接品質、圧力解放時間の長さ、電極作業の長さなどの要因に依存する。電極の使用中、作業者の操作レベルは比較的厳格です。電極の操作を怠ると、電極の軟質破損や硬質破損が容易に発生し、電気エネルギーの伝送と変換に影響を与え、炉の状態を悪化させ、さらには機械や電気機器の損傷を引き起こす可能性があります。作業者の生命の安全も危険です。例えば、2006年11月7日、寧夏回族自治区の炭化カルシウム工場で電極の軟質破損が発生し、現場の作業員12人が火傷を負い、うち1人が死亡、9人が重傷を負いました。2009年には、新疆ウイグル自治区の炭化カルシウム工場で電極の硬質破損が発生し、現場の作業員5人が重度の火傷を負いました。
炭化カルシウム炉電極の軟壊および硬壊の原因分析
1. 炭化カルシウム炉電極の軟弱破損の原因分析
電極の焼結速度は消費速度よりも遅い。未焼成の電極を置いた後、電極が軟らかく破損する。炉作業員を速やかに避難させないと、火傷を負う可能性がある。電極が軟らかく破損する具体的な原因は以下のとおりである。
1.1 電極ペーストの品質不良および揮発性物質の過剰。
1.2 電極シェル鉄板が薄すぎるか厚すぎる。薄すぎると大きな外力に耐えられず破裂し、電極バレルが折り曲がったり漏れたり、押し下げたときにソフトブレイクする。厚すぎると鉄シェルと電極コアが密着せず、コアがソフトブレイクする可能性がある。
1.3 電極鉄殻の製造不良または溶接品質不良により、亀裂が生じ、漏れやソフトブレイクが発生する。
1.4 電極の押し込みと挿入が頻繁すぎたり、間隔が短すぎたり、電極が長すぎたりすると、ソフトブレイクが発生します。
1.5 電極ペーストが適時に添加されない場合、電極ペーストの位置が高すぎたり低すぎたりすると、電極が破損する原因となります。
1.6 電極ペーストが多すぎたり、ペーストの塗布時に不注意だったり、リブの上に載ったり、上向きになったりすると、軟弱な破損の原因となることがあります。
1.7 電極の焼結が不十分です。電極を降ろす際、および降ろした後、電流を適切に制御できず、電流が大きくなりすぎて電極ケースが焼損し、電極が軟らかく破損します。
1.8 電極の下降速度が焼結速度よりも速い場合、成形中の接着部分が露出するか、導電要素が露出しそうになると、電極ケースが全電流を受け止め、大量の熱が発生します。電極ケースが1200℃以上に加熱されると、引張強度が低下し、電極の重量を支えられなくなり、ソフトブレイク事故が発生します。
2. 炭化カルシウム炉電極の硬破断の原因分析
電極が破損した場合、溶融した炭化カルシウムが飛散すると、作業者は保護措置を講じることができず、速やかに避難しないと火傷を負う可能性があります。電極が硬く破損する具体的な原因は以下のとおりです。
2.1 電極ペーストは通常適切に保管されておらず、灰分含有量が高すぎ、不純物が多く混入し、電極ペースト中の揮発性物質が少なすぎ、早期焼結または接着不良により、電極が硬く破損する原因となります。
2.2 電極ペーストの比率が異なる、バインダーの比率が低い、混合が不均一、電極強度が低い、バインダーが不適切。電極ペーストが溶融した後、粒子の厚みが剥離し、電極強度が低下し、電極が破損する可能性があります。
2.3 停電が頻繁に発生し、電源の供給が頻繁に停止・再開される。停電時に必要な対策が講じられていないため、電極のひび割れや焼結が発生している。
2.4 電極シェル内には大量の粉塵が落下し、特に長期間停止した後は、電極鉄シェル内に厚い灰の層が蓄積します。送電後に清掃しないと、電極の焼結や剥離を引き起こし、電極の破損につながります。
2.5 停電時間が長いと、電極の作動部が充電に埋まらず、ひどく酸化され、電極が硬く折れる原因にもなります。
2.6 電極は急速な冷却と急速な加熱を受け、大きな内部応力差が生じます。例えば、メンテナンス中に材料の内側と外側に挿入された電極間の温度差、接触要素の内側と外側の温度差が大きい場合、電力伝送中の不均一な加熱によりハードブレークが発生する可能性があります。
2.7 電極の作動長が長すぎたり、引張力が大きすぎたりすると、電極自体に負担がかかります。操作が不注意だと、破損の原因となる場合もあります。
2.8 電極ホルダーチューブから供給される空気の量が少なすぎるか、または供給が停止し、冷却水の量が少なすぎると、電極ペーストが溶けすぎて水状になり、微粒子状の炭素材料が析出し、電極の焼結強度に影響を与え、電極が硬く折れる原因となります。
2.9 電極電流密度が大きいと、電極が硬く破損する可能性があります。
軟電極および硬電極の破損を防ぐための対策
1. 炭化カルシウム炉の軟弱破損を防ぐための対策
1.1 炭化カルシウム製造の要件を満たすために、電極の有効長さを適切に制御する。
1.2 下降速度は電極焼結速度と適合していなければならない。
1.3 電極の長さと軟化・硬化手順を定期的に確認してください。また、鋼棒を使って電極を持ち上げて音を聞くこともできます。非常に脆い音が聞こえる場合は、電極が十分に硬化している証拠です。脆い音がしない場合は、電極が柔らかすぎます。さらに、感触も異なります。鋼棒を補強したときに弾力性が感じられない場合は、電極が柔らかい証拠であり、負荷をゆっくりと上げる必要があります。
1.4 電極の成熟度を定期的にチェックします（電極の状態は経験に基づいて判断できます。例えば、良質な電極は濃い赤色のわずかに鉄皮膜を示します。電極が白く、内部に亀裂があり、鉄皮膜が見られない場合は乾燥しすぎです。電極から黒煙が出て、黒く、白く点があり、電極の品質が柔らかいです）。
1.5 電極シェルの溶接品質を定期的に検査する。溶接ごとに1セクション、検査用に1セクションを設ける。
1.6 電極ペーストの品質を定期的にチェックする。
1.7 電源投入および負荷増加期間中は、負荷を急激に増加させてはならない。負荷は電極の成熟度に応じて増加させるべきである。
1.8 電極接触要素の締め付け力が適切かどうかを定期的に確認してください。
1.9 電極ペースト柱の高さを定期的に測定し、高すぎないようにします。
1.10 高温作業に従事する人員は、高温や飛沫に耐性のある個人用保護具を着用しなければならない。
2. 炭化カルシウム炉電極の硬質破損を回避するための対策
2.1 電極の有効長さを厳密に管理してください。電極は2日ごとに測定し、正確に測定する必要があります。一般的に、電極の有効長さは1800～2000mmであることが保証されています。長すぎても短すぎてもいけません。
2.2 電極が長すぎる場合は、圧力解放時間を延長し、この段階での電極の比率を下げてください。
2.3 電極ペーストの品質を厳密に検査してください。灰分含有量は規定値を超えてはなりません。
2.4 電極への空気供給量とヒーターのギア位置を注意深く確認してください。
2.5 停電後は、電極をできるだけ高温に保つ必要があります。電極の酸化を防ぐため、電極を材料で覆ってください。送電後、負荷を急激に上げないでください。停電時間が長い場合は、Y型電気予熱電極に切り替えてください。
2.6 電極が連続して数回硬く折れた場合は、電極ペーストの品質がプロセス要件を満たしているかどうかを確認する必要があります。
2.7 ペーストを塗布した後の電極バレルは、粉塵が内部に入らないように蓋で覆う必要があります。
2.8 高温作業に従事する人員は、高温や飛沫に耐性のある個人用保護具を着用しなければならない。
結論は
炭化カルシウムの製造には、豊富な製造経験が必要です。各炭化カルシウム炉は、一定期間ごとに独自の特性を持っています。企業は、製造プロセスにおける有益な経験をまとめ、安全製造への投資を強化し、炭化カルシウム炉電極の軟質および硬質破損のリスク要因を慎重に分析する必要があります。電極安全管理システム、詳細な操作手順、作業員の専門トレーニングの強化、規定に厳密に従ったケース保護具の着用、事故緊急計画および緊急訓練計画の作成、定期的な訓練の実施により、炭化カルシウム炉事故の発生を効果的に抑制し、事故による損失を軽減します。
投稿日時：2019年12月24日