Na meer dan 80 jaar ontwikkeling is de Chinese calciumcarbide-industrie uitgegroeid tot een belangrijke basisgrondstof voor de chemische industrie. De afgelopen jaren is de productiecapaciteit van calciumcarbide in China sterk toegenomen, gedreven door de snelle economische groei en de groeiende vraag naar calciumcarbide. In 2012 waren er 311 calciumcarbidebedrijven in China, met een productie van 18 miljoen ton. In de calciumcarbide-ovens is de elektrode een belangrijk onderdeel, dat zorgt voor geleiding en warmteoverdracht. Bij de productie van calciumcarbide wordt een elektrische stroom via een elektrode in de oven geleid om een vlamboog te genereren. De warmte die hierdoor ontstaat, wordt gebruikt om energie vrij te maken (temperatuur tot ongeveer 2000 °C) voor het smelten van calciumcarbide. De normale werking van de elektrode hangt af van factoren zoals de kwaliteit van de elektrodepasta, de kwaliteit van de elektrodemantel, de laskwaliteit, de duur van de drukontlasting en de gebruiksduur van de elektrode. Tijdens het gebruik van de elektrode is een hoge mate van zorgvuldigheid van de operator vereist. Onzorgvuldig gebruik van de elektrode kan gemakkelijk leiden tot zachte of harde breuken, waardoor de overdracht en omzetting van elektrische energie wordt beïnvloed, de toestand van de oven verslechtert en zelfs schade aan de machines en elektrische apparatuur ontstaat. Dit brengt de veiligheid van de operators in gevaar. Zo vond op 7 november 2006 een zachte breuk van een elektrode plaats in een calciumcarbidefabriek in Ningxia, waarbij 12 werknemers ter plaatse brandwonden opliepen, waaronder 1 dode en 9 ernstig gewonden. In 2009 vond een harde breuk van een elektrode plaats in een calciumcarbidefabriek in Xinjiang, waarbij vijf werknemers ter plaatse ernstig verbrand raakten.
Analyse van de oorzaken van zachte en harde breuk van calciumcarbide-ovenelektroden
1. Oorzaakanalyse van zachte breuk van calciumcarbide-ovenelektroden
De sintersnelheid van de elektrode is lager dan de verbruikssnelheid. Nadat de ongesinterde elektrode is neergelegd, zal deze zachtjes breken. Als de ovenbediende niet tijdig wordt geëvacueerd, kan dit brandwonden veroorzaken. De specifieke oorzaken van het zachtjes breken van de elektrode zijn:
1.1 Slechte kwaliteit van de elektrodepasta en overmatige hoeveelheid vluchtige stoffen.
1.2 De ijzeren behuizing van de elektrode is te dun of te dik. Als deze te dun is, kan deze grote externe krachten niet weerstaan en kan deze breken, waardoor de elektrodebehuizing vervormt, gaat lekken of zacht breekt bij het indrukken; als deze te dik is, sluiten de ijzeren behuizing en de elektrodekern niet goed op elkaar aan, waardoor de kern zacht kan breken.
1.3 De elektrode-ijzeren behuizing is slecht gefabriceerd of de laskwaliteit is slecht, waardoor scheuren ontstaan die leiden tot lekkage of zachte breuk.
1.4 De elektrode wordt te vaak aangedrukt en geplaatst, het interval is te kort, of de elektrode is te lang, waardoor een zachte breuk ontstaat.
1.5 Als de elektrodepasta niet tijdig wordt aangebracht, komt de pasta te hoog of te laag te zitten, waardoor de elektrode kan breken.
1.6 Te veel elektrodepasta, onzorgvuldig aanbrengen, rusten op de ribben en te hoog geplaatst zijn, kan leiden tot een zachte breuk.
1.7 De elektrode is niet goed gesinterd. Tijdens en na het laten zakken van de elektrode kan de stroom niet goed worden geregeld, waardoor de stroom te hoog wordt en de elektrodebehuizing verbrandt en de elektrode zelf breekt.
1.8 Wanneer de daalsnelheid van de elektrode hoger is dan de sintersnelheid, komen de pasta-segmenten in de vorm bloot te liggen, of staan de geleidende elementen op het punt bloot te komen liggen. De elektrodebehuizing draagt dan de volledige stroom en genereert veel warmte. Wanneer de elektrodebehuizing boven de 1200 °C verhit raakt, neemt de treksterkte af tot een niveau waarop deze het gewicht van de elektrode niet meer kan dragen, wat kan leiden tot een zachte breuk.
2. Oorzaakanalyse van harde breuk van calciumcarbide-ovenelektrode
Als de elektrode breekt en er gesmolten calciumcarbide rondspat, heeft de operator geen beschermingsmaatregelen en kan het niet tijdig evacueren brandwonden veroorzaken. De specifieke oorzaken van een harde breuk van de elektrode zijn:
2.1 De elektrodepasta wordt meestal niet goed bewaard, het asgehalte is te hoog, er worden te veel onzuiverheden meegevoerd, de elektrodepasta bevat te weinig vluchtige stoffen, er treedt voortijdige sintering op of de hechting is slecht, waardoor de elektrode hard breekt.
2.2 Verschillende verhoudingen van de elektrodepasta, een te lage verhouding van het bindmiddel, ongelijkmatige menging, een lage elektrodesterkte en een ongeschikt bindmiddel. Nadat de elektrodepasta is gesmolten, zal de dikte van de deeltjes delamineren, waardoor de elektrodesterkte afneemt en de elektrode kan breken.
2.3 Er zijn veel stroomstoringen en de stroomtoevoer wordt vaak onderbroken en weer ingeschakeld. In geval van stroomuitval worden de noodzakelijke maatregelen niet genomen, wat leidt tot scheurvorming en sintering van de elektroden.
2.4 Er komt veel stof in de elektrodebehuizing terecht, vooral na een lange periode van stilstand. Hierdoor kan zich een dikke laag as ophopen in de ijzeren behuizing van de elektrode. Als deze na stroomoverdracht niet wordt gereinigd, kan dit leiden tot sintering en delaminatie van de elektrode, wat uiteindelijk een harde breuk van de elektrode tot gevolg kan hebben.
2.5 De stroomuitval duurt lang en het werkgedeelte van de elektrode raakt niet volledig ondergedompeld in de lading en ernstig geoxideerd, wat er ook toe kan leiden dat de elektrode breekt.
2.6 De elektroden worden blootgesteld aan snelle afkoeling en snelle opwarming, wat resulteert in grote interne spanningsverschillen; bijvoorbeeld het temperatuurverschil tussen de elektroden die tijdens onderhoud in en uit het materiaal worden ingebracht; het temperatuurverschil tussen de binnen- en buitenkant van het contactelement is groot; ongelijkmatige verwarming tijdens krachtoverdracht kan leiden tot een harde breuk.
2.7 De werklengte van de elektrode is te lang en de trekkracht te groot, wat een belasting vormt voor de elektrode zelf. Bij onzorgvuldig gebruik kan dit bovendien leiden tot een harde breuk.
2.8 De hoeveelheid lucht die door de elektrodehouderbuis wordt aangevoerd is te klein of wordt volledig geblokkeerd, en de hoeveelheid koelwater is te klein, waardoor de elektrodepasta te veel smelt en waterig wordt. Dit zorgt ervoor dat de koolstofdeeltjes neerslaan, wat de sintersterkte van de elektrode beïnvloedt en ertoe leidt dat de elektrode hard breekt.
2.9 De stroomdichtheid van de elektrode is hoog, waardoor de elektrode abrupt kan breken.
Tegenmaatregelen om breuk van zachte en harde elektroden te voorkomen
1. Tegenmaatregelen om zachte breuk van de calciumcarbideoven te voorkomen
1.1 De werkingslengte van de elektrode nauwkeurig controleren om te voldoen aan de eisen van de calciumcarbideproductie.
1.2 De daalsnelheid moet compatibel zijn met de sintersnelheid van de elektroden.
1.3 Controleer regelmatig de lengte van de elektrode en de zachtheid en hardheid van de elektrode; u kunt ook een stalen staaf gebruiken om de elektrode op te pakken en naar het geluid te luisteren. Als u een zeer broos geluid hoort, is de elektrode rijp. Als het geluid niet broos is, is de elektrode te zacht. Daarnaast is het gevoel ook anders. Als de stalen staaf geen veerkracht voelt bij het aanspannen, is de elektrode te zacht en moet de belasting langzaam worden verhoogd.
1.4 Controleer regelmatig de rijpheid van de elektrode (u kunt de conditie van de elektrode beoordelen aan de hand van ervaring: een goede elektrode vertoont een donkerrode, licht ijzerhoudende laag; een elektrode die wit is, interne scheuren vertoont en waarvan de ijzerhoudende laag niet zichtbaar is, is te droog; een elektrode die zwarte rook afgeeft, zwarte vlekken of witte puntjes heeft, is van mindere kwaliteit).
1.5 Controleer regelmatig de laskwaliteit van de elektrodehuls, één gedeelte per lasnaad en één gedeelte voor inspectie.
1.6 Controleer regelmatig de kwaliteit van de elektrodepasta.
1.7 Tijdens de opstart- en belastingsfase mag de belasting niet te snel worden verhoogd. De belasting moet worden verhoogd in overeenstemming met de rijpheid van de elektrode.
1.8 Controleer regelmatig of de klemkracht van het elektrodecontactelement voldoende is.
1.9 Meet regelmatig de hoogte van de elektrode-pastakolom; deze mag niet te hoog zijn.
1.10 Personeel dat werkzaamheden bij hoge temperaturen uitvoert, dient persoonlijke beschermingsmiddelen te dragen die bestand zijn tegen hoge temperaturen en spatten.
2. Tegenmaatregelen om harde breuk van de calciumcarbide-ovenelektrode te voorkomen
2.1 Houd de werklengte van de elektrode strikt in de gaten. De elektrode moet elke twee dagen nauwkeurig worden opgemeten. Over het algemeen wordt een werklengte van 1800-2000 mm gegarandeerd. De elektrode mag niet te lang of te kort zijn.
2.2 Als de elektrode te lang is, kunt u de drukontlastingstijd verlengen en de verhouding van de elektrode in deze fase verlagen.
2.3 Controleer de kwaliteit van de elektrodepasta nauwkeurig. Het asgehalte mag de gespecificeerde waarde niet overschrijden.
2.4 Controleer zorgvuldig de hoeveelheid luchttoevoer naar de elektrode en de stand van de verwarming.
2.5 Na een stroomstoring moet de elektrode zo warm mogelijk gehouden worden. De elektrode moet bedekt worden met materiaal om oxidatie te voorkomen. De belasting mag na het inschakelen van de stroom niet te snel verhoogd worden. Bij een langdurige stroomstoring dient overgeschakeld te worden op een Y-vormige elektrische voorverwarmingselektrode.
2.6 Als de elektrode meerdere keren achter elkaar hard breekt, moet worden gecontroleerd of de kwaliteit van de elektrodepasta voldoet aan de proceseisen.
2.7 Nadat de pasta is aangebracht, moet de elektrodehouder worden afgedekt met een deksel om te voorkomen dat er stof in terechtkomt.
2.8 Personeel dat werkzaamheden bij hoge temperaturen uitvoert, dient persoonlijke beschermingsmiddelen te dragen die bestand zijn tegen hoge temperaturen en spatten.
tot slot
De productie van calciumcarbide vereist ruime ervaring. Elke calciumcarbideoven heeft gedurende een bepaalde periode zijn eigen kenmerken. Het bedrijf moet de opgedane ervaringen in het productieproces evalueren, de investeringen in veilige productie versterken en de risicofactoren voor zachte en harde breuk van de calciumcarbideovenelektrode zorgvuldig analyseren. Een veiligheidsbeheerssysteem voor elektroden, gedetailleerde bedieningsprocedures, intensieve professionele training van operators, strikte naleving van de voorschriften voor beschermende kleding, noodplannen en noodtrainingen, en regelmatige oefeningen zijn essentieel om ongevallen met calciumcarbideovens effectief te beheersen en de schade te beperken.
Geplaatst op: 24 december 2019