Po ponad 80 latach rozwoju chiński przemysł węglika wapnia stał się ważnym przemysłem podstawowych surowców chemicznych. W ostatnich latach, napędzany szybkim rozwojem gospodarki krajowej i rosnącym popytem na węglik wapnia w dalszej perspektywie, krajowe moce produkcyjne węglika wapnia gwałtownie wzrosły. W 2012 roku w Chinach działało 311 przedsiębiorstw zajmujących się węglikiem wapnia, a ich produkcja osiągnęła 18 milionów ton. W piecu do wytopu węglika wapnia elektroda jest jednym z ważnych elementów, który odpowiada za przewodzenie i wymianę ciepła. Podczas produkcji węglika wapnia, prąd elektryczny jest wprowadzany do pieca przez elektrodę w celu wytworzenia łuku elektrycznego, a ciepło oporowe i ciepło łuku są wykorzystywane do wydzielenia energii (temperatura do około 2000°C) do wytopu węglika wapnia. Prawidłowa praca elektrody zależy od takich czynników, jak jakość pasty elektrodowej, jakość powłoki elektrody, jakość spawania, czas uwalniania ciśnienia oraz czas pracy elektrody. Podczas użytkowania elektrody, operator musi zachować szczególną ostrożność. Nieostrożne obchodzenie się z elektrodą może łatwo doprowadzić do jej miękkiego i twardego pęknięcia, wpłynąć na przesył i konwersję energii elektrycznej, pogorszyć stan pieca, a nawet uszkodzić maszyny i urządzenia elektryczne. Bezpieczeństwo życia operatora. Na przykład, 7 listopada 2006 roku, w zakładzie produkcji węglika wapnia w Ningxia doszło do miękkiego pęknięcia elektrody, w wyniku czego 12 pracowników uległo poparzeniom, w tym 1 zgon, a 9 zostało poważnie rannych. W 2009 roku, w zakładzie produkcji węglika wapnia w Xinjiang doszło do silnego pęknięcia elektrody, w wyniku którego pięciu pracowników uległo poważnym poparzeniom.
Analiza przyczyn miękkiego i twardego pęknięcia elektrody pieca z węglika wapnia
1. Analiza przyczyn miękkiego pęknięcia elektrody pieca z węglika wapnia
Szybkość spiekania elektrody jest niższa niż szybkość zużycia. Po odłożeniu niewypalonej elektrody nastąpi jej łagodne pęknięcie. Nieopuszczenie operatora pieca na czas może spowodować oparzenia. Do przyczyn łagodnego pękania elektrody należą:
1.1 Niska jakość pasty elektrodowej i nadmierna ilość substancji lotnych.
1.2 Blacha żelazna powłoki elektrody jest zbyt cienka lub zbyt gruba. Zbyt cienka, aby wytrzymać duże siły zewnętrzne i pęknięcie, powoduje wygięcie lub nieszczelność tulei elektrody i jej delikatne pęknięcie po naciśnięciu; zbyt gruba, aby spowodować, że powłoka żelazna i rdzeń elektrody nie stykają się ze sobą, co może prowadzić do miękkiego pęknięcia rdzenia.
1.3 Elektroda ma wadliwą powłokę wykonaną ze stali lub jakość spawania jest niska, co powoduje pęknięcia, a w efekcie wycieki lub miękkie pęknięcie.
1.4 Elektroda jest zbyt często dociskana i zakładana, przerwa jest zbyt krótka lub elektroda jest zbyt długa, co powoduje delikatne pękanie.
1.5 Jeśli pasta elektrodowa nie zostanie dodana na czas, położenie pasty elektrodowej będzie za wysokie lub za niskie, co może spowodować pęknięcie elektrody.
1.6 Pasta elektrodowa jest zbyt duża, nieostrożne dodawanie pasty, opieranie się o żebra i pozostawanie nad elektrodą może spowodować miękkie pęknięcie.
1.7 Elektroda nie jest dobrze spiekana. Po opuszczeniu elektrody i po jej opuszczeniu, nie można odpowiednio kontrolować prądu, przez co jest on zbyt duży, co powoduje spalenie obudowy elektrody i jej delikatne pęknięcie.
1.8 Gdy prędkość opuszczania elektrody jest większa niż prędkość spiekania, a segmenty pasty są odsłonięte w procesie formowania lub elementy przewodzące są bliskie odsłonięcia, obudowa elektrody przenosi cały prąd i generuje dużo ciepła. Gdy obudowa elektrody zostanie podgrzana do temperatury powyżej 1200°C, jej wytrzymałość na rozciąganie spada do poziomu, który nie jest w stanie unieść ciężaru elektrody, co może doprowadzić do jej pęknięcia.
2. Analiza przyczyn twardego pęknięcia elektrody pieca z węglika wapnia
W przypadku pęknięcia elektrody i rozprysku stopionego węglika wapnia operator nie ma możliwości podjęcia środków ochronnych, a nieusunięcie się w porę może spowodować oparzenia. Przyczynami gwałtownego pęknięcia elektrody są:
2.1 Pasta elektrodowa zazwyczaj nie jest prawidłowo przechowywana, zawartość popiołu jest zbyt wysoka, wnika więcej zanieczyszczeń, pasta elektrodowa zawiera zbyt mało substancji lotnych, następuje przedwczesne spiekanie lub słaba przyczepność, co powoduje pęknięcie elektrody.
2.2 Różne proporcje pasty elektrodowej, zbyt mała ilość spoiwa, nierównomierne mieszanie, słaba wytrzymałość elektrody i nieodpowiednie spoiwo. Po stopieniu pasty elektrodowej grubość cząstek ulegnie rozwarstwieniu, co obniży wytrzymałość elektrody i może spowodować jej pęknięcie.
2.3 Występują liczne przerwy w dostawie prądu, a zasilanie jest często zatrzymywane i otwierane. W przypadku awarii zasilania nie podjęto niezbędnych działań, co prowadzi do pękania i spiekania elektrod.
2.4 Do powłoki elektrody przedostaje się dużo pyłu, szczególnie po długim okresie postoju. W żelaznej powłoce elektrody gromadzi się gruba warstwa popiołu. Brak czyszczenia po przeniesieniu mocy spowoduje spiekanie i rozwarstwienie elektrody, co z kolei doprowadzi do jej twardego pęknięcia.
2.5 Czas trwania przerw w dostawie prądu jest długi, a część robocza elektrody nie jest zanurzona w ładunku i ulega silnemu utlenieniu, co również może spowodować poważne pęknięcie elektrody.
2.6 Elektrody są poddawane szybkiemu chłodzeniu i nagrzewaniu, co powoduje duże różnice naprężeń wewnętrznych; na przykład różnica temperatur między elektrodami włożonymi do wewnątrz i na zewnątrz materiału podczas konserwacji; różnica temperatur między wnętrzem i zewnętrzem elementu stykowego jest duża; nierównomierne nagrzewanie podczas przesyłania mocy może spowodować poważne pęknięcie.
2.7 Długość robocza elektrody jest zbyt długa, a siła naciągu zbyt duża, co obciąża samą elektrodę. Nieostrożne obchodzenie się z nią może również spowodować jej pęknięcie.
2.8 Ilość powietrza dostarczanego przez rurkę uchwytu elektrody jest zbyt mała lub zablokowana, a ilość wody chłodzącej jest zbyt mała, co powoduje, że pasta elektrodowa topi się zbyt mocno i staje się podobna do wody, powodując wytrącanie się cząsteczkowego materiału węglowego, co wpływa na wytrzymałość spiekania elektrody i powoduje jej twarde pęknięcie.
2.9 Gęstość prądu elektrody jest duża, co może spowodować jej pęknięcie.
Środki zaradcze zapobiegające pęknięciom elektrod miękkich i twardych
1. Środki zaradcze zapobiegające łagodnemu pękaniu pieca z węglika wapnia
1.1 Prawidłowo kontrolować długość roboczą elektrody, aby spełnić wymagania produkcji węglika wapnia.
1.2 Prędkość opuszczania musi być zgodna z prędkością spiekania elektrody.
1.3 Regularnie sprawdzaj długość elektrody oraz procedury miękkie i twarde; możesz również użyć stalowego pręta, aby podnieść elektrodę i osłuchać dźwięk. Jeśli usłyszysz bardzo kruchy dźwięk, oznacza to, że elektroda jest dojrzała. Jeśli nie jest to bardzo kruchy dźwięk, elektroda jest zbyt miękka. Ponadto, dotyk również jest inny. Jeśli stalowy pręt nie wyczuwa sprężystości po wzmocnieniu, oznacza to, że elektroda jest miękka i należy podnosić ładunek powoli.
1.4 Regularnie sprawdzaj dojrzałość elektrody (stan elektrody możesz ocenić na podstawie doświadczenia, np. dobra elektroda ma ciemnoczerwoną, lekko żelazną powłokę; elektroda jest biała, z wewnętrznymi pęknięciami i nie widać żelaznej powłoki; jest zbyt sucha, elektroda wydziela czarny dym, ma czarny, biały punkt, elektroda jest miękka).
1.5 Regularnie sprawdzaj jakość spawania powłoki elektrody – jedną sekcję na każdy spaw i jedną sekcję do kontroli.
1.6 Regularnie sprawdzaj jakość pasty elektrodowej.
1.7 W okresie rozruchu i ładowania nie należy zbyt szybko zwiększać obciążenia. Obciążenie należy zwiększać w miarę dojrzewania elektrody.
1.8 Regularnie sprawdzaj, czy siła docisku elementu stykowego elektrody jest odpowiednia.
1.9 Regularnie mierz wysokość kolumny pasty elektrodowej, nie powinna być zbyt wysoka.
1.10 Personel wykonujący czynności wymagające wysokich temperatur powinien nosić osobisty sprzęt ochronny odporny na wysokie temperatury i zachlapania.
2. Środki zaradcze zapobiegające silnemu pęknięciu elektrody pieca z węglika wapnia
2.1 Należy ściśle przestrzegać długości roboczej elektrody. Elektrodę należy mierzyć co dwa dni i musi być ona dokładna. Zasadniczo gwarantowana długość robocza elektrody wynosi 1800–2000 mm. Nie dopuszcza się, aby była ona zbyt długa ani zbyt krótka.
2.2 Jeśli elektroda jest zbyt długa, można wydłużyć czas uwalniania ciśnienia i zmniejszyć stosunek elektrod w tej fazie.
2.3 Należy dokładnie sprawdzić jakość pasty elektrodowej. Zawartość popiołu nie może przekraczać określonej wartości.
2.4 Dokładnie sprawdź ilość powietrza dostarczanego do elektrody i położenie przekładni grzałki.
2.5 Po zaniku zasilania elektrodę należy utrzymywać w jak najwyższej temperaturze. Elektrodę należy przykryć materiałem zapobiegającym jej utlenianiu. Nie należy podnosić ładunku zbyt szybko po zaniku zasilania. W przypadku długotrwałego zaniku zasilania należy zastosować elektrodę podgrzewającą typu Y.
2.6 Jeżeli elektroda pęka kilka razy z rzędu, należy sprawdzić, czy jakość pasty elektrodowej spełnia wymagania procesu.
2.7 Po nałożeniu pasty należy przykryć elektrodę pokrywą, aby zapobiec przedostawaniu się kurzu.
2.8 Personel wykonujący czynności wymagające wysokich temperatur powinien nosić osobisty sprzęt ochronny odporny na wysokie temperatury i zachlapania.
Podsumowując
Produkcja węglika wapnia wymaga bogatego doświadczenia. Każdy piec do wytopu węglika wapnia ma swoją specyfikę i okres eksploatacji. Przedsiębiorstwo powinno podsumować pozytywne doświadczenia w procesie produkcyjnym, zwiększyć inwestycje w bezpieczną produkcję oraz dokładnie przeanalizować czynniki ryzyka miękkiego i twardego pęknięcia elektrody pieca do wytopu węglika wapnia. System zarządzania bezpieczeństwem elektrod, szczegółowe procedury operacyjne, wzmocnić profesjonalne szkolenie operatorów, stosować sprzęt ochronny zgodnie z wymaganiami, opracować plany awaryjne i plany szkoleń awaryjnych oraz przeprowadzać regularne ćwiczenia w celu skutecznej kontroli występowania awarii pieców do wytopu węglika wapnia i ograniczenia strat spowodowanych wypadkami.
Czas publikacji: 24-12-2019