Após mais de 80 anos de desenvolvimento, a indústria de carboneto de cálcio da China tornou-se uma importante indústria de matéria-prima química básica. Nos últimos anos, impulsionada pelo rápido desenvolvimento da economia doméstica e pela crescente demanda por carboneto de cálcio, a capacidade de produção nacional expandiu-se rapidamente. Em 2012, havia 311 empresas de carboneto de cálcio na China, com uma produção que atingiu 18 milhões de toneladas. No equipamento do forno de carboneto de cálcio, o eletrodo é um dos equipamentos importantes, desempenhando o papel de condução e transferência de calor. Na produção de carboneto de cálcio, uma corrente elétrica é introduzida no forno através de um eletrodo para gerar um arco elétrico, e o calor da resistência e o calor do arco são utilizados para liberar energia (temperatura de até cerca de 2000 °C) para a fundição do carboneto de cálcio. O funcionamento normal do eletrodo depende de fatores como a qualidade da pasta do eletrodo, a qualidade da carcaça do eletrodo, a qualidade da soldagem, o tempo de alívio da pressão e o tempo de trabalho do eletrodo. Durante o uso do eletrodo, o nível de habilidade do operador é relativamente rigoroso. A operação descuidada do eletrodo pode facilmente causar rupturas, tanto leves quanto graves, afetando a transmissão e conversão de energia elétrica, deteriorando as condições do forno e até mesmo danificando máquinas e equipamentos elétricos. Isso coloca em risco a vida e a segurança dos operadores. Por exemplo, em 7 de novembro de 2006, a ruptura leve de um eletrodo em uma fábrica de carboneto de cálcio em Ningxia causou queimaduras em 12 trabalhadores presentes no local, resultando em 1 morte e 9 ferimentos graves. Em 2009, a ruptura grave de um eletrodo em uma fábrica de carboneto de cálcio em Xinjiang causou queimaduras graves em cinco trabalhadores presentes no local.
Análise das causas de quebras suaves e bruscas em eletrodos de carboneto de cálcio para fornos.
1. Análise das causas da ruptura prematura do eletrodo de carboneto de cálcio do forno
A velocidade de sinterização do eletrodo é menor que a taxa de consumo. Após o eletrodo não sinterizado ser colocado no forno, ele pode quebrar-se suavemente. A falha em evacuar o forno a tempo pode causar queimaduras. As razões específicas para a quebra suave do eletrodo são:
1.1 Má qualidade da pasta do eletrodo e excesso de voláteis.
1.2 A chapa de ferro da carcaça do eletrodo é muito fina ou muito grossa. Se for muito fina, não suporta grandes forças externas e pode romper, causando dobras, vazamentos ou rupturas superficiais no corpo do eletrodo quando pressionado; se for muito grossa, impede o contato próximo entre a carcaça de ferro e o núcleo do eletrodo, podendo causar rupturas superficiais no núcleo.
1.3 A carcaça de ferro do eletrodo é mal fabricada ou a qualidade da soldagem é ruim, causando rachaduras, resultando em vazamento ou ruptura prematura.
1.4 O eletrodo é pressionado e inserido com muita frequência, o intervalo é muito curto ou o eletrodo é muito longo, causando uma ruptura suave.
1.5 Se a pasta de eletrodo não for adicionada a tempo, ou se a posição da pasta de eletrodo estiver muito alta ou muito baixa, isso causará a quebra do eletrodo.
1.6 A pasta do eletrodo é muito grande, o descuido ao adicioná-la, o apoio nas costelas e a posição acima da cabeça podem causar quebras suaves.
1.7 O eletrodo não está bem sinterizado. Quando o eletrodo é abaixado e após ser abaixado, a corrente não pode ser controlada adequadamente, de modo que a corrente fica excessiva, queimando a carcaça do eletrodo e causando sua quebra parcial.
1.8 Quando a velocidade de descida do eletrodo é maior que a velocidade de sinterização, os segmentos de pasta durante a moldagem ficam expostos, ou os elementos condutores estão prestes a ficar expostos, e a carcaça do eletrodo suporta toda a corrente, gerando muito calor. Quando a carcaça do eletrodo é aquecida acima de 1200 °C, sua resistência à tração diminui a ponto de não suportar o peso do eletrodo, podendo ocorrer uma ruptura parcial.
2. Análise das causas da quebra abrupta do eletrodo de carboneto de cálcio do forno
Quando o eletrodo se rompe, se o carboneto de cálcio fundido for espirrado, o operador não possui medidas de proteção e a falha em evacuar o local a tempo pode causar queimaduras. As razões específicas para a ruptura abrupta do eletrodo são:
2.1 A pasta de eletrodo geralmente não é armazenada adequadamente, o teor de cinzas é muito alto, mais impurezas são incorporadas, a pasta de eletrodo contém muito pouca matéria volátil, sinterização prematura ou má adesão, causando quebra difícil do eletrodo.
2.2 Diferentes proporções de pasta de eletrodo, baixa proporção de aglutinante, mistura irregular, baixa resistência do eletrodo e aglutinante inadequado. Após a fusão da pasta de eletrodo, a espessura das partículas se desprende, o que reduz a resistência do eletrodo e pode causar sua quebra.
2.3 Ocorrem muitas interrupções no fornecimento de energia, com frequentes paradas e retomadas. Em caso de falha de energia, as medidas necessárias não são tomadas, resultando em rachaduras e sinterização dos eletrodos.
2.4 Muita poeira cai na carcaça do eletrodo, especialmente após um longo período de inatividade, formando uma espessa camada de cinzas. Se não for limpa após a transmissão de energia, essa camada pode causar sinterização e delaminação do eletrodo, levando à sua ruptura.
2.5 O tempo de falha de energia é longo, e a seção de trabalho do eletrodo não fica imersa na carga e oxida severamente, o que também causará a quebra do eletrodo.
2.6 Os eletrodos estão sujeitos a resfriamento e aquecimento rápidos, resultando em grandes diferenças de tensão interna; por exemplo, a diferença de temperatura entre os eletrodos inseridos dentro e fora do material durante a manutenção; a diferença de temperatura entre o interior e o exterior do elemento de contato é grande; o aquecimento desigual durante a transmissão de energia pode causar rupturas bruscas.
2.7 O comprimento de trabalho do eletrodo é muito longo e a força de tração é excessiva, o que sobrecarrega o próprio eletrodo. Se a operação for feita de forma descuidada, pode até causar uma quebra brusca.
2.8 A quantidade de ar fornecida pelo tubo porta-eletrodo é muito pequena ou interrompida, e a quantidade de água de resfriamento é muito pequena, o que faz com que a pasta do eletrodo derreta demais e fique com consistência líquida, causando a precipitação de partículas de carbono, afetando a resistência da sinterização do eletrodo e causando sua quebra.
2.9 A densidade de corrente do eletrodo é alta, o que pode causar a quebra abrupta do eletrodo.
Contramedidas para evitar rupturas de eletrodos rígidos e flexíveis
1. Contramedidas para evitar a ruptura prematura do forno de carboneto de cálcio
1.1 Controlar adequadamente o comprimento de trabalho do eletrodo para atender aos requisitos da produção de carboneto de cálcio.
1.2 A velocidade de descida deve ser compatível com a velocidade de sinterização do eletrodo.
1.3 Verifique regularmente o comprimento do eletrodo e os procedimentos de endurecimento e maciez; você também pode usar uma barra de aço para levantar o eletrodo e ouvir o som. Se ouvir um som muito quebradiço, isso indica que o eletrodo está em boas condições. Se não ouvir um som quebradiço, o eletrodo está muito macio. Além disso, a sensação ao pressionar a barra de aço também é importante. Se não houver resistência ao pressionar a barra de aço, isso indica que o eletrodo está macio e a carga deve ser aplicada gradualmente.
1.4 Verifique regularmente a maturação do eletrodo (você pode avaliar a condição do eletrodo pela experiência; por exemplo, um bom eletrodo apresenta uma película ferrosa vermelho-escura; um eletrodo branco, com rachaduras internas e sem película ferrosa visível, está muito seco; um eletrodo que emite fumaça preta ou apresenta pontos pretos e brancos indica que a qualidade do eletrodo é ruim).
1.5 Inspecione regularmente a qualidade da soldagem da carcaça do eletrodo, uma seção para cada soldagem e uma seção para inspeção.
1.6 Verifique regularmente a qualidade da pasta do eletrodo.
1.7 Durante o período de inicialização e carregamento, a carga não deve ser aumentada muito rapidamente. A carga deve ser aumentada de acordo com a maturidade do eletrodo.
1.8 Verifique regularmente se a força de fixação do elemento de contato do eletrodo é adequada.
1.9 Meça regularmente a altura da coluna de pasta do eletrodo, não a deixe muito alta.
1.10 O pessoal envolvido em operações de alta temperatura deve usar equipamento de proteção individual resistente a altas temperaturas e respingos.
2. Contramedidas para evitar a quebra brusca do eletrodo do forno de carboneto de cálcio
2.1 Controle rigorosamente o comprimento de trabalho do eletrodo. O eletrodo deve ser medido a cada dois dias e a medida deve ser precisa. Geralmente, o comprimento de trabalho do eletrodo deve ser de 1800 a 2000 mm. Não é permitido que seja muito longo ou muito curto.
2.2 Se o eletrodo for muito comprido, pode-se prolongar o tempo de alívio de pressão e reduzir a proporção do eletrodo nesta fase.
2.3 Verifique rigorosamente a qualidade da pasta do eletrodo. O teor de cinzas não pode exceder o valor especificado.
2.4 Verifique cuidadosamente a quantidade de ar fornecida ao eletrodo e a posição da engrenagem do aquecedor.
2.5 Após a falha de energia, o eletrodo deve ser mantido o mais aquecido possível. O eletrodo deve ser coberto com material para evitar sua oxidação. A carga não deve ser aumentada muito rapidamente após o restabelecimento da energia. Quando o tempo de falha de energia for longo, utilize um eletrodo de pré-aquecimento elétrico do tipo Y.
2.6 Se o eletrodo quebrar várias vezes seguidas, deve-se verificar se a qualidade da pasta do eletrodo atende aos requisitos do processo.
2.7 Após a aplicação da pasta, o cilindro do eletrodo deve ser coberto com uma tampa para evitar a entrada de poeira.
2.8 O pessoal envolvido em operações de alta temperatura deve usar equipamento de proteção individual resistente a altas temperaturas e respingos.
para concluir
A produção de carboneto de cálcio exige vasta experiência. Cada forno de carboneto de cálcio possui características próprias ao longo do tempo. A empresa deve sintetizar a experiência adquirida no processo produtivo, investir fortemente em segurança na produção e analisar cuidadosamente os fatores de risco de ruptura, tanto por compressão quanto por ruptura total, dos eletrodos do forno de carboneto de cálcio. É fundamental implementar um sistema de gestão de segurança para os eletrodos, procedimentos operacionais detalhados, treinamento especializado para os operadores, uso rigoroso de equipamentos de proteção individual (EPIs) de acordo com as normas, planos de emergência e treinamentos para situações de acidente, além de exercícios regulares para controlar eficazmente a ocorrência de acidentes no forno de carboneto de cálcio e reduzir as perdas decorrentes desses acidentes.
Data da publicação: 24 de dezembro de 2019