После более чем 80 лет развития китайская промышленность по производству карбида кальция стала важной отраслью по производству базового химического сырья. В последние годы, благодаря быстрому развитию национальной экономики и растущему спросу на карбид кальция, производственные мощности страны по его выпуску быстро расширились. В 2012 году в Китае насчитывалось 311 предприятий по производству карбида кальция, а объем производства достиг 18 миллионов тонн. В оборудовании печи для производства карбида кальция электрод является одним из важных элементов, выполняющим функцию теплопроводности и теплопередачи. В процессе производства карбида кальция электрический ток подается в печь через электрод для генерации дуги, а теплота сопротивления и теплота дуги используются для выделения энергии (температура до 2000 °C) для плавки карбида кальция. Нормальная работа электрода зависит от таких факторов, как качество электродной пасты, качество оболочки электрода, качество сварки, длительность сброса давления и длительность работы электрода. При работе с электродом уровень квалификации оператора должен быть достаточно высоким. Неосторожное обращение с электродом может легко привести к его поломке (как мягкой, так и твердой), повлиять на передачу и преобразование электрической энергии, ухудшить состояние печи и даже повредить оборудование и электротехнику, угрожая жизни оператора. Например, 7 ноября 2006 года на заводе по производству карбида кальция в Нинся произошел обрыв мягкого электрода, в результате чего 12 рабочих получили ожоги, 1 погиб и 9 получили серьезные травмы. В 2009 году на заводе по производству карбида кальция в Синьцзяне произошел обрыв твердого электрода, в результате чего пять рабочих получили серьезные ожоги.
Анализ причин мягкого и твердого разрушения электрода печи из карбида кальция.
1. Анализ причин мягкого разрушения электрода печи из карбида кальция.
Скорость спекания электрода ниже скорости его расхода. После того, как необожженный электрод будет уложен, он начнет мягко разрушаться. Несвоевременная эвакуация оператора печи может привести к ожогам. Конкретные причины мягкого разрушения электрода:
1.1 Низкое качество электродной пасты и избыток летучих веществ.
1.2. Железный лист корпуса электрода слишком тонкий или слишком толстый. Слишком тонкий, чтобы выдерживать большие внешние нагрузки и разрушаться, что может привести к складыванию или протечке корпуса электрода и его мягкому разрушению при нажатии; слишком толстый, чтобы железный корпус и сердечник электрода не находились в плотном контакте друг с другом, что может привести к мягкому разрушению сердечника.
1.3 Корпус электрода изготовлен некачественно или качество сварки низкое, что приводит к образованию трещин, утечкам или мягкому разрушению.
1.4 Электрод прижимается и устанавливается слишком часто, интервал между нажатиями слишком короткий или электрод слишком длинный, что приводит к мягкому разрыву.
1.5 Если электродная паста не будет добавлена вовремя, ее количество окажется слишком большим или слишком малым, что приведет к поломке электрода.
1.6 Слишком большой объем электродной пасты, неосторожное нанесение пасты, опора на ребра и нахождение над головой могут привести к мягкому разрушению электрода.
1.7 Электрод плохо спечен. При опускании электрода и после него ток не может быть должным образом отрегулирован, в результате чего ток становится слишком большим, что приводит к обгоранию электрода и его мягкому разрушению.
1.8 Когда скорость опускания электрода превышает скорость спекания, сегменты пасты в процессе формования обнажаются или проводящие элементы находятся на грани обнажения, корпус электрода принимает на себя весь ток и выделяет много тепла. При нагреве корпуса электрода выше 1200 °C прочность на растяжение снижается до уровня, когда он не может выдержать вес электрода, что приводит к разрыву.
2. Анализ причин поломки электрода печи из карбида кальция.
При поломке электрода и попадании расплавленного карбида кальция на него, у оператора отсутствуют защитные меры, и несвоевременная эвакуация может привести к ожогам. Конкретные причины поломки электрода следующие:
2.1 Электродная паста обычно хранится неправильно, содержание золы слишком высокое, происходит попадание большого количества примесей, содержание летучих веществ в электродной пасте слишком низкое, происходит преждевременное спекание или плохая адгезия, что приводит к разрушению электрода.
2.2 Различные соотношения компонентов электродной пасты, низкое содержание связующего, неравномерное смешивание, низкая прочность электрода и неподходящее связующее. После расплавления электродной пасты происходит расслоение частиц, что снижает прочность электрода и может привести к его разрушению.
2.3. Происходят частые отключения электроэнергии, и подача электроэнергии часто прерывается и возобновляется. В случае отключения электроэнергии необходимые меры не принимаются, что приводит к растрескиванию и спеканию электродов.
2.4 В оболочку электрода попадает много пыли, особенно после длительного простоя, в железной оболочке электрода накапливается толстый слой золы. Если его не очистить после передачи электроэнергии, это приведет к спеканию и расслоению электрода, что вызовет его поломку.
2.5 Длительное время отключения электроэнергии приводит к тому, что рабочая часть электрода не полностью погружается в заряд и сильно окисляется, что также может привести к разрушению электрода.
2.6 Электроды подвергаются быстрому охлаждению и быстрому нагреву, что приводит к значительным внутренним перепадам напряжений; например, разница температур между электродами, вставленными внутрь и наружу материала во время технического обслуживания; большая разница температур между внутренней и внешней сторонами контактного элемента; неравномерный нагрев во время передачи мощности может привести к твердому разрыву.
2.7 Рабочая длина электрода слишком велика, а усилие вытягивания слишком велико, что создает нагрузку на сам электрод. При неосторожном обращении это также может привести к его поломке.
2.8 Слишком малое или перекрытое количество воздуха, подаваемого через трубку держателя электрода, а также слишком малое количество охлаждающей воды приводит к чрезмерному расплавлению электродной пасты и ее превращению в воду, вызывая осаждение частиц углерода, что влияет на прочность спекания электрода и приводит к его разрушению.
2.9 Плотность тока на электроде высока, что может привести к твердому разрушению электрода.
Меры противодействия поломкам мягких и твердых электродов
1. Меры противодействия для предотвращения мягкого разрушения печи для карбида кальция.
1.1. Необходимо надлежащим образом контролировать рабочую длину электрода в соответствии с требованиями производства карбида кальция.
1.2 Скорость опускания должна соответствовать скорости спекания электрода.
1.3 Регулярно проверяйте длину электрода, а также мягкость и жесткость материала; можно также использовать стальной стержень, чтобы поднять электрод и прислушаться к звуку. Если вы слышите очень хрустящий звук, это свидетельствует о исправности электрода. Если хрустящего звука нет, электрод слишком мягкий. Кроме того, ощущения также могут отличаться. Если стальной стержень не проявляет упругости при натяжении, это говорит о том, что электрод мягкий, и нагрузку следует нагружать медленно.
1.4 Регулярно проверяйте состояние электрода (о состоянии электрода можно судить по опыту: хороший электрод имеет темно-красную, слегка железистую пленку; электрод белый, с внутренними трещинами, без видимой железистой пленки, слишком сухой, электрод дымит черным дымом, черные или белые точки указывают на мягкость электрода).
1.5 Регулярно проверяйте качество сварки оболочки электрода, по одному участку для каждого сварного шва и один участок для осмотра.
1.6 Регулярно проверяйте качество электродной пасты.
1.7 В период включения и загрузки нагрузки ее нельзя увеличивать слишком быстро. Нагрузку следует увеличивать в соответствии со степенью зрелости электрода.
1.8 Регулярно проверяйте, соответствует ли усилие зажима контактного элемента электрода требуемым параметрам.
1.9 Регулярно измеряйте высоту столбика электродной пасты, не допуская ее чрезмерного увеличения.
1.10 Персонал, задействованный в работах при высоких температурах, должен носить средства индивидуальной защиты, устойчивые к высоким температурам и брызгам.
2. Меры противодействия для предотвращения поломки электрода печи из карбида кальция.
2.1 Строго соблюдайте рабочую длину электрода. Измерение длины электрода необходимо проводить каждые два дня, и результаты должны быть точными. Как правило, рабочая длина электрода должна составлять 1800-2000 мм. Она не должна быть слишком большой или слишком маленькой.
2.2 Если электрод слишком длинный, можно увеличить время сброса давления и уменьшить долю электрода на этом этапе.
2.3. Необходимо строго контролировать качество электродной пасты. Содержание золы не должно превышать установленное значение.
2.4 Тщательно проверьте количество воздуха, подаваемого к электроду, и положение регулятора нагревателя.
2.5 После отключения электроэнергии электрод следует поддерживать в максимально горячем состоянии. Электрод необходимо засыпать материалом, чтобы предотвратить его окисление. После передачи электроэнергии нельзя слишком быстро увеличивать нагрузку. При длительном отключении электроэнергии следует перейти на электрод предварительного нагрева Y-образного типа.
2.6 Если электрод несколько раз подряд ломается, необходимо проверить, соответствует ли качество электродной пасты технологическим требованиям.
2.7 После нанесения пасты электродный цилиндр следует накрыть крышкой, чтобы предотвратить попадание пыли внутрь.
2.8 Персонал, задействованный в работах при высоких температурах, должен носить средства индивидуальной защиты, устойчивые к высоким температурам и брызгам.
в заключение
Производство карбида кальция требует богатого производственного опыта. Каждая печь для карбида кальция имеет свои особенности, сформировавшиеся за определенный период времени. Предприятие должно обобщить накопленный опыт в производственном процессе, усилить инвестиции в безопасное производство и тщательно проанализировать факторы риска мягкого и твердого разрушения электродов печи для карбида кальция. Необходимо внедрить систему управления безопасностью электродов, подробные инструкции по эксплуатации, усилить профессиональную подготовку операторов, строго соблюдать требования к использованию защитного снаряжения, разработать планы действий в чрезвычайных ситуациях и планы аварийно-спасательных работ, а также проводить регулярные учения для эффективного контроля возникновения аварий в печах для карбида кальция и снижения потерь от аварий.
Дата публикации: 24 декабря 2019 г.