Sau hơn 80 năm phát triển, ngành công nghiệp canxi cacbua của Trung Quốc đã trở thành một ngành công nghiệp nguyên liệu hóa chất cơ bản quan trọng. Trong những năm gần đây, được thúc đẩy bởi sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế trong nước và nhu cầu ngày càng tăng đối với canxi cacbua ở các ngành công nghiệp chế biến, năng lực sản xuất canxi cacbua trong nước đã mở rộng nhanh chóng. Năm 2012, Trung Quốc có 311 doanh nghiệp sản xuất canxi cacbua, sản lượng đạt 18 triệu tấn. Trong thiết bị lò luyện canxi cacbua, điện cực là một trong những thiết bị quan trọng, đóng vai trò dẫn nhiệt và truyền nhiệt. Trong sản xuất canxi cacbua, dòng điện được đưa vào lò thông qua điện cực để tạo ra hồ quang, và nhiệt điện trở cùng nhiệt hồ quang được sử dụng để giải phóng năng lượng (nhiệt độ lên đến khoảng 2000°C) cho quá trình nấu chảy canxi cacbua. Hoạt động bình thường của điện cực phụ thuộc vào các yếu tố như chất lượng bột điện cực, chất lượng vỏ điện cực, chất lượng hàn, thời gian xả áp và thời gian làm việc của điện cực. Trong quá trình sử dụng điện cực, trình độ vận hành của người điều khiển tương đối nghiêm ngặt. Việc vận hành điện cực không cẩn thận có thể dễ dàng gây ra hiện tượng gãy mềm hoặc gãy cứng điện cực, ảnh hưởng đến việc truyền tải và chuyển đổi năng lượng điện, làm suy giảm tình trạng lò nung, thậm chí gây hư hỏng máy móc và thiết bị điện. Điều này cũng ảnh hưởng đến an toàn tính mạng của người vận hành. Ví dụ, vào ngày 7 tháng 11 năm 2006, một vụ gãy mềm điện cực xảy ra tại một nhà máy sản xuất canxi cacbua ở Ninh Hạ, khiến 12 công nhân tại hiện trường bị bỏng, trong đó có 1 người chết và 9 người bị thương nặng. Năm 2009, một vụ gãy cứng điện cực xảy ra tại một nhà máy sản xuất canxi cacbua ở Tân Cương, khiến 5 công nhân tại hiện trường bị bỏng nặng.
Phân tích nguyên nhân gây ra hiện tượng gãy mềm và gãy cứng của điện cực lò nung canxi cacbua.
1. Phân tích nguyên nhân gây gãy mềm điện cực lò nung canxi cacbua
Tốc độ thiêu kết của điện cực thấp hơn tốc độ tiêu hao. Sau khi điện cực chưa nung được đặt xuống, nó sẽ gây ra hiện tượng gãy mềm. Nếu không kịp thời sơ tán người vận hành lò có thể gây bỏng. Các nguyên nhân cụ thể dẫn đến hiện tượng gãy mềm của điện cực là:
1.1 Chất lượng bột điện cực kém và hàm lượng chất dễ bay hơi quá cao.
1.2 Tấm sắt vỏ điện cực quá mỏng hoặc quá dày. Quá mỏng không chịu được lực tác động lớn và dễ bị vỡ, khiến thân điện cực bị gập hoặc rò rỉ và bị gãy mềm khi ấn xuống; quá dày khiến vỏ sắt và lõi điện cực không tiếp xúc chặt chẽ với nhau và lõi có thể bị gãy mềm.
1.3 Vỏ điện cực sắt được sản xuất kém chất lượng hoặc chất lượng hàn kém, gây ra các vết nứt, dẫn đến rò rỉ hoặc gãy mềm.
1.4 Điện cực bị ấn và đặt quá thường xuyên, khoảng thời gian giữa các lần ấn quá ngắn, hoặc điện cực quá dài, gây ra hiện tượng đứt gãy nhẹ.
1.5 Nếu không thêm keo điện cực kịp thời, vị trí keo điện cực sẽ quá cao hoặc quá thấp, dẫn đến điện cực bị gãy.
1.6 Lượng keo điện cực quá lớn, thao tác thêm keo bất cẩn, để keo dính vào các gờ và bị quá cao, có thể gây ra hiện tượng gãy mềm.
1.7 Điện cực không được nung kết tốt. Khi hạ điện cực xuống và sau khi hạ xuống, dòng điện không được kiểm soát đúng cách, dẫn đến dòng điện quá lớn, làm cháy vỏ điện cực và điện cực bị gãy mềm.
1.8 Khi tốc độ hạ điện cực nhanh hơn tốc độ thiêu kết, các đoạn dán trong quá trình tạo hình bị lộ ra, hoặc các phần tử dẫn điện sắp bị lộ ra, vỏ điện cực phải chịu toàn bộ dòng điện và sinh ra rất nhiều nhiệt. Khi vỏ điện cực bị nung nóng trên 1200°C, độ bền kéo giảm xuống không thể chịu được trọng lượng của điện cực, sẽ xảy ra hiện tượng gãy mềm.
2. Phân tích nguyên nhân gây gãy cứng điện cực lò nung canxi cacbua
Khi điện cực bị gãy, nếu canxi cacbua nóng chảy bắn tung tóe, người vận hành không có biện pháp bảo vệ nào và nếu không kịp thời sơ tán có thể bị bỏng. Các nguyên nhân cụ thể dẫn đến việc điện cực bị gãy đột ngột là:
2.1 Bột điện cực thường không được bảo quản đúng cách, hàm lượng tro quá cao, lẫn nhiều tạp chất, bột điện cực chứa quá ít chất dễ bay hơi, bị thiêu kết sớm hoặc độ bám dính kém, dẫn đến điện cực bị gãy cứng.
2.2 Tỷ lệ bột điện cực khác nhau, tỷ lệ chất kết dính thấp, trộn không đều, độ bền điện cực kém và chất kết dính không phù hợp. Sau khi bột điện cực tan chảy, độ dày của các hạt sẽ bị tách lớp, làm giảm độ bền điện cực và có thể gây ra hiện tượng điện cực bị gãy.
2.3 Thường xuyên xảy ra sự cố mất điện, nguồn điện thường xuyên bị ngắt và bật lại. Trong trường hợp mất điện, các biện pháp cần thiết không được thực hiện, dẫn đến hiện tượng nứt và thiêu kết điện cực.
2.4 Có rất nhiều bụi rơi vào vỏ điện cực, đặc biệt là sau một thời gian dài ngừng hoạt động, một lớp tro dày sẽ tích tụ trong vỏ sắt điện cực. Nếu không được làm sạch sau khi truyền tải điện, nó sẽ gây ra hiện tượng thiêu kết và bong tróc điện cực, dẫn đến gãy cứng điện cực.
2.5 Thời gian mất điện kéo dài, và phần làm việc của điện cực không được ngâm trong chất tải và bị oxy hóa nghiêm trọng, điều này cũng sẽ gây ra hiện tượng điện cực bị gãy vỡ nghiêm trọng.
2.6 Các điện cực phải chịu quá trình làm nguội nhanh và làm nóng nhanh, dẫn đến sự chênh lệch ứng suất bên trong lớn; ví dụ, sự chênh lệch nhiệt độ giữa các điện cực được đặt bên trong và bên ngoài vật liệu trong quá trình bảo trì; sự chênh lệch nhiệt độ giữa bên trong và bên ngoài phần tử tiếp xúc lớn; sự gia nhiệt không đều trong quá trình truyền tải điện có thể gây ra hiện tượng đứt gãy cứng.
2.7 Chiều dài làm việc của điện cực quá dài và lực kéo quá lớn, gây áp lực lên chính điện cực. Nếu thao tác không cẩn thận, có thể dẫn đến gãy vỡ nghiêm trọng.
2.8 Lượng không khí được cung cấp bởi ống giữ điện cực quá ít hoặc bị tắc nghẽn, và lượng nước làm mát quá ít, khiến cho hỗn hợp điện cực bị chảy quá nhiều và trở nên giống như nước, gây ra hiện tượng kết tủa vật liệu carbon dạng hạt, ảnh hưởng đến độ bền thiêu kết của điện cực và khiến điện cực bị gãy cứng.
2.9 Mật độ dòng điện cực lớn có thể gây ra hiện tượng điện cực bị gãy đột ngột.
Các biện pháp đối phó để tránh gãy điện cực mềm và điện cực cứng
1. Các biện pháp phòng tránh hiện tượng vỡ mềm lò nung canxi cacbua
1.1 Kiểm soát chiều dài làm việc của điện cực một cách hợp lý để đáp ứng yêu cầu sản xuất canxi cacbua.
1.2 Tốc độ hạ phải tương thích với tốc độ thiêu kết điện cực.
1.3 Thường xuyên kiểm tra chiều dài điện cực và độ cứng mềm của nó; bạn cũng có thể dùng thanh thép để nhấc điện cực lên và lắng nghe âm thanh. Nếu nghe thấy âm thanh giòn, chứng tỏ điện cực đã cứng chắc. Nếu âm thanh không giòn, điện cực còn quá mềm. Ngoài ra, cảm giác khi chạm vào cũng khác. Nếu thanh thép không có độ đàn hồi khi gia cố, chứng tỏ điện cực còn mềm và cần phải tăng tải từ từ.
1.4 Thường xuyên kiểm tra độ chín của điện cực (bạn có thể đánh giá tình trạng điện cực bằng kinh nghiệm, ví dụ như điện cực tốt có lớp vỏ màu đỏ sẫm hơi có lớp sắt; điện cực có màu trắng, có vết nứt bên trong và không thấy lớp vỏ sắt, quá khô, điện cực phát ra khói đen, có chấm đen trắng, chất lượng điện cực mềm).
1.5 Thường xuyên kiểm tra chất lượng hàn của vỏ điện cực, mỗi mối hàn một đoạn và một đoạn để kiểm tra.
1.6 Thường xuyên kiểm tra chất lượng của hỗn hợp điện cực.
1.7 Trong giai đoạn khởi động và tải, không được tăng tải quá nhanh. Tải nên được tăng theo độ ổn định của điện cực.
1.8 Thường xuyên kiểm tra xem lực kẹp của phần tử tiếp xúc điện cực có phù hợp hay không.
1.9 Thường xuyên đo chiều cao của cột bột điện cực, không được quá cao.
1.10 Nhân viên tham gia các hoạt động ở nhiệt độ cao cần phải mặc trang phục bảo hộ cá nhân có khả năng chịu được nhiệt độ cao và tia bắn.
2. Các biện pháp khắc phục để tránh hiện tượng gãy vỡ đột ngột của điện cực lò nung canxi cacbua
2.1 Nắm vững chiều dài làm việc của điện cực. Điện cực phải được đo hai ngày một lần và phải chính xác. Nói chung, chiều dài làm việc của điện cực phải đảm bảo trong khoảng 1800-2000mm. Không được quá dài hoặc quá ngắn.
2.2 Nếu điện cực quá dài, bạn có thể kéo dài thời gian xả áp và giảm tỷ lệ điện cực trong giai đoạn này.
2.3 Kiểm tra nghiêm ngặt chất lượng bột điện cực. Hàm lượng tro không được vượt quá giá trị quy định.
2.4 Kiểm tra cẩn thận lượng khí cung cấp cho điện cực và vị trí bánh răng của bộ gia nhiệt.
2.5 Sau khi mất điện, điện cực cần được giữ ở nhiệt độ càng cao càng tốt. Điện cực cần được chôn lấp bằng vật liệu để ngăn ngừa quá trình oxy hóa. Không được tăng tải quá nhanh sau khi khôi phục điện. Khi thời gian mất điện kéo dài, hãy chuyển sang sử dụng điện cực gia nhiệt sơ bộ kiểu Y.
2.6 Nếu điện cực bị gãy cứng nhiều lần liên tiếp, cần kiểm tra xem chất lượng bột điện cực có đáp ứng yêu cầu quy trình hay không.
2.7 Sau khi cho keo vào, cần đậy nắp ống điện cực để tránh bụi rơi vào.
2.8 Nhân viên tham gia các hoạt động ở nhiệt độ cao cần phải mặc trang phục bảo hộ cá nhân có khả năng chịu được nhiệt độ cao và tia bắn.
tóm lại
Việc sản xuất canxi cacbua đòi hỏi kinh nghiệm sản xuất phong phú. Mỗi lò canxi cacbua đều có những đặc điểm riêng theo thời gian. Doanh nghiệp cần tổng kết kinh nghiệm có lợi trong quá trình sản xuất, tăng cường đầu tư vào sản xuất an toàn và phân tích kỹ lưỡng các yếu tố rủi ro gây ra hiện tượng gãy mềm và gãy cứng của điện cực lò canxi cacbua. Cần có hệ thống quản lý an toàn điện cực, quy trình vận hành chi tiết, tăng cường đào tạo chuyên môn cho người vận hành, bắt buộc sử dụng thiết bị bảo hộ theo đúng yêu cầu, lập kế hoạch ứng phó sự cố và kế hoạch huấn luyện ứng phó khẩn cấp, đồng thời tiến hành diễn tập thường xuyên để kiểm soát hiệu quả sự cố lò canxi cacbua và giảm thiểu thiệt hại do tai nạn.
Thời gian đăng bài: 24/12/2019