浅谈密闭电石炉的电极管理

浅谈密闭电石炉的电极管理

马明

新疆中泰矿冶有限公司 新疆昌吉 831500

摘要：电极的正常运行，取决于电极糊的质量、电极筒的质量、焊接质量、压放时间的长短、电极的工作长度等。以上各因素是相互制约、相互影响的，其中一个因素可能影响到其它因素，这就要求操作人员要懂得自焙电极的客观规律。对电极糊的质量要求、电极把持器、压放装置、电极筒、电极的长短软硬、电极焙烧过程的变化等要有很好的掌握，以防电极事故的发生。只有掌握了以上的内容，一旦出现事故，才能及时、迅速、准确地对电极事故进行处理，尽快恢复生产。以下就对上述影响电极的一些因素做个简要的介绍。

关键词：密闭电石炉；电极管理；

一、密闭电石炉的电极管理

1.电极的焙烧过程及温度分布。电极焙烧的变化过程中呈无明显的界限，但根据焙烧温度及部位，大体可分为三个阶段，这个过程是在无外在压力，单靠电极糊本身重量下进行的。（1）软化阶段。此时固体电极糊开始熔化，电阻增大，机械强度显著下降，最后电极糊全部熔化成为液体，此阶段位置大约在导电铜瓦上端500mm处，温度为100℃～250℃。（2）挥发阶段。此时的电极糊充分的熔化，挥发物大量挥发，逐渐趋向于烧结，机械强度不断的增加，电阻下降，此阶段位置大约在锥形环部位，温度在650℃～750℃。（3）烧结阶段。在此阶段，仍有少量的挥发物继续挥发，并开始进一步烧结，导电性能大大增加，最后具备一定的机械强度和导电性，可供压放使用，此阶段位置大约在导电铜瓦下端向上200mm～400mm处，温度可达800℃～1000℃甚至更高一些。在这样的温度下，碳分子结构逐步发生改变而趋向于更加有规则地排列成石墨的分子结构，同时导电性能也有了进一步的提高。

2.电极烧结质量好坏的判断。如发现放下的电极表面呈灰白色，暗而不红或微红说明电极焙烧良好；如放下的电极表面发红则说明电极已过烧；如表面发黑则证明电极焙烧不足。也可以用圆钢去戳试电极，若很硬能弹回说明电极已过烧，若有弹性说明正常，若松软说明电极欠烧。

3.电极的压放。在正常生产中，控制压放电极的时间间隔，以保证电极的压放长度应与消耗长度相平衡。电极太软应采取少压勤压或推迟压放时间，太干则采取勤压、多压的方法。在压放电极时还应该注意负荷的降低与增加，由于炉面温度较高，放电极时从接触元件中暴露出来的铁壳很容易烧掉，压放电极时，如电极太软，大量的电流将会沿着电极表面通过，可能会产生因电流冲击而烧坏电极壳，故在一般的情况下，压电极时必须降低负荷，压放电极后不要一下子恢复满负荷。合理合适的电流才能保证正常的焙烧速度，精心操作，根据负荷、产量、质量找到电极消耗与焙烧速度的平衡点，确保电极工作端长度在正常的工作范围内。电极安全压放长度L=4.3×10-9×A2（mm/h），电极最大压放长度Lmax=5.3×10-9×A2（mm/h）。

4.电极的工作端长度和埋入深度。在正常操作时，只有保持合适的电极入炉深度，才能保证电极正常合适的消耗，一般电极入炉深度为电极直径的（0.8～1.1）倍。若电极与炉底的距离太近，则电极周围的坩埚壳吃料口小，炉料不易进去，这样热效率就低了，同时反应区的一氧化碳不易排出，易引起喷料带去热量；电极与炉底的距离适当，炉料可以经过一定的预热熔融等，热量得到充分的利用，可达到高炉温的目的；电极与炉底的距离过大，硬壳层延长到近于炉底，出炉时炉眼很难打开，同时料面与电极端的距离又短，炉料的预热不够，还有大量的生料落入熔池，热量损失大。从上面的三种情况可以看出，电极控制在适当的位置是十分重要的，我们平时操作时，若发现电极位置高了，就要设法让电极座下去，若发现电极入炉深了，则要设法把电极位置提高一点。

5.停电后的电极保护。对于短时间的停电检修设备，应将电极落到下限位，用红料将电极捂好，尽量减少电极的温度损失，防止电极被氧化，避免再次送电时发生硬断事故。长时间停电时，应提前做好策划，尽量缩短电极，以便为送电时创造良好的条件。加强日常电极的测量，特别是遇到降负荷或停电机会时一定要测准电极。综上所述，对于电极的掌握和控制，必须要做到精心操作，定期观测电极，加强电炉的巡检，使电极的焙烧质量和入炉深度做到心中有数，炉况经常保持在正常稳定状态下生产。这就要求我们在平时操作时要做到以下几点：电极深入料层深度为电极直径的0.8～1.1倍左右，电极工作端长度不宜过长，料层透气性良好，表面无红料，料层均匀下沉，无喷料现象，每次压放电极时均顺利，压放电极的时间间隔不应超过最大安全压放时间间隔，电极焙烧与消耗相平衡，无过烧欠烧等现象，不发生电极事故，确保生产的顺利进行。

二、电极常见故障及预防措施

1.电极的硬断。（1）造成电极硬断的原因电极糊所含的灰分过高，平时保管不妥，夹带进杂质较多，电极糊所含之挥发分过少，过早烧结或粘结性差，引起电极硬断。停电次数多，经常停停开开，在停电时没有采取必要的措施，会造成电极开裂和烧结分层。电极壳内落入粉尘较多。（2）预防电极硬断的方法。严格掌握电极工作长度。严格检查电极糊质量，其所含之灰分不能超过规定，电极糊灰分≤4%，灰分越小越好。正常生产时不允许灰尘落入电极壳内，尤其是检修时，一定要把电极壳内的灰尘清扫干净。认真检查电极的送风量和导电板的冷却水温，其进水温度一般保持，出水温度保持。电极送风量不能过小，防治电极糊融化过快，形成离析分层。加强设备维护，提高检修质量，减少计划外停电。停电后特别是在冬季，要立即用热料将电极四周培上，以达到保温和防氧化的目的。送电后，负荷不要提升过快。若停电时间较长，将变压器接线方式改为“Y”形预热电极，防止电极硬断。

2.电极漏糊。电极中融化后的液态电极糊，从破损的电极筒处流出，这类事故称为漏糊漏糊预防措施及处理方法发生漏糊事件应立即停电，把事故损失降低到最小程度。如果流糊的孔洞在铜瓦外，可用石棉堵塞，再用铁板焊死，然后焙烧电极。如果漏糊的孔洞在铜瓦内，需将铜瓦拆除下方电极，露出孔洞，进行处理，加装电极糊，进行焙烧。

3.电极的软断。造成电极软断的原因：（1）电极糊挥发份过高或比电阻超标。（2）电极壳铁板太薄或太厚。（3）电极铁壳制作不良或焊接质量不好，引起破裂，就导致漏糊或软断。（4）放电极时没降低负荷或降低得太少，放电极后负荷增加得太快也会引起电极软断。电极软断的应急处理方法：（1）一旦发现电极软断，应立即停电，操作人员应立即疏散，迅速将电极压下，深入炉内，设法不使电极糊外流，并迅速松开电极使其和断头相连接，把电极附近的电极糊撬开扒掉，然后送电，以低负荷焙烧。软断的那一相电极不允许提升，负荷可根据电极焙烧情况而增加，大约6－8小时可焙烧好。（2）如果断头接不上，而电极糊已干涸，无流动的可能，此时将电极再放出一些（数量根据电极尺寸决定）。低负荷焙烧好，方法同前。（3）如果电极头接不上，电极糊很稀，还可能大量涌出或电极糊流出太多，近于流空，此时应再焊一节有底的铁壳与新炉开炉采用的电极头相似，加以新电极糊，仍按前法焙烧，但应特别注意电极送风量和导电板的冷却水量。

在电石生产中，搞好电极的管理是我们搞好电石安全生产的重中之重。只有保证电极正常，才能办证电石炉生产的正常。在电极的管理中要求，操作人员积累工作经验，加强对电极异常的敏感性，加强对原料的控制，严把电极糊质量，确保电石炉生产安全。

参考文献：

[1]熊谟远．《电石生产及其深加工产品》---化学工业出版社。2019.6 .