摆臂式开堵炉眼机在大型密闭电石炉中的应用

摆臂式开堵炉眼机在大型密闭电石炉中的应用

孙健

锦州天晟重工有限公司

摘要:在大型密闭电石炉生产过程中,如何减少出炉工的工作强度,增加自动化和机械化水平,降低操作工人的危险系数，渐渐成为了许多电石炉生产企业急需解决的问题,本文主要针对大型密闭电石炉出炉技术，探讨摆臂式开堵炉眼机在大型密闭电石炉应用的必要性和可行性。

关键词:大型密闭电石炉、摆臂式开堵炉眼机

一、前言

电石炉的设备和技术已经进入了自动化、大型化、节能环保化的时期，在电石生产工作中,出炉工作是最危险的工作,也是最累的工作,其中开堵炉眼操作是电石生产中非常危险的工作。怎么提高和完善出炉工的操作条件，关系到众多电石企业的安全生产的目标。

我国在大型密闭电石炉出炉方面已增加了新设备与新工艺的研制，并且不断有大量新技术、新装备投入使用。但大型密闭电石炉作为传统的高能耗、高污染行业，其出炉方面技术依然延用着原有的人工手动操作方式。主要的原因是本身属于技术粗放型，绝大多数是中小企业经营，科技投入严重不足。

少数电石生产及设备制造企业引进了一些国外铁合金电炉开堵眼机技术，并应用于电石开堵眼生产中，由于这些企业自身对先进的技术认识有限，所以在改进吸收过程中，没有提不出更为适合电石开堵眼生产要求的设备，以致实际改进的设备并不完全适合电石的开堵炉眼需求。同时这些企业缺乏与同行的交流，以致于较少应用于电石生产中的开堵眼机，也多数被停滞起来。

二、传统出炉方式

目前大型密闭电石炉生产的开堵炉眼过程，大多数采用半人工、半手动的形式,具体操作分为以下几个步骤(绝大多数电石炉开堵炉眼操作没有太大差异)。

打开电石炉炉眼 ①用移动烧穿器将炉眼在外围较难开的炉眼烧开,烧开后用圆钢棍来回拉捅。保证电石流出过程中不能影响电极电流变化。②以上工作做好后，再用粗点的圆钢棍烧开并深捅浅带,这种方法会增加该相电极负荷,导致电极上抬和塌料,影响炉况,这种方法在实际使用中较少应用。③使用氧气将炉眼吹开,这种方法会导致塌眼,产生多个电石眼位,造成炉眼难堵。是在特殊情况下使用的。

堵上电石炉炉眼①还是先用移动烧穿器对电石炉眼位进行修整,修整的形状应为内喇叭形,即内眼小,外口大。②堵电石炉炉眼时尽量选择大小,干湿合适的泥球用平托铲慢慢的送至炉口,然后使用堵口专用工具轻轻推到深处,连续用两个以上泥球堵住炉眼后再用其余泥球堵实堵深,直到不流电石和铁水为止。

一般情况下，每次电石的出炉时长约为18-25分钟。时间绝对不能太长,只有这样才能保证电炉对炉内电石有足够的冶炼时间。为了保证生产能平稳,出炉和次数绝对不能少于7次/班,平均大约一个小时左右，开堵炉眼进行一次。

出炉时的电石温度高达2100摄氏度左右,常规的手工操作方式存在诸多的危险因素:①人员的烧伤:由于操作工人的操作水平、熟练程度达不到要求,在开堵炉眼过程中极易造成电石迸溅,特别是在吹氧过程中,更容易造成操作工人烧伤。每年在密闭电石炉的事故当中,由于开堵炉眼造成的事故占总事故比例的60%左右。②设备的损坏:由于开堵炉眼转换工作十分频率,极容易出现跑眼现象,高温流动的电石可瞬间烧坏电石锅、电石车、出炉钢道以及很多炉前设备。③降负荷或停炉:由于大型密闭电石炉跑眼,造成大量电石堆积在炉前,人工清理工作强度非常大,如果在短时间内无法清理完，会直接影响下一次的出炉,所以只能采取降负荷的措施。如果长时间清理不掉或者造成炉前设备损坏,甚至会停炉来修补炉前设备及炉眼,完成后才能正常开车，这样会对大型电石炉的生产，造成极大的损失。

三、轨道小车式开堵眼机的应用

电石炉出炉工作的手工操作,不论给操作人员还是出炉设备都带来了诸多的不利。从上世纪80年代起，国外就研制了铁合金电炉自动开堵眼机，主要为小车轨道式结构，具体分为全气动、全液压及气液联动三种形式。

锰硅电炉与电石炉的冶炼工艺大体相同,在电炉的选型上也没有太大的差别,正常生产的电炉出炉频率大约都是1个小时1次。电石的熔点为2300℃左右,而锰硅矿石的熔点为1500℃左右,两种产品冶炼温度的不同,也导致了两种电炉在电炉结构和控制上并不完全相同。

液态电石比液态硅锰的流动性要差很多,在出炉过程中,外部的电石遇冷凝固,加上流动性本来就差,很容易在电炉口附近产生粘结的硬块,中断出炉。在手动操作的情况下,炉眼粘结后由出炉工人处理出口后，才能再次出炉。

根据以上特点，国内有些铁合金电炉开堵眼机设备生产厂家，开始根据自身企业原有技术基础，制作适合大型密闭电石炉使用的开堵眼机，但由于其原有设备本身是针对铁合金电炉研究制作的，经过改进后，发现并不适合国内的电石生产工艺条件，使用效果很不理想，具体表现在以下两个方面：

1. 大型密闭电石炉炉前操作平台较小：

一般国内使用的大部分操作平台的规格为5ｍ宽×7ｍ长（有效面积），因

目前大型密闭电石炉还无法取消烧穿器的功能，加之与烧穿器配套的烧穿电缆及轨道等都无法取消，它们会占用很大的操作空间，小车轨道式开堵眼机外形尺寸为：2ｍ宽×5ｍ长（不工作状态下满外尺寸），如果，烧穿器与此种开堵眼机同时在一个操作平台上工作，会给出炉工人带来极大的不便，进而影响出炉的效率。

　2、采用泥炮原理堵眼，影响电石生产：

因现有小车轨道式开堵眼机，根据铁合金电炉开堵眼机技术改进而来，延

用了原有泥炮工作结构与原理，但在电石实际生产中发现以下问题：由于堵眼所用的泥中含有一定的水份，熔熔状态下的电石，遇水会引起爆炸，所以堵眼所用的泥中含水份过大，会对出炉工人产生严重危害，另外，电石的出炉口温度比铁合金电炉高，如控制不好，会很快将泥炮中的泥烤干，影响堵眼操作，另外，由于泥中含有一定水份，电炉在冬天生产时，泥中水份高，出炉时间间隔稍长，泥就会冻结，从而影响使用效果。因此实践证明，泥炮原理在电石生产中应用并不十分理想。

四、摆臂式开堵眼机在电石生产的应用

针对以上种种问题，结合现有大型密闭电石炉自动出炉设备的使用情况，

摆臂式开堵眼机是较为理想的结构形式。与导轨式开堵眼机相比，摆臂式可大大节约烧穿平台空间，满足工作要求，另外摆臂式开堵眼机，还采用喷电石粉冷却堵眼原理，取消了原有采用泥炮堵眼的原理，电石堵眼喷粉原理是采用大风量压缩空气，将含有大量电石粉末喷向电石出炉口进行眼的最新技术，该技术是通过大风量压缩空气和电石粉末对熔熔状态下的电石进行冷却，而使其凝固，经过现场实际应用效果十分理想，解决了用泥堵眼带来的诸多不便。

摆臂式开堵眼机分为全气动、液动两种类型。具体结构由开眼机、堵眼机、立柱、驱动系统、控制系统等组成。

摆臂式开堵眼机开眼机和堵眼机具有多级伸缩功能，可使此设备结构更加节省空间，同时，具有远程遥控操作功能，极大的增加了出炉的安全性，经反复计算和现场实践，证明此种开堵眼机，具有节约空间，操作灵活，安全可靠，结实耐用等诸多优点，已得到了电石生产企业的广泛认可。

五、结论

面对国家对电石行业的先进性要求，面对众多电石生产企业的需求，电石行业向更高自动化方向发展是必然趋势，电石行业将很快进入工艺改进和装备升级的阶段。目前，国内投入运行大型密闭电石炉应用的开堵眼机设备只占10%，出炉机械化的程度还很低。西北地区的电石产业在全国占有重要地位，当地的电石工作们尤其有责任有义务承担起促进电石装备技术革新和升级改造，为电石行业解装备落后、效益低下之困的重任，同时也是顺应西部大开发的大势，发展自身的好机会。

随着电石炉生产技术的不断发展,不先进的生产艺和装备将被先进的所取代,大型密闭电石炉生产过程中出炉危险、辛苦的工作,已经成为逐渐影响企业安全生产、降低能耗、稳定生产的障碍,随着大型密闭电石炉其他生产工艺和装备的不断改善,出炉方面的不足表现，尤为凸出。如何提高电炉出炉岗位的自动化和机械化程度，已经是大型密闭电石炉企业生产面临的首要问题。

自动化、机械化和安全保障高的摆臂式开堵眼机在各种合金电炉中的成熟应用,给众多电石炉企业做了一个很好的提示,同时也给电石行业提出了一个不小的挑战,从摆臂式开堵眼机在大型密闭电石炉领域的应用很少,就能说明了它在这个领域应用的困难程度。但摆臂式开堵炉眼机在大型密闭电石炉中的应用，终将会是一必然的发展方向,需要众多的电石人为之不断的摸索和实践。

大型密闭电石炉出炉工艺的改进和装备的提升，一方面为大型密闭电石炉出炉之难提供了极佳的解决方案，另一方面也彰显了大型装备制造企业在关键工艺和装备方面自主创新的实力。冶金行业与电石行业进行技术优势互补的时机已经成熟，我们希望电石行业的装备改进及早进行，也期待着电石行业技术的早日提升。

参考文献

[1] 赵乃成、张启轩主编，《铁合金生产实用技术手册》， 冶金工业出版社，1988年4月

[2] 成大先主编，《机械设计手册》，化学工业出版社，2004年1月

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[5] 倪学梓等，《冶金炉设计与计算》，中国工业出版社，1964年

[6] 《钢铁厂工业炉设计参考资料》编写组编，钢铁厂工业炉设计参考资料，冶金工业出版社，1979年

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