密閉電石爐電極事故原因及處理

白孝榮，高 剛

（陜西北元集團(tuán)錦源化工有限公司，陜西 神木 719319）

電石爐對(duì)于電能的消耗巨大，在其生產(chǎn)成本中，電能成本支出占到了較大比例。而且我們國(guó)家目前正在通過(guò)一系列的生產(chǎn)管理標(biāo)準(zhǔn)制度與文件，對(duì)電石行業(yè)的環(huán)保工作進(jìn)行管理與規(guī)范，對(duì)電石行業(yè)生產(chǎn)的準(zhǔn)入條件不斷加大，電石行業(yè)正在不斷被迫朝著更為節(jié)能、環(huán)保、信息化的方向進(jìn)步。在這種生產(chǎn)環(huán)境下，電石企業(yè)在對(duì)成本支出占較大比例的電能管理方面逐漸重視，而且因?yàn)樵诿荛]電石爐生產(chǎn)過(guò)程中電極事故時(shí)有發(fā)生，不僅僅增加電石生產(chǎn)過(guò)程的能耗，提高生產(chǎn)成本，降低生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)指標(biāo)，還面臨著重大工作人員生命安全保障問(wèn)題。在越來(lái)越多的電石生產(chǎn)企業(yè)中，密閉電石爐電極事故的管理逐漸受到重視。

1 密閉電石爐電極生產(chǎn)概述

1.1 密閉電石爐對(duì)電極的需求

首先，密閉電石爐中電極在進(jìn)行焙燒的時(shí)候電極壓放彈性需求較高，當(dāng)電極損耗比較快的情況下，需要半小時(shí)甚至特殊情況下每十分鐘就要進(jìn)行電極壓放；但是電極損耗速度慢的時(shí)候，有可能4個(gè)小時(shí)甚至8個(gè)小時(shí)才需要進(jìn)行一次電極的壓放?？斓绞昼姡涟诵r(shí)的壓放空間就需要電極具有良好的焙燒性能，避免出現(xiàn)過(guò)燒或者欠燒的問(wèn)題；另外，要求電極有強(qiáng)大的機(jī)械性能，這樣才能夠適應(yīng)大容量電石爐內(nèi)部強(qiáng)大的爐料壓力、熱能負(fù)載等，減少硬斷事故的發(fā)生頻次[1]；再有，需要電極糊具有良好的流動(dòng)性能，因?yàn)樵诿荛]電石爐環(huán)境中對(duì)于電極焙燒情況無(wú)法及時(shí)把握，過(guò)大的電極糊流動(dòng)性，會(huì)在電極軟斷的時(shí)候因高溫作用下引發(fā)爆炸，威脅生命財(cái)產(chǎn)安全；最后就是需要在電極的上面配置加熱器，保障電極處于一定的溫度區(qū)間中，避免出現(xiàn)因?yàn)殡姌O橫向強(qiáng)度差異造成電極的軟斷或硬斷事故。

1.2 密閉電石爐中電極的焙燒

密閉電石爐生產(chǎn)過(guò)程中，電極即為核心。電極焙燒情況直接影響到電石生產(chǎn)運(yùn)行狀況，電極焙燒中會(huì)進(jìn)行一系列的性能轉(zhuǎn)變，對(duì)電極質(zhì)量也具有較高要求。電極焙燒的熱量來(lái)源主要是電流，此外還有電阻熱以及電弧傳導(dǎo)的熱能，最主要的還是后面兩種。

密閉電石爐內(nèi)部燒結(jié)的流程和內(nèi)燃式的電石爐相似，并不會(huì)進(jìn)行明確的階段劃分，只是按照焙燒的溫度和負(fù)載分成軟化、揮發(fā)以及燒結(jié)三個(gè)階段，在燒結(jié)階段揮發(fā)物質(zhì)、電阻以及機(jī)械程度會(huì)因?yàn)闇囟鹊牟煌a(chǎn)生相應(yīng)的改變[2]。而風(fēng)門(mén)打開(kāi)大小以及風(fēng)量時(shí)間、極糊柱高度、加熱器大小還有負(fù)載提高速度、電極區(qū)域等都會(huì)對(duì)電極燒結(jié)速率產(chǎn)生影響。

1.3 密閉電石爐中電極糊柱高度

在進(jìn)行電極糊配置的時(shí)候，需要對(duì)其插入深度進(jìn)行控制，如果插入深度過(guò)多，就會(huì)造成其不均勻的顆粒產(chǎn)生分層或產(chǎn)生較大壓力破壞電極筒；假如電極糊插入深度不夠，就會(huì)因?yàn)閴毫Σ蛔愕貌坏接行щ姌O，導(dǎo)致電極損耗過(guò)快，不利于焙燒效果的提升。

2 密閉電石爐常見(jiàn)的電極事故及處理對(duì)策

在密閉電石爐的生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)發(fā)生一些電極事故，其中常見(jiàn)的主要有電極的軟斷、硬斷、過(guò)燒等。

2.1 電極硬斷事故及處理

2.1.1 硬斷事故原因

當(dāng)電極糊中含有較多的灰分或者較多的雜質(zhì)的時(shí)候，就會(huì)因?yàn)閾]發(fā)分的不夠?qū)е聼Y(jié)較早或粘結(jié)性不夠，造成硬斷現(xiàn)象；其次，如果在生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常進(jìn)行電石爐開(kāi)開(kāi)關(guān)關(guān)，多次進(jìn)行停爐維修或養(yǎng)護(hù)，并且不進(jìn)行有效的停電保護(hù)行為，就很容易產(chǎn)生電極裂開(kāi)以及燒結(jié)出現(xiàn)分層現(xiàn)象進(jìn)而引發(fā)硬斷問(wèn)題；當(dāng)電極殼沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行清潔積累了大量塵土的時(shí)候，并且在進(jìn)行送電以后也沒(méi)有進(jìn)行清潔工作，就會(huì)因?yàn)槌霈F(xiàn)電極分層引發(fā)硬斷；或者長(zhǎng)時(shí)間的停電行為之后，沒(méi)有對(duì)電極進(jìn)行保護(hù)措施，出現(xiàn)大面積的氧化也會(huì)產(chǎn)生硬斷事故；電極插入深度較多，因?yàn)樽陨碇亓ο吕纬傻睦由想娏髯饔眯纬蓧毫^(guò)大也會(huì)造成電極硬斷；最后，如果電極把持器沒(méi)有及時(shí)送風(fēng)或者風(fēng)量不夠，都會(huì)因?yàn)殡姌O糊較強(qiáng)的流動(dòng)性形成顆粒物堆積，燒結(jié)受到影響，引發(fā)電極硬斷事故。

2.1.2 硬斷事故處理

因?yàn)楫?dāng)前密閉爐具有較大的體積，所以電極的直徑就會(huì)比較長(zhǎng)，由于爐蓋是封閉的，出現(xiàn)電極硬斷事故的時(shí)候，就需要依照斷頭的情況進(jìn)行不同處理方式：

如果電極硬斷時(shí)候的斷頭不長(zhǎng)，并且還是在爐料的下方，就可以使用電極自身重力加上一定下壓裝置的配合，把斷頭處再次壓到電石爐中。但是假如剩下的電極長(zhǎng)度不夠，就可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)南聣洪_(kāi)始進(jìn)行焙燒，利用負(fù)載的加大，減少這個(gè)電極附近爐料管的比例，逐漸將斷掉的電極消耗完。對(duì)于電極的焙燒工作可以使用壓放裝置下壓進(jìn)行電極的焙燒工作，并且注意焙燒電流控制在安全范圍以?xún)?nèi)；但是如果剩下的電極長(zhǎng)度比較多，還可以維持生產(chǎn)狀況，就不需要通過(guò)電極焙燒的方式進(jìn)行電極的處理，只需要降低壓放電極的時(shí)間間隔，減小負(fù)載的方式，逐漸把電極下壓到正常范圍的時(shí)候在將壓放時(shí)間調(diào)回正常值就可以。但是如果電極硬斷斷頭比較多或者是在爐料的上邊，就一定要進(jìn)行電極斷頭處的爆破，然后把碎料拿出，再進(jìn)行電極下放工作，提高負(fù)載，通過(guò)焙燒進(jìn)行電極恢復(fù)工作。

2.2 電極軟斷事故及處理

2.2.1 軟斷事故原因

當(dāng)電極燒結(jié)較慢趕不上損耗的速度的時(shí)候，沒(méi)有燒結(jié)的電極下放以后就會(huì)形成軟斷事故。在電石爐面進(jìn)行工作的人員不進(jìn)行緊急疏散就會(huì)引發(fā)嚴(yán)重燙傷。造成電極軟斷的因素主要有以下幾種：

電極糊的質(zhì)量不過(guò)關(guān)，揮發(fā)分過(guò)高；電極殼外部殼的厚度不達(dá)標(biāo)，超厚或者厚度不夠，電機(jī)殼外殼厚度不夠的話(huà)就無(wú)法經(jīng)受住外部壓力而裂開(kāi)，引發(fā)電極下放時(shí)候出現(xiàn)漏糊引發(fā)軟斷事故，而過(guò)厚的話(huà)就會(huì)因?yàn)橥鈿づc電極內(nèi)芯不能夠緊密連接出現(xiàn)串芯情況，也會(huì)出現(xiàn)軟斷事故；而且電極殼外殼質(zhì)量不達(dá)標(biāo)或者沒(méi)有進(jìn)行結(jié)實(shí)焊接出現(xiàn)斷裂的話(huà)，也會(huì)引發(fā)軟斷；再有，當(dāng)電極過(guò)于頻繁的進(jìn)行壓放工作，或者電極插入深度過(guò)多也會(huì)引發(fā)電極軟斷；進(jìn)行電極糊加注的時(shí)候，過(guò)多或不足、顆粒較大以及架空等現(xiàn)象都會(huì)引發(fā)軟斷事故[3]；另外如果電極的燒結(jié)情況不佳，在進(jìn)行電極壓放過(guò)程中或壓放完成后，不能夠進(jìn)行電流強(qiáng)度的適度把控，也會(huì)損壞電極殼或電極軟斷；最后，當(dāng)電極下壓速度大于燒結(jié)速率的時(shí)候，還沒(méi)有成型的電極糊部分就會(huì)暴露出來(lái)，需要電極殼承受大量電流強(qiáng)度，釋放熱能加大，溫度過(guò)高引發(fā)軟斷事故。

2.2.2 軟斷事故處理

發(fā)生電極軟斷事故以后一定要即刻斷電，馬上下壓電極，將其壓入電石爐內(nèi)部防止出現(xiàn)電極糊的外泄，并且馬上放開(kāi)電極讓其與斷頭的地方進(jìn)行鏈接。并且需要把電極周?chē)碾姌O糊清除掉。在這之后，通過(guò)低負(fù)載的電流進(jìn)行電極焙燒。但是不能馬上提高電極，在進(jìn)行斷頭續(xù)接好之前逐步依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行負(fù)載的提升；但是如果斷頭一直續(xù)接不好，電極糊流動(dòng)性過(guò)強(qiáng)，并且出現(xiàn)外泄的時(shí)候就要將帶底的鐵殼焊接上去，投放新的電極糊重復(fù)焙燒工作[4]。但是如果電極斷頭沒(méi)有續(xù)接上并且電極糊已經(jīng)不會(huì)流出的時(shí)候，就可以把電極下壓一定長(zhǎng)度通過(guò)低壓電流焙燒，直至燒結(jié)好恢復(fù)正常工作即可。

此外還可以通過(guò)一定的手段進(jìn)行軟斷事故的預(yù)防：在進(jìn)行電極風(fēng)量輸送的時(shí)候要有效管控，并且導(dǎo)電板上進(jìn)行降溫作用的水量也要合理把控；下放電極的時(shí)候要格外注意，提高負(fù)載的時(shí)候更要敢于放開(kāi)，時(shí)刻關(guān)注電極的狀態(tài)變化情況；并且在實(shí)際工作中要經(jīng)常進(jìn)行電極糊情況的維護(hù)與核驗(yàn)，控制好電極糊使用指標(biāo)的達(dá)標(biāo)情況，堅(jiān)決不使用不達(dá)標(biāo)的電極糊。

2.3 電極過(guò)燒事故及處理

2.3.1 過(guò)燒事故原因

如果電極焙燒過(guò)快超過(guò)損耗速度的時(shí)候，同時(shí)操作人員也沒(méi)有及時(shí)改變壓放頻率的話(huà)，就會(huì)形成導(dǎo)電關(guān)卡部位電極焊接處裂開(kāi)，造成電極焙燒上升，讓原來(lái)還處在燒結(jié)過(guò)程中的電極糊成為燒結(jié)完成的地方。而且由于關(guān)卡處焊接電極殼已經(jīng)被燒毀，就會(huì)造成因?yàn)閷?dǎo)電關(guān)卡地方和電極管不能進(jìn)行有效接觸而發(fā)生電刺火。其形成原因主要是因?yàn)殡姌O焊接處密封遭到破壞，或者壓放頻次設(shè)定不合理，另外爐內(nèi)爐料表面溫度過(guò)高或者過(guò)大的電流輸送，長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有進(jìn)行電極的壓放等原因都會(huì)導(dǎo)致電極過(guò)燒事故。

2.3.2 過(guò)燒事故處理

一方面要提高對(duì)電極的管理工作，規(guī)范化管理電極長(zhǎng)度，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行電極長(zhǎng)度的插入，根據(jù)實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行電極電壓的下放。另外合理控制電極負(fù)載，尤其是在新開(kāi)爐或者進(jìn)行日常維護(hù)保養(yǎng)的時(shí)候，依照電極燒結(jié)具體情況提高電極負(fù)載，逐漸提高電流，避免出現(xiàn)突然大幅度電流的加載；還要重視對(duì)電極糊質(zhì)量的管控，選擇符合標(biāo)準(zhǔn)的電極糊，在管理存放的時(shí)候進(jìn)行封閉保存[5]。另一方面要嚴(yán)格把控電石爐的出爐時(shí)間以及出爐頻率，較高的電石爐溫度有助于電石爐內(nèi)部生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定，提高電石爐內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)的速度，進(jìn)而提升電石生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)數(shù)量，并且減少電能損耗，穩(wěn)定電石生產(chǎn)工作流程。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在進(jìn)行電石生產(chǎn)過(guò)程中，降低事故發(fā)生率是進(jìn)行安全作業(yè)的重要內(nèi)容。而在電石行業(yè)事故種類(lèi)中，電極事故頻發(fā)。針對(duì)密閉電石爐電極事故發(fā)生原因進(jìn)行分析，并采取有效的處理措施，對(duì)于確保電石行業(yè)平穩(wěn)生產(chǎn)具有重要意義。鑒于電極在電石生產(chǎn)中的重要作用，電極事故的發(fā)生可能會(huì)造成長(zhǎng)時(shí)間停爐檢修、以及爆炸等大型安全事故，威脅工作人員生命安全，也不利于電石生產(chǎn)企業(yè)的長(zhǎng)久發(fā)展。因此在電石生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行良好的電極管理工作，降低電極事故發(fā)生可能性，并進(jìn)行有效事故處理與預(yù)防措施，才可以保障電石生產(chǎn)企業(yè)的有序運(yùn)轉(zhuǎn)，提高電石生產(chǎn)效率的同時(shí)，提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。