CN105509485A - 一种电石炉开炉方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电石炉开炉方法，主要包括电极制作安装、导电柱的制作、拱形通道的砌筑等步骤，完成上述步骤后，在电石炉底部依次填装碳素材料和炭材与石灰的混合料，使炉内混合料层分布呈现碟型，装料完毕后调整电极端头距导电柱的距离，保证电极端头与导电柱分离，且三相电极端头与导电柱的距离相等，然后向电石炉电极供电，通过逐步下降三相电极使电极端头与导电柱接触产生电流；在操作时采用逐步提升和稳定控制相结合的方法控制电极电流；有效缩短了开炉时间、杜绝了电石炉开眼的吹氧工序；本发明具有开炉成功率高、低能耗、低成本等优点。

Description

一种电石炉开炉方法

技术领域

本发明涉及冶炼行业领域，尤其是涉及一种电石炉开炉方法。

背景技术

电石炉开炉是电石炉连续生产工作的开始，新建、大修电石炉都要经历开炉的过程，开炉是电石炉生产中极为重要的大事，开炉的好坏直接影响电石炉使用寿命。开炉成功率受到许多因素的影响，而开炉方法却是其中重要的因素之一。一次性开炉的成功与否直接影响着开炉后长期稳定运行与指标的进步，因此合理有效的开炉方法是确保开炉后炉况正常运行的关键。目前国内大部分中、小型电石炉，仍然沿用传统的分步开炉法，即用木柴先烘炉、焦炭焙烧电极、装料加温的开炉方法，造成能源特别是电能的极大浪费，影响了生产效益的提高。少部分大型电石炉尝试采用一步法开炉工艺，但开炉时间较长、能耗较高，一次性开炉成功率较低。

中国专利200510022070.8发明以矿热电炉的一步法开炉方法，解决了传统的两步法开炉方法，不再单独对矿热炉体进行烘炉处理，将烘炉处理和对矿石的首批冶炼合为一体，有效减少了矿热电炉的开炉时间；但该专利中使用木材铺设出流道，在矿热电炉冶炼过程中，随着木材的逐步碳化、消耗以及炉料的塌陷，木材堆设的出流道易发生堵塞或者完全消失，未能在源头上解决电石炉出炉困难的问题，随着矿热电炉容量不断增大，存在的上述问题愈加明显，因此该专利仍然未能解决大型矿热电炉开炉困难的问题。

以40000KVA密闭式电石炉为例，采用上述专利提供的开炉方法开炉时，在电石冶炼过程中形成的出流道会随着料层的不断塌陷而堵塞，使其不能形成规整的出流道，且电石炉完成首次冶炼后，仍然需要借助吹氧等原有的工艺方法完成开通炉眼的操作，且开通炉眼的成功率仅有75%左右，有时甚至几天都打不开炉眼；完成一次电石炉开炉时间需要12-15天左右。仍然存在开炉时间长、成本高、开炉成功率低等问题。

因此，针对电石炉大型化、密闭化的快速发展，如何实现一步开炉、缩短开炉时间、降低开炉过程的能源消耗、使电极操作稳定、安全快速出炉是本领域技术人员需要重点解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中大型密闭式电石炉开炉工艺落后、耗时较长、能源消耗大、开炉成本高、电极事故多发等问题，提供一种电石炉开炉方法，该方法具有操作简单、安全高效、开炉成功率高、成本低等优点。

本发明解决其技术问题是通过以下方案来实现：

一种电石炉开炉方法，包括电极制作安装、导电柱制作、通道砌筑、装炉、电极供电、加料过程，其所述方法按如下步骤进行：

a.将空壳电极筒依次联接垂直固定在组合式把持器上，在电极筒的底端焊接锥形体底盆，形成半密闭空腔结构，将碳素原料空壳电极筒内，使之构成电极；减少了电极与导电柱的接触面积，防止送电后电极端头与导电柱接触瞬间电流过大，击穿电极筒造成电极事故；

b.在电石炉炉膛底部设置三个空壳圆柱筒，圆柱筒相互之间用圆钢联接固定，向圆柱筒内加入焦炭，使之构成导电柱；其导电柱的位置与电极垂直对应，且导电柱中加入焦炭的顶端呈倒锥形状，当与电极端头接触时可较好的、很容易的控制电流变化，实现稳定操作；

c.在导电柱与炉体下部侧壁对应的出炉口之间砌筑拱形通道，拱形通道内部设置圆木，圆木一端延伸至出炉口外，圆木与通道周围的空隙进行密封；拱形通道与出炉口的空隙密封材料可采用黄泥与粉末电极糊的拌合物，随着炉内温度的逐渐升高，电极糊不断熔化与黄泥形成结构密实的拱形通道；拱形通道用于电石流出，圆木的使用可有效缩短打开出炉口时间；

d.在电石炉炉体内底部平铺一层碳素材料，并在炭素材料上方填装石灰与炭材的混合料，形成混合料层；混合料的配比根据原材料中氧化钙和固定碳的含量确定，在三个导电柱形成的三角区域内部混合料配比设置低于导电柱形成的三角形区域外部混合料配比，混合料层的高度不高于导电柱顶端；三角区域外部使用高配比的原料，有利于炉内温度的快速升高，三角区域内部使用原料配比相对较低，可适当降低混合料中炭材的比例增加混合料层的电阻，有利于电极深入炉内；混合料层的高度不高于导电柱顶端，防止石灰粒进入导电柱而生成电石，造成电极电流难以控制；

e.确认变压器符合送电要求，启动开关按钮给电石炉电极供电，逐步向下移动电极，使电极端头与导电柱接触产生电流，根据电流变化控制三相电极的提升、下降调整电极与导电柱的间隙，使三相电极电流达到平衡；

f.电石炉内产生电石后，打开出炉口，将电石排出；当电石炉中央有一定量的液态电石生成时拔出出炉口的圆木，液态电石通过拱形通道流出。

上述的一种电石炉开炉方法，其锥形底盆底端封闭电极端头的钢铁材料其厚度不小于10mm；由于封闭端头钢铁材料的厚度和载流量有一定的关系，若钢铁材料厚度过小，在提升和下降电极过程中，电流过大击穿电极筒底部，造成电极事故。

上述的一种电石炉开炉方法，其三相导电柱之间设置三根圆木；在电石炉送电后炉内温度不断升高，圆木烧损后形成三个相互连通的流道，在电石炉出炉时打开任一出炉口，其三相电极周围的生成的电石即可全部排出。

上述的一种电石炉开炉方法，其导电柱的直径大于电极直径；避免电极在下降时与导电柱的外壳接触，使电极电流突然增大，而造成击穿电极筒事故。

上述的一种电石炉开炉方法，其电极中上部设有加热元件；将加热元件温度控制在70—240℃，对电极糊进行预热，以便于电极的正常焙烧，同时防止已熔化的电极糊受冷粘结到电极筒壁上，造成电极出现蓬糊现象。

上述的一种电石炉开炉方法，其电极筒锥形体底盆侧面开有若干小孔；小孔直径为3-4mm，孔与孔之间的距离不小于200mm，由于空壳电极筒中加入的碳素材料中含较高的挥发分，在电极焙烧阶段产生的挥发分将从小孔排出，若小孔直径过小，电极焙烧阶段产生的挥发分不能及时排出，就会造成电极筒爆炸漏糊等严重的电极事故；若相邻小孔之间距离过小，随着挥发分的排出，小孔周围温度会急剧升高，使电极端头断裂，造成电极事故。

上述的一种电石炉开炉方法，其三相导电柱之间用圆钢相互焊接固定，且导电柱之间焊接的圆钢数量不少于12根；三个圆柱筒之间用圆钢相互联接固定，形成两组内、外三角形，且内、外三角形在同一个平面上，增加导电柱的稳定性，同时增加导电柱之间的导电能力。

上述的一种电石炉开炉方法，电石炉变压器的一次侧接线为星形接法，变压器档位在12-18档时，根据电极位置，采用间歇式加料方式向电石炉内加入混合料，每次加料以不出现明弧为主，两次加料的间隔时间不能低于30分钟，当电极电流达到一定值时方可实现自动连续下料。

上述的一种电石炉开炉方法，在送电初期将电石炉变压器的一次侧接线改接为星形接法，给电石炉升温和焙烧电极，送电后将电极电流稳定在0-2KA，稳定运行一段时间后，逐渐提升电极电流和变压器档位，运行60小时左右将电极电流提升至82KA，变压器档位提升至30档，当电极电流为82KA且运行30分钟左右后，将变压器的一次侧接线改接为三角形接法，仍以开炉负荷控制电石炉，将电极电流控制并稳定在45KA，稳定运行3小时左右，开始逐渐增加电极电流，当电极电流运行至58KA开始逐渐提升档位，当电极电流增长到92KA时整个送电、升档过程结束，进入正常生产，完成整个开炉过程。

上述的一种电石炉开炉方法，当电石炉完成首次出料后，继续采用逐步提升与稳定控制相结合的控制方式操作电石炉，使电石炉内形成层次分明的料层结构，形成稳定的熔池后，再按照正常操作方法进行操作，使电石炉产量很快就能达到设计指标；现有的电石炉开炉方法中，将电极送电至完成首次出炉视为电石炉开炉工序完成；这时电石炉中料层结构层次不够分明，熔池内和熔池内壁仍有大量的半成品存在，炉内还未形成稳定的熔池，此时直接将电石炉投入正常生产中，则易出现电极不能深入炉料，炉眼上升等问题，严重时导致几天都出不了炉。

上述的一种电石炉开炉方法，在电石炉炉体内部的砌筑拱形通道，结构结实，不会因电石炉开炉期间发生料层塌陷及漏料等现象而堵塞通道，可形成稳定溢流通道，且通道内设置圆木，在电石炉首次出炉时，操作人员只需拔出圆木出炉口将会打开，彻底消除了出炉氧气吹眼的工序，解决了电石炉首次出炉开眼困难，大大缩短了电石炉开炉眼的时间，有效减少了工人的劳动强度，完全杜绝了开炉吹眼过程中存在的安全隐患，使电石炉出炉成功率达到100%。

以40000KVA密闭电石炉为例，采用原有的开炉方法时，开炉需要7-10天时间，采用本发明的开炉方法时，开炉只需要72小时左右，仅需耗电为25-28万度，大大减少了开炉过程中电能的消耗，缩短了电石炉开炉时间，具有开炉成功率高、低能耗、低成本等优点。

附图说明

图1为本发明电石布料示意图。

图2为本发明通道砌筑示意图。

图中：1炉体、2电极锥形端头、3导电柱、4混合料层、5焦炭层、6圆木、7通道、8圆钢。

具体实施方式

为了更好说明本发明，举以下实例，但本发明的范围不局限于此，其要求保护的范围记载于权利要求的权项中。

本实施例是对40000KVA密闭式电石炉进行开炉，具体操作是按以下步骤进行的：一种电石炉开炉方法，主要包括电极制作安装、导电柱的制作、拱形通道的砌筑等步骤，具体如下：

a.首先将空壳电极筒依次联接垂直固定在组合式把持器上，在电极筒的底端焊接锥形体底盆，形成电极锥形端头2，并在锥形底盆侧面开内径为3mm的均匀小孔，然后将25t密闭炉电极糊加入电极筒内，使之形成电极。

b.制作导电柱3，在炉体内底部与三相电极垂直相对应的位置设置三个直径为1700mm，高度为1800mm的空心圆柱筒，向三个空心圆柱筒中加入一定量的焦炭使其形成导电柱3，三个圆柱筒之间用直径30mm的圆钢8相互联接固定，形成两组内、外三角形，且内、外三角形在同一个平面上，两组三角形之间距为200mm。

c.在三个出炉口和相对应的导电柱之间用粘土砖砌筑一个内径为200mm的通道6，在通道6内设置一根直径为200mm的圆木7，圆木7的一直延伸至出炉口外，圆木与通道周围的空隙用黄泥和电极糊粉末的拌合物密封。

d.首先在电石炉炉体1内底部平铺碳素材料，即厚度为200mm的焦炭层5，再在三个导电柱形成的三角区域内部装入石灰与焦炭混合料，其配比为石灰：焦炭=100:68，三角区域外侧装入石灰与炭材混合料，其配比为石灰：焦炭=100:78，三角区内料层的高度为1400mm，三角区外部料层高度由内向外逐渐增加，炉体1周边的料层高度达到2000mm，使电石炉内的混合料层4分布呈现碟子型。

e.将三相电极提升至距导电柱300mm的位置，向电石炉的电极供电，当电极供电后开始逐步下降三相电极，使端头与导电柱中的炭材接触起弧产生电流；电极电流由0-2KA逐渐上升至30KA稳定后，根据电极位置，开始给电石炉添加混合料，但是加料时间不宜过长，以不出现明弧为主，当电极电流达到40-45KA时方可实现连续加料；当电极供电运行时间达到60小时左右，电石炉变压器为星接25档，电极电流波动幅度较大时，电石炉炉膛中心已形成一定量的液态电石，电石炉具备出炉条件，此时拔出出炉口的圆木，打开出炉口，将电极周围冶炼完成的电石顺拱形通道流出；继续焙烧整个电极，当供电时间达到72小时左右，完成整个开炉过程。

Claims (7)

1.一种电石炉开炉方法，包括电极制作安装、导电柱制作、通道砌筑、装炉、电极供电、加料过程，其特征在于所述的方法按如下步骤进行：

a)将空壳电极筒依次联接垂直固定，电极筒的底端焊接锥形体底盆，形成半密封空腔结构，将碳素原料加入空壳电极筒内，使之构成电极；

b)在电石炉炉膛底部设置三个空壳圆柱筒，圆柱筒相互之间联接固定，向圆柱筒内加入焦炭，使之构成导电柱；

c)在导电柱与炉体下部侧壁对应的出炉口之间砌筑拱形通道，拱形通道内部设置圆木，圆木与通道周围的空隙进行密封；

在电石炉炉体内底部平铺一层碳素材料，炭素材料上方填装石灰与炭材的混合料，在三个导电柱形成的三角区域内部混合料配比设置低于导电柱形成的三角形区域外部混合料配比，混合料层的高度不高于导电柱顶端；

e)确认变压器符合送电要求，启动开关按钮给电石炉电极供电，通过逐步向下移动电极，使电极端头与导电柱接触产生电流；

f)电石炉内产生电石后，打开出炉口，将冶炼生成的电石排出。

2.根据权利要求书1所述的一种电石炉开炉方法，其特征在于锥形底盆下端封闭电极端头的钢铁材料厚度不小于10mm。

3.根据权利要求书1所述的一种电石炉开炉方法，其特征在于三相导电柱之间设置三根圆木。

4.根据权利要求书1所述的一种电石炉开炉方法，其特征在于导电柱的直径大于电极直径。

5.根据权利要求书1所述的一种电石炉开炉方法，其特征在于电极中上部设有加热元件。

6.根据权利要求书1所述的一种电石炉开炉方法，其特征在于电极筒锥形体底盆侧面开若干小孔。

7.根据权利要求书1所述的一种电石炉开炉方法，其特征在于三相导电柱之间用圆钢相互焊接固定，且导电柱之间焊接的圆钢数量不少于12根。