CN112010309B - 一种电石质量控制的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电石领域，尤其涉及一种电石质量控制的方法，首先，计算混合物料中CaO和C的理论含量以及饱和系数：设混合物料中白灰的CaO含量为a，炭材的C含量为b，CaO的理论含量为A，C的理论含量为B，用率值法对物料比进行控制，设K为饱和系数，确定K值；其次，确定实际混合物料中CaO含量检测数值A_Ⅰ和饱和系数K_Ⅰ，并取样、分析，记录CaO的检测值A_Ⅰ和C的检测值B_Ⅰ，并计算K_Ⅰ值，然后统计当日A_Ⅰ或K_Ⅰ合格率；最后，设定A_Ⅱ或K_Ⅱ为控制指标值，A_Ⅱ=A±1%或K_Ⅱ=K±0.02，当A_Ⅰ在A_Ⅱ范围内或K_Ⅰ在K_Ⅱ范围内则合格。通过采用本发明的电石质量控制方法，有效解决了现有技术中电石加工过程中炉料配比准确率低而导致电石质量低的问题。

Description

一种电石质量控制的方法

技术领域

本发明涉及电石领域，尤其涉及一种电石质量控制的方法。

背景技术

电石的主要成分是CaC₂，是有机合成工业的重要原料，在化学工业中具有重要作用。电石的熔炼过程是一个高温物理化学变化过程，将炭材(C)和石灰(CaO)按一定比例投入炉内，在高温下发生化学反应，产生碳化钙。电石冶炼通过三相电极向炉内导入电流，产生电弧电阻热，使原料在一定温度下发生化学还原反应生成电石。

电石作为的主要化工原料已经成为我国各地重要的支柱产业之一，尤其是西北地区电石行业近些年发展迅速，规模不断扩大，电石产业也不断壮大。生产电石的方法主要有电热法和氧热法，目前工业上生产电石的方法主要是电热法。电热法生产电石的主要设备是矿热电弧炉，大量消耗电热，被称为“电老虎”，电石行业普遍存在高能耗、低效率、操作水平低的问题，随着国家对电石行业能耗的控制，电石生产的节能改造势在必行。

配料是电石生产的重要工序，配料控制的优劣从本质上决定了电石产品的质量，对于冶炼的稳定、冶炼的能耗有着重要的影响。电石是由白灰(CaO)和炭材(C)两种原料，按一定比例混合入炉，经电弧热和电阻热高温熔融反应生成的。目前行业普遍做法，是通过出炉电石发气量大小来调整炉料比例，物料从入炉到出炉约需要4个小时时间，加之原料成分的波动，这时按照电石炉出炉后的电石发气量来调整配比，准确率会很低，甚至会适得其反。

有鉴于此，有必要对现有技术中的电石质量的控制方法予以改进，以解决目前电石加工过程中炉料配比准确率低问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中电石加工过程中炉料配比准确率低、电石质量控制滞后、发气量不稳定的问题，提供一种电石质量控制的方法。

实现发明目的的技术方案如下：

一种电石质量控制的方法，首先，计算白灰与炭材混合物料中CaO和C的理论含量以及饱和系数：

设混合物料中白灰的CaO含量为a，炭材的固定碳C含量为b，混合物料中CaO的理论含量为A，固定碳C的理论含量为B，用率值法对物料比进行控制，设K为饱和系数，根据反应方程式：

CaO+3C＝CaC₂+CO

则有K＝1.56C含量/CaO含量，即K＝1.56B/A；

其次，确定实际混合物料中CaO含量检测数值A_Ⅰ和饱和系数K_Ⅰ，其具体取样、分析步骤如下：

1)取料，取分别经过计量的白灰和炭材的混合物料；

2)将取到的样品进行粉碎制样，并混合均匀待用；

3)按照国标关于CaO和C的对应检测方法，按组测定混合料试样中的CaO和C化学成分含量，记CaO检测值为A_Ⅰ，C检测值为B_Ⅰ，并计算K_Ⅰ值，K_Ⅰ＝1.56B_Ⅰ/A_Ⅰ，然后统计当日A_Ⅰ或K_Ⅰ合格率；

4)设定A_Ⅱ或K_Ⅱ为控制指标值，要求A_Ⅱ＝A±1％或K_Ⅱ＝K±0.02，当A_Ⅰ在A_Ⅱ范围之内或K_Ⅰ在K_Ⅱ范围之内的则合格。

更进一步地，所述白灰为100份，炭材为c份，则所述CaC₂的配比为c，则所述白灰和炭材的混合物料中，白灰的占比为100/(100+c)，炭材的占比为c/(100+c)。

更进一步地，所述混合物料中，白灰的CaO含量a，炭材的固定碳C含量b，则混合物料中CaO的理论含量以及固定碳C的理论含量分别为：

A＝100a/(100+c)，

B＝b*c/(100+c)。

更进一步地，所述饱和系数K表示CaO与C反应生成CaC₂的程度，则：

K＝1.56*[b*c/(100+c)]/[100a/(100+c)]。

更进一步地，对所述电石配比的调整，根据检测出A_Ⅰ或K_Ⅰ的合格情况及时调整电石的配比，并根据出电炉的电石发气量，来修正A_Ⅱ或K_Ⅱ控制指标值，最终实现对配比的控制。

更进一步地，在混合皮带上取混合样，或在配料站计量称下方的输送皮带下料溜子处开一取样口，取4kg～6kg。

与现有技术相比，本发明型的有益效果是：

本发明的一种电石质量控制的方法，通过将电石质量配比在电石入炉前进行调整和计算，并对其质量配比方法进行改进，可以快速判断出进入电石炉混合物料的质量配比，指导电石的生产，及时作出相应的调整，确保电石的质量高，以及稳定性好，保证电石的发气量在295L/kg以上。

具体实施方式

下面结合各实施方式对发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

一种电石质量控制的方法，首先，计算白灰和炭材混合物料中CaO和C的理论含量以及饱和系数：

设混合物料中白灰的CaO含量为a(即白灰中CaO含量为a)，炭材的固定碳C含量为b(即炭材中C含量为b)，则白灰和炭材的混合物料中CaO的理论含量为A，白灰和炭材的混合物料中固定碳C的理论含量为B，用率值法对物料比进行控制，设K为饱和系数，根据反应方程式：

CaO+3C＝CaC₂+CO

则有K＝1.56C含量/CaO含量，即K＝1.56B/A；

其中1.56为常数，为理论上每1份的固定碳C生成CaC₂所需CaO的份数为1.56，即CaO分子量/(3×C分子量)＝56/(3×12)＝1.56。

其次，确定实际混合物料中CaO含量检测数值A_Ⅰ和饱和系数K_Ⅰ，其具体取样、分析步骤如下：

1)取料，取分别经过计量的白灰和炭材的混合物料样品；

2)将取到的样品进行粉碎至粒度小于3mm，并混合均匀待用；

3)按照国标关于CaO和C的对应检测方法，按组测定混合料试样中的CaO和C化学成分含量，记CaO检测值为A_Ⅰ，C检测值为B_Ⅰ，并计算K_Ⅰ值，K_Ⅰ＝1.56B_Ⅰ/A_Ⅰ，然后统计当日A_Ⅰ或K_Ⅰ合格率；

4)设定A_Ⅱ或K_Ⅱ为控制指标值，要求A_Ⅱ＝A±1％或K_Ⅱ＝K±0.02，当A_Ⅰ在A_Ⅱ范围之内或K_Ⅰ在K_Ⅱ范围之内的则合格。

本方案中，首先用率值法对混合物料中CaO和固定碳C的理论含量以及饱和系数进行测量和计算；然后确定实际混合物料中CaO和固定碳C含量的检测数值，计算出实际混合物料中CaO和固定碳C的饱和系数，并根据CaO和固定碳C的理论含量计算出控制指标值，当实际混合物料中CaO和固定碳C的检测数值以及饱和系数在控制指标范围值内时，则电石质量合格。

具体的，假设所述白灰为100份，炭材为c份，则所述CaC₂的配比为c(例如白灰为100份，炭材为56.3份，则电石的配比为56.3)，则所述白灰和炭材的混合物料中，白灰的占比为100/(100+c)，炭材的占比为c/(100+c)。

由于所述混合物料中，白灰的CaO含量a，炭材的固定碳C含量b，则CaO的理论含量以及C的理论含量分别为：

A＝100a/(100+c)，

B＝b*c/(100+c)。

作为本方案的进一步优化，所述饱和系数K表示CaO与C反应生成CaC₂的程度，将表达式A＝100a/(100+c)和B＝b*c/(100+c)代入表达式K＝1.56B/A，得到：

K＝1.56*[b*c/(100+c)]/[100a/(100+c)]。

作为本方案的进一步优化，对所述电石配比的调整，根据检测出A_Ⅰ或K_Ⅰ的合格情况及时调整电石的配比，并根据出电炉的电石发气量，来修正A_Ⅱ或K_Ⅱ控制指标值，最终实现对配比的科学控制。

此外，在混合皮带上取混合样，或在配料站计量称下方的输送皮带下料溜子处开一取样口，取4kg～6kg，取料数量暂定4kg～6kg，为了便于取样以及使用。需注意，在取料时要求瞬间取样，保证能将混合料完整取出。

现有技术中，采用电石炉出炉后的电石发气量来调整配比，从原料进入电石炉到对应批次电石出炉，需要约4小时，在此期间，有4批电石出炉，实际检测出来的电石发气量反应的是4个小时之前原料的配比情况，没有指导意义；长期采用这种方法，电石的发气量在285L/kg～296L/kg之间，质量偏低，而且波动大，甚至会适得其反。

而采用本发明的电石质量控制方法，在电石入炉前对电石质量的配比进行调整和计算，可以快速判断出进入电石炉混合物料的质量配比，指导电石的生产，及时作出相应的调整，确保电石的质量高，以及稳定性好，保证电石的发气量在295L/kg以上，并集中在298L/kg～305L/kg之间。

具体的，下表以生产300L/kg发气量的电石为配比依据，实际发气量控制在300L/kg±3L/kg之间：

用CaO作为理论控制值，A＝58.86％，其控制指标为：A_Ⅱ＝58.86％±1％，即A_Ⅱ＝(57.86％，59.86％)，按班采用化学试剂滴定法，测定混合料的CaO(A_Ⅰ)的化学成分含量，值A_Ⅰ＝59.22％，A_Ⅰ在A_Ⅱ范围之内则为合格，计算当班或当日CaO含量的合格率，以实现控制配料的目的。

用率值法控制，设计K代表饱和系数，表示CaO与C反应生成CaC₂程度。

CaO+3C＝CaC₂+CO

K＝1.56C/CaO

注：1.56为理论上每1份C生成CaC₂，所需的CaO的份数为1.56。

按照上表K＝1.56×32.78/58.86＝0.87，K_Ⅱ＝0.87±0.02，即K_Ⅱ＝(0.85，0.89)，可设定为控制指标值。按班测定混合料中CaO(A_Ⅰ)和C(B_Ⅰ)的化学成分含量，并计算K_Ⅰ值，K_Ⅰ＝1.56B_Ⅰ/A_Ⅰ，K_Ⅰ＝1.56×32.56/59.22≈0.86，K_Ⅰ在K_Ⅱ范围之内则为合格，然后统计当班或当日K_Ⅰ合格率，以实现配料的目的。所得到的电石发气量为298L/kg，与设定发气量低2L/kg，满足配比要求。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种电石质量控制的方法，其特征在于，首先，计算白灰与炭材混合物料中CaO和C的理论含量以及饱和系数：

设混合物料中白灰的CaO含量为a，炭材的固定碳C含量为b，混合物料中CaO的理论含量为A，固定碳C的理论含量为B，用率值法对物料比进行控制，设K为饱和系数，根据反应方程式：

CaO+3C=CaC₂+CO

则有K=1.56C含量 / CaO含量，即K=1.56B/A；

所述白灰为100份，炭材为c份，则所述CaC₂的配比为c，则所述白灰和炭材的混合物料中，白灰的占比为100/(100+c)，炭材的占比为c/(100+c)；

所述混合物料中，白灰的CaO含量a，炭材的固定碳C含量b，则混合物料中CaO的理论含量以及固定碳C的理论含量分别为：

A=100a /（100+c），

B=b*c /（100+c）；

所述饱和系数K表示CaO与C反应生成CaC₂的程度，则：

K =1.56*[b*c /（100+c）] / [100a /（100+c）]；

其次，确定实际混合物料中饱和系数K_Ⅰ，其具体取样、分析步骤如下：

1）取料，取分别经过计量的白灰和炭材的混合物料；

2）将取到的样品进行粉碎制样，并混合均匀待用；

3）按照国标关于CaO和C的对应检测方法，按组测定混合料试样中的CaO和C化学成分含量，记CaO检测值为A_Ⅰ，C检测值为B_Ⅰ，并计算K_Ⅰ值，K_Ⅰ=1.56 B_Ⅰ/ A_Ⅰ，然后统计当日K_Ⅰ合格率；

4）设定K_Ⅱ为控制指标值，要求K_Ⅱ=K±0.02，当K_Ⅰ在K_Ⅱ范围之内的则合格。

2.根据权利要求1所述的一种电石质量控制的方法，其特征在于，对所述电石配比的调整，根据检测出K_Ⅰ的合格情况及时调整电石的配比，并根据出电炉的电石发气量，来修正K_Ⅱ控制指标值，最终实现对配比的控制。

3.根据权利要求1所述的一种电石质量控制的方法，其特征在于，在混合皮带上取混合样，或在配料站计量称下方的输送皮带下料溜子处开一取样口，取4kg～6kg。