RU2697718C1 - Method of producing calcium carbide - Google Patents
Method of producing calcium carbide Download PDFInfo
- Publication number
- RU2697718C1 RU2697718C1 RU2018140845A RU2018140845A RU2697718C1 RU 2697718 C1 RU2697718 C1 RU 2697718C1 RU 2018140845 A RU2018140845 A RU 2018140845A RU 2018140845 A RU2018140845 A RU 2018140845A RU 2697718 C1 RU2697718 C1 RU 2697718C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- calcium carbide
- melt
- drum
- crushing
- furnace
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/90—Carbides
- C01B32/914—Carbides of single elements
- C01B32/942—Calcium carbide
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химической промышленности, в частности для электротермического получения карбида кальция и может применяться при переработке сливаемого из ванны печи расплавленного карбида кальция в кусковой продукт.The invention relates to the chemical industry, in particular for the electrothermal production of calcium carbide and can be used in the processing of molten calcium carbide discharged from a furnace bath into a lump product.
Область применения карбида кальция чрезвычайно широка. В первую очередь это промышленный синтез. Карбид кальция используется для производства синтетического каучука, уксусной кислоты, ацетона, этилена, винилхлорида, стирола. Также он находит применение в получении цианамида кальция. Это вещество ценно своим использованием в синтезе различных удобрений и цианистых веществ. В сельском хозяйстве любому агроному известно такое название, как карбидно-карбамидный регулятор. Он применяется для регуляции роста растений. А для его получения также используется карбид кальция. Эта реакция основана на нагревании карбида кальция с азотом. Восстановление щелочных металлов также не обходится без применения описываемого нами вещества. Карбид кальция применяется для производства ацетилена, применяемого в процессе газосварки.The scope of calcium carbide is extremely wide. First of all, this is industrial synthesis. Calcium carbide is used for the production of synthetic rubber, acetic acid, acetone, ethylene, vinyl chloride, styrene. It also finds application in the preparation of calcium cyanamide. This substance is valuable for its use in the synthesis of various fertilizers and cyanide substances. In agriculture, any agronomist knows such a name as a carbide-carbamide regulator. It is used to regulate plant growth. And to obtain it, calcium carbide is also used. This reaction is based on heating calcium carbide with nitrogen. The reduction of alkali metals is also not without the use of the substance described by us. Calcium carbide is used to produce acetylene, which is used in gas welding.
Известно, что наиболее распространенным и практически единственным в мире промышленно применимым способом получения карбида кальция уже на протяжении ста с лишним лет является электротермический способ получения карбида кальция в электропечах с расходуемыми угольными или графитированными электродами из шихты, приготовленной из механической смеси извести с углеродсодержащим материалом. Имеется значительное количество разновидностей этого способа, которые отличаются друг от друга в основном специальными методами приготовления шихты, ее составом и крупностью частиц, показателями тока и напряжения при плавлении шихты, однако сам процесс карбидообразования в электропечах с угольными или графитированными электродами происходит одинаково, (https://www.syl.ru/article/150446/mod_karbid-kaltsiya-svoystva-i-primenenie-poluchenie-atsetilena).It is known that the most widespread and practically the only industrially applicable method for producing calcium carbide for more than a hundred years has been the electrothermal method for producing calcium carbide in electric furnaces with consumable carbon or graphite electrodes from a mixture prepared from a mechanical mixture of lime with a carbon-containing material. There are a significant number of varieties of this method that differ from each other mainly by special methods of preparing the mixture, its composition and particle size, current and voltage indicators during melting of the mixture, however, the process of carbide formation in electric furnaces with carbon or graphite electrodes occurs the same way (https: //www.syl.ru/article/150446/mod_karbid-kaltsiya-svoystva-i-primenenie-poluchenie-atsetilena).
Рудовосстановительные электропечи оборудованы устройствами для автоматического регулирования мощности печи, скорости питания ванны шихтой, положением электродов в печи. Разработаны программы, алгоритмы и схемы управления процессом выплавки карбида кальция. Система управления рассчитывает и поддерживает оптимальную температуру процесса при помощи регулирования положения электродов, подаваемой мощности, а также управления подачей извести и кокса и их соотношением.Ore-reducing electric furnaces are equipped with devices for automatic control of the furnace power, the speed of feeding the bath with the charge, the position of the electrodes in the furnace. Programs, algorithms and control schemes for the process of smelting calcium carbide have been developed. The control system calculates and maintains the optimum process temperature by adjusting the position of the electrodes, the power supplied, as well as controlling the flow of lime and coke and their ratio.
При подготовке шихты к плавке известь должна содержать не менее 92-95% CaO и 1-2% CO2. Содержание твердого углерода в коксе 85-89%, кокс сушат до влажности 1%. Исходную шихту получают смешиванием дробленой извести крупностью 20-60 мм и углеродсодержащего материала с крупностью частиц до 25 мм при соотношении извести и углеродсодержащего материала 1:(0,45-0,5), которое получают расчетным путем. Плавление ведут при напряжении порядка: 290 В и токе 119 кА (для печей мощностью 60 MBА). Получаемый расплав карбида кальция периодически удаляют из печи путем его разлива струей в изложницы или охлаждаемый барабан. Удельный расход электроэнергии составляет 3000-4000 кВтч/ т. Удельный расход самообжигающихся электродов составляет 20-60 кг/т. Средний литраж карбида кальция, получаемого данным способом, составляет 250 л/кг (В.А. Ершов, Я.Б. Данцис, Л.Н. Реутович. Производство карбида кальция. Л. Химия, 1974, с. 43, 46-48, 55, 60).In preparing the mixture for melting, lime should contain at least 92-95% CaO and 1-2% CO 2 . The solid carbon content in coke is 85-89%, the coke is dried to a moisture content of 1%. The initial mixture is obtained by mixing crushed lime with a particle size of 20-60 mm and a carbon-containing material with a particle size of up to 25 mm with a ratio of lime and carbon-containing material 1: (0.45-0.5), which is obtained by calculation. Melting is carried out at a voltage of about 290 V and a current of 119 kA (for furnaces with a capacity of 60 MBA). The resulting calcium carbide melt is periodically removed from the furnace by spraying it into molds or a cooled drum. The specific energy consumption is 3000-4000 kWh / t. The specific consumption of self-firing electrodes is 20-60 kg / t. The average displacement of calcium carbide obtained by this method is 250 l / kg (V.A. Ershov, Ya.B. Danzis, L.N. Reutovich. Production of calcium carbide. L. Chemistry, 1974, p. 43, 46-48 , 55, 60).
При способе слива расплава карбида кальция в чугунные тигли (изложницы) время контакта расплава с воздухом минимальное, что исключает его взаимодействие с кислородом и азотом воздуха. Продукт получается высокого качества. Потери литража не превышают 3-6%. Выход товарного кускового карбида кальция фракции 25-80 мм - 80%, а литраж не менее 285 дм3/кг. Однако, этот способ отличается высокими трудозатратами из-за большого количества изложниц емкостью 1-1,5 тонны и необходимого времени охлаждения карбида кальция в изложницах не менее 24 часов, что делает нецелесообразным его использование для печей мощностью более 20 МВА.With the method of pouring calcium carbide melt into cast-iron crucibles (molds), the contact time of the melt with air is minimal, which excludes its interaction with oxygen and nitrogen in the air. The product is of high quality. Loss of displacement does not exceed 3-6%. The output of marketable lumpy calcium carbide fraction 25-80 mm - 80%, and the displacement is not less than 285 dm 3 / kg. However, this method is characterized by high labor costs due to the large number of molds with a capacity of 1-1.5 tons and the required cooling time of calcium carbide in the molds for at least 24 hours, which makes it inappropriate to use it for furnaces with a capacity of more than 20 MVA.
При способе охлаждения карбида кальция в охлаждающем барабане расплав, сливаемый из руднотермической электропечи, поступает по водоохлаждаемому лотку в охлаждающий барабан диаметром 2 метра, длинной более 40 м. Барабан орошается с наружной поверхности водой. В нем осуществляется: охлаждение; кристаллизация расплава; дробление и транспортировка кускового продукта. Однако, из-за высокой реакционной способности к воздуху расплава и кускового карбида кальция в зоне температур более 1000°С, этот способ отличается большими потерями литража, товарного карбида кальция, которые достигают 10% Кроме того, дробление кускового карбида кальция в барабане осуществляется от соударения по мере продвижения в барабане, который оборудован поперечными полками и вращается со скоростью 8 об/мин. Этот малоэффективный способ дробления приводит к переизмельчению продукта и так же способствует снижению его литража.In the method of cooling calcium carbide in a cooling drum, the melt discharged from the ore-thermal electric furnace is fed through a water-cooled tray to a cooling drum with a diameter of 2 meters and a length of more than 40 m. The drum is irrigated from the outer surface with water. It is carried out: cooling; crystallization of the melt; crushing and transportation of lumpy product. However, due to the high reactivity to air of the melt and lump of calcium carbide in the temperature zone of more than 1000 ° C, this method is characterized by large losses of displacement, marketable calcium carbide, which reach 10%. In addition, crushing of lump calcium carbide in the drum is carried out by impact as you move in a drum that is equipped with transverse shelves and rotates at a speed of 8 rpm. This ineffective crushing method leads to over-grinding of the product and also helps to reduce its displacement.
Выход товарного карбида кальция фракции 25-80 мм составляет 30-40%, литраж 250-270 дм3/кг. Выход мелких фракций карбида кальция 0-25 мм составляет 60-70%, литраж 230-240 дм3/кг.The output of salable calcium carbide fraction 25-80 mm is 30-40%, the displacement is 250-270 dm 3 / kg. The output of small fractions of calcium carbide 0-25 mm is 60-70%, the displacement of 230-240 dm 3 / kg
Известен способ получения карбида кальция в руднотермической печи, включающий подготовку шихты, состоящую из извести и кокса, плавление ее в ванне печи, слив полученного карбида кальция и грануляцию карбида кальция путем загрузки расплава в охлаждающий барабан в смеси с уже закристаллизовавшимся продуктом. При этом доля твердого карбида кальция составляет 20-40% от объема сливаемого расплава (Патент №859292, опубликовано 30.01.1981 г.). Фактически способ заключается в двухступенчатой переработке расплавленного карбида кальция. На первом этапе осуществляется слив и предварительное охлаждение расплава в специальных тиглях на открытом воздухе до формирования массы расплава в виде блоков. На втором этапе блоки вынимают и подают в головку охлаждающего барабана. Твердые куски карбида кальция выступают в роли микрохолодильников, воспринимающих на себя сьем части тепла расплава в процессе кристаллизации карбида кальция. В процессе переработки во вращающимся барабане блоки разламываются и дробятся на куски. Дробление кускового карбида кальция осуществляется от соударения и истирания по мере продвижения в барабане, оборудованным поперечными полками и вращающимся со скоростью 8 об\мин и более. Этот малоэффективный способ дробления приводит к переизмельчению продукта и также способствует снижению его литража.A known method of producing calcium carbide in an ore-thermal furnace, including the preparation of a mixture consisting of lime and coke, melting it in a furnace bath, draining the obtained calcium carbide, and granulating calcium carbide by loading the melt into a cooling drum in a mixture with an already crystallized product. The proportion of solid calcium carbide is 20-40% of the volume of the melt being drained (Patent No. 859292, published January 30, 1981). In fact, the method consists in a two-stage processing of molten calcium carbide. At the first stage, the melt is drained and pre-cooled in special crucibles in the open air until the mass of the melt is formed in the form of blocks. At the second stage, the blocks are removed and fed to the head of the cooling drum. Solid pieces of calcium carbide act as micro-refrigerators, perceiving the removal of part of the heat of the melt during crystallization of calcium carbide. During processing in a rotating drum, the blocks are broken and crushed into pieces. Crushing of lump calcium carbide is carried out from impact and abrasion as it moves in a drum equipped with transverse shelves and rotating at a speed of 8 rpm or more. This ineffective crushing method leads to over-grinding of the product and also helps to reduce its displacement.
Недостатками указанного способа являются сложность осуществления процесса и низкий уровень эффективности охлаждения вследствие наличия расплавленного карбида кальция в блоке, Все это не позволяет добиться высокого литража карбида кальция и однородности его гранулометрического состава. Выход товарного карбида кальция фракции 25-80 мм составляет 30-40%, литраж 260-270 л\кг. Выход мелких фракций 0-25 мм составляет 60-70%, литраж 240-250 л\кг.The disadvantages of this method are the complexity of the process and the low level of cooling efficiency due to the presence of molten calcium carbide in the block. All this does not allow to achieve a high displacement of calcium carbide and the uniformity of its particle size distribution. The yield of salable calcium carbide fraction 25-80 mm is 30-40%, the displacement 260-270 l \ kg. The output of small fractions of 0-25 mm is 60-70%, the displacement is 240-250 l / kg.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому техническому решению, по достигаемому результату, является способ получения карбида кальция в руднотермической печи, включающий приготовление шихты из известняка и кокса, загрузку шихты в печь, плавление шихты, выпуск полученного расплава карбида кальция с температурой около 2000°С в грануляционный вращающийся барабан в присутствии кальцийсодержащей добавки, в качестве которой используют карбонат кальция (известняк) с размером частиц 10-30 мм взятом в количестве 2-5% от массы расплава карбида кальция. В грануляционном барабане происходит охлаждение, дробление и сепарация полученного в нем продукта (Патент №1723034, опубликованное 30.03.1992 г.).The closest technical solution to the claimed technical solution, according to the achieved result, is a method for producing calcium carbide in an ore-thermal furnace, including preparing a mixture of limestone and coke, loading the mixture into the furnace, melting the mixture, and releasing the obtained calcium carbide melt with a temperature of about 2000 ° C in granulation rotating drum in the presence of a calcium-containing additive, which is used as calcium carbonate (limestone) with a particle size of 10-30 mm taken in an amount of 2-5% by weight of the melt car bide of calcium. In the granulation drum, cooling, crushing and separation of the product obtained in it takes place (Patent No. 1723034, published March 30, 1992).
В отличии от известных способов обработки расплава карбида кальция в вращающемся грануляционном барабане, процесс кристаллизации происходит за счет имеющейся у твердых кусков карбида кальция теплоемкости, воспринимающей тепло расплава в способе - прототипе происходит обжиг известняка, который сопровождается бурной эндотермической реакцией (реакция поглощения тепла) с выделением большого количества инертного газа CO2, что в условиях замкнутого объема внутриохлаждающего барабана создает надежное препятствие доступу воздуха, при этом CO2 является инертным по отношению к карбиду кальция. Это увеличивает скорость кристаллизации расплава при одновременном снижении интенсивности теплообмена между высокотемпературным расплавом и стенками барабана, а также более равномерное распределение тепла по всей длине барабана.In contrast to the known methods for processing calcium carbide melt in a rotating granulation drum, the crystallization process occurs due to the specific heat available in solid pieces of calcium carbide, which receives the heat of the melt in the prototype method, limestone is fired, which is accompanied by a violent endothermic reaction (heat absorption reaction) with evolution a large amount of inert gas CO 2 , which in a closed volume of the internal cooling drum creates a reliable obstacle to the access of air, while CO 2 is inert with respect to calcium carbide. This increases the rate of crystallization of the melt while reducing the rate of heat transfer between the high-temperature melt and the walls of the drum, as well as a more uniform distribution of heat along the entire length of the drum.
К преимуществам реализации способа относятся: сокращение времени пребывания карбида кальция во вращающимся грануляционном барабане, за счет увеличения скорости охлаждения расплава карбида кальция и использование в качестве добавки некондиционного известняка, а также повышение надежности работы грануляционного барабана за счет более равномерного распределения тепла по всей длине барабана.The advantages of implementing the method include: reducing the residence time of calcium carbide in the rotating granulation drum, by increasing the cooling rate of the calcium carbide melt and using substandard limestone as an additive, as well as increasing the reliability of the granulation drum due to a more uniform heat distribution along the entire length of the drum.
Однако, этот способ не исключает спекания быстро обожженного известняка с карбидным расплавом, следствием чего является снижение литража карбида кальция.However, this method does not exclude the sintering of rapidly calcined limestone with carbide melt, which results in a decrease in calcium carbide displacement.
Кроме того, добавка извести, для повышения текучести расплава карбида, не только уменьшает литраж, но и повышает вредность данного способа для окружающей среды.In addition, the addition of lime, to increase the fluidity of the carbide melt, not only reduces the displacement, but also increases the environmental hazard of this method.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение литража карбида кальция, увеличение выхода кондиционных фракций карбида кальция и повышение надежности работы грануляционного охлаждающего барабана.The objective of the invention is to increase the displacement of calcium carbide, increase the yield of conditioned fractions of calcium carbide and increase the reliability of the granulation cooling drum.
Технический результат достигается за счет того, что в известный способ получения карбида кальция в руднотермической печи, включающий приготовление шихты из извести и углеродсодержащего материала, загрузку шихты в печь, плавление шихты, выпуск полученного расплава карбида кальция во вращающийся охлаждающий барабан в смеси с добавками материала, применяемого в производстве карбида кальция, для кристаллизации, охлаждения и частичного дробления, с последующей сепарацию каждой фракции карбида кальция по размерам, внесены изменения и добавления, а именно:The technical result is achieved due to the fact that in the known method of producing calcium carbide in an ore-thermal furnace, including the preparation of a mixture of lime and a carbon-containing material, loading the mixture into the furnace, melting the mixture, releasing the obtained calcium carbide melt into a rotating cooling drum in a mixture with material additives, used in the production of calcium carbide for crystallization, cooling and partial crushing, followed by separation of each fraction of calcium carbide in size, changes and extras Lenia, namely:
- в качестве добавки используют твердый некондиционный карбид кальция (ретур), загружаемый одновременно со сливом расплава карбида кальция в охлаждающийся барабан в соотношении расплав/ретур равным 1:(0.4-0,6);- as an additive, solid substandard calcium carbide (retur) is used, loaded simultaneously with the discharge of the calcium carbide melt into the cooling drum in a melt / retur ratio of 1: (0.4-0.6);
- окончательное дробление кусков карбида кальция осуществляют в щековой дробилке, после транспортировки кусков карбида кальция из охлаждающего барабана;- the final crushing of pieces of calcium carbide is carried out in a jaw crusher, after transportation of pieces of calcium carbide from a cooling drum;
- сепарацию, полученного кускового карбида кальция по фракциям осуществляют после окончания основного дробления в щековой дробилке.- separation of the obtained lump of calcium carbide into fractions is carried out after the completion of the main crushing in a jaw crusher.
Кроме того, в качестве ретура используют куски карбида кальция размером 0-25 мм, а скорость вращения грануляционного барабана варьируют в пределах 4-8 об/-мин.In addition, pieces of calcium carbide with a size of 0-25 mm are used as retur, and the rotation speed of the granulation drum varies between 4-8 rpm.
Соотношение расплав/ретур выбран исходя из теплового расчета конкретного процесса получения карбида кальция в руднотермических печах и слива полученного карбида кальция во вращающий охлаждающий барабан, стенки которого охлаждаются оборотной водой.The melt / retur ratio is selected based on the thermal calculation of the specific process for producing calcium carbide in ore-thermal furnaces and the discharge of the obtained calcium carbide into a rotary cooling drum, the walls of which are cooled by circulating water.
Для каждого варианта расчета принимались следующие параметры оборудования, а именно: производительность печи по карбиду кальция т/ч, количество и температура расплава, сливаемого в грануляционный барабан; количество тепла, вносимое с расплавом за один слив, дж; количество ретурного карбида кальция, размером 0-25 мм, загружаемого в барабан, т/ч; количество тепла вносимого ретурным карбидом кальция, дж; количество тепла, поглощаемого ретуром, дж (при температуре выравнивания, в результате конвективного теплообмена); количество тепла, которое снимается принятым в технологии слива в охлаждающий барабан орошением барабана водой, дж; количество воды подаваемой на стенки барабан для охлаждения, м3/ч.For each calculation option, the following equipment parameters were adopted, namely: furnace productivity for calcium carbide t / h, the amount and temperature of the melt poured into the granulation drum; the amount of heat introduced with the melt in one drain, j; the amount of calcium carbide reture, size 0-25 mm, loaded into the drum, t / h; the amount of heat introduced by the reture calcium carbide, j; the amount of heat absorbed by the reture, j (at an equalization temperature, as a result of convective heat transfer); the amount of heat that is removed by the technology used to drain the cooling drum by irrigation of the drum with water, j; the amount of water supplied to the walls of the drum for cooling, m 3 / h
При смешении расплава с твердыми, холодными кусками карбида кальция 0-25 мм происходит охлаждение и кристаллизация расплава, т.к. кусковой карбид образует центры кристаллизации расплава. Передача тепла от горячего к холодному карбиду кальция идет через теплообмен. Выравнивание температур происходит в диапазоне 1450-1250°С.When the melt is mixed with solid, cold pieces of calcium carbide 0-25 mm, the melt is cooled and crystallized, because lumpy carbide forms centers of crystallization of the melt. Heat is transferred from hot to cold calcium carbide through heat transfer. Temperature equalization occurs in the range of 1450-1250 ° C.
Тепловые расчеты были выполнены для нескольких руднотермических печей, различной мощности и при использовании стандартных грануляционных барабанов, в результате чего было установлено, что в результате конвективного теплообмена расплава с ретуром, количество снимаемого тепла охлаждением водой стенок барабана снижается от 28 до 38%, в зависимости от количества вводимого в расплав ретура, что позволяет повысить скорость охлаждения кусков карбида кальция в охлаждающем барабане, что приводит к уменьшению потерь литража карбида кальция.Thermal calculations were performed for several ore-thermal furnaces of various capacities and using standard granulation drums, as a result of which it was found that as a result of convective heat transfer of the melt with retur, the amount of heat removed by cooling the drum walls with water decreases from 28 to 38%, depending on the amount of retur introduced into the melt, which allows to increase the cooling rate of the pieces of calcium carbide in the cooling drum, which leads to a decrease in the loss of displacement of calcium carbide.
Уменьшение количества ретура (менее 400 кг/т) снижает скорость охлаждения и увеличивает время пребывания карбида кальция в охлаждаюшем барабане, что приводит к переизмельчению кусков карбида кальция, т.е. уменьшению выхода кондиционного продукта, а более 600 кг/т, из за резкого охлаждения кусков карбида кальция в охлаждающем барабане, образуется меньшее количество кусков размером 0-25 мм и для обеспечения нужного количества ретура, не исключается необходимость додробления кусков карбида кальция размером 25-50 мм, что ухудшает технико-экономические показатели процесса.A decrease in the amount of reture (less than 400 kg / t) reduces the cooling rate and increases the residence time of calcium carbide in the cooling drum, which leads to overgrowing of pieces of calcium carbide, i.e. a decrease in the yield of the conditioned product, and more than 600 kg / t, due to the sharp cooling of the pieces of calcium carbide in the cooling drum, a smaller number of pieces of 0-25 mm in size is formed and to ensure the desired amount of reture, the need to refine the pieces of calcium carbide of 25-50 mm, which affects the technical and economic indicators of the process.
С целью снижения переизмельчения карбида кальция и получения на выходе из барабана крупных фракций 25-200 мм до 60%-80% с высоким литражом и температурой не более 100-130°С необходимо снижать скорость вращения барабана. Требуемая скорость определялась опытным путем, при этом учитывалась электрическая мощность руднотермической печи и ее производительность.In order to reduce the overgrinding of calcium carbide and to obtain large fractions of 25-200 mm at the exit from the drum to 60% -80% with a high displacement and a temperature of not more than 100-130 ° C, it is necessary to reduce the rotation speed of the drum. The required speed was determined empirically, while taking into account the electric power of the ore-thermal furnace and its productivity.
Таким образом, в охлаждающем барабане происходит только предварительное, дробление карбида кальция, в основном за счет контактирования ретура с расплавом, в результате чего на выходе охлаждающего барабана образуются куски карбида кальция размером 0-200 мм и температурой 90-130°С.Thus, only preliminary crushing of calcium carbide occurs in the cooling drum, mainly due to contacting the retur with the melt, as a result of which chunks of calcium carbide with a size of 0-200 mm and a temperature of 90-130 ° C are formed at the output of the cooling drum.
Скорость вращения грануляционного барабана в диапазоне 4-8 об/мин выбрана из соображений исключения дробления расплава карбида кальция при его кристаллизации и оптимальности времени охлаждения, т.е. времени пребывания его в барабане.The rotational speed of the granulation drum in the range of 4-8 rpm was chosen for reasons of eliminating crushing of the calcium carbide melt during its crystallization and the optimum cooling time, i.e. time spent in the drum.
При скорости вращения барабана менее 4 об/мин образуется недостаточно мелочи для получения ретура и увеличивается время пребывания кусков карбида кальция, что снижает производительность грануляционного барабана.When the rotational speed of the drum is less than 4 rpm, not enough fines are formed to obtain a retur and the residence time of pieces of calcium carbide increases, which reduces the productivity of the granulation drum.
При скорости вращения барабана большем чем 8 об/мин может происходить процесс дробления не только за счет истирания, но и частичного дробления, при этом количество ретура увеличивается, а литраж карбида кальция уменьшается.At a drum rotation speed of more than 8 rpm, a crushing process can occur not only due to abrasion, but also partial crushing, while the amount of reture increases and the displacement of calcium carbide decreases.
В результате, за счет определенного выбора параметров вращения охлаждающего барабана и соотношения расплав/ретур карбида кальция в барабане, происходит только предварительное, дробление карбида кальция до размера кусков 0-200 мм. Окончательное дробление карбида кальция осуществляется в щековой дробилке, установленной за охлаждающим барабаном, куда он поступает по наклонному лотку. Гранулометрический состав дробленого карбида кальция после дробилки должен соответствовать 0-80 мм.As a result, due to a certain selection of the parameters of rotation of the cooling drum and the ratio of melt / retur of calcium carbide in the drum, only preliminary crushing of calcium carbide to the size of pieces 0-200 mm occurs. The final crushing of calcium carbide is carried out in a jaw crusher installed behind the cooling drum, where it enters through an inclined tray. The granulometric composition of crushed calcium carbide after the crusher should correspond to 0-80 mm.
Управление скоростью вращения грануляционного барабана и работой щековой дробилки осуществляет оператор дробильщик с пульта управления, расположенного вне зоны дробления. Для предварительного дробления и проталкивания в дробилку кусков более 200 мм, над дробилкой устанавливается пневмотолкатель, управляемый оператором дробильщиком.The rotation speed of the granulation drum and the operation of the jaw crusher are controlled by the grinder operator from a control panel located outside the crushing zone. For preliminary crushing and pushing pieces of more than 200 mm into the crusher, a pneumatic pusher, controlled by the grinder operator, is installed above the crusher.
Технологический процесс производства карбида кальция включает следующие основные стадии: 1. Подготовка, транспортировка и хранение сырья; 2. Приготовление и транспортировка шихты; 3. Получение карбида кальция; 4. Охлаждение, кристаллизация, сортировка и упаковка карбида кальция. При осуществлении этих стадий происходит очитка: реакционного газа, дымовых газов и сточных вод.The technological process for the production of calcium carbide includes the following main stages: 1. Preparation, transportation and storage of raw materials; 2. Preparation and transportation of the mixture; 3. Obtaining calcium carbide; 4. Cooling, crystallization, sorting and packaging of calcium carbide. When these stages are carried out, a cleaning occurs: reaction gas, flue gases and wastewater.
Ниже приводим конкретный пример реализация предлагаемого способа получения карбида кальция.Below is a specific example of the implementation of the proposed method for producing calcium carbide.
Приготовление шихты заключается в смешении обожженная извести, получаемой в известково-обжигательных печах, причем известь грануляции 0-20 мм и 20-80 мм поступает из разных бункеров, с углеродистым материалом (кокс, антрацит).The preparation of the mixture consists in mixing calcined lime obtained in calcareous kilns, and lime granulation 0-20 mm and 20-80 mm comes from different bins, with carbon material (coke, anthracite).
При одновременной работе известковых и углеродистых весовых дозаторов смешение извести и углеродистых материалов осуществляется в ковшах конвейеров. Шихта загружалась в печь при соотношении известь/ углеродистый материал 1:0,7, причем 20% углеродистого материала составлял антрацит, остальное - кокс.With the simultaneous operation of lime and carbon weighing batchers, the mixing of lime and carbon materials is carried out in conveyor buckets. The mixture was loaded into the furnace at a ratio of lime / carbon material of 1: 0.7, with 20% of the carbon material being anthracite, the rest was coke.
Шихта через четыре комплекта загрузочных устройств поступает в ванну трехфазной электрической печи с номинальной мощностью 40 МВА и рядовым расположением электродов. Ванна печи имеет вид прямоугольника с закругленными углами. Кожух ванны печи выполнен из листовой стали с ребрами жесткости. Подина выложена следующим образом: на днище ванны в качестве выравнивающего слоя в 200 мм насыпан сухой песок, затем выложены семь рядов шамотного кирпича и сверху три ряда угольных блоков. При укладке которых применяется специальная углеграфитовая паста.The mixture through four sets of loading devices enters the bath of a three-phase electric furnace with a rated power of 40 MVA and an ordinary arrangement of electrodes. The bathtub of the furnace has the form of a rounded rectangle. The furnace bath casing is made of sheet steel with stiffeners. The bottom is laid out as follows: dry sand is poured on the bottom of the bathtub as a leveling layer of 200 mm, then seven rows of fireclay bricks and three rows of coal blocks are laid on top. When laying, a special carbon-graphite paste is used.
Процесс образования карбида кальция происходит за счет больших затрат тепла, т.к. температура карбидообразования 1800-2300°С.The process of formation of calcium carbide occurs due to the high cost of heat, because carbide formation temperature 1800-2300 ° С.
Тепло необходимое для образование карбида кальция, получается частично за счет возникновения электрической дуги «электрод - расплав» и частично за счет прохождения электрического тока свозь слой шихты в ванне печи.The heat necessary for the formation of calcium carbide is obtained partly due to the appearance of an electric arc "electrode - melt" and partly due to the passage of electric current, the charge layer is transported in the furnace bath.
Для ввода тока в ванну служат три самоспекающихся электрода. Электроды имеют прямоугольное сечение с закругленными краями, размеры 2800 * 650 мм. Кожух выполнен из листовой стали толщиной 2,5-3,0 мм.Three self-sintering electrodes are used to introduce current into the bath. The electrodes have a rectangular cross section with rounded edges, sizes 2800 * 650 mm. The casing is made of sheet steel 2.5-3.0 mm thick.
Электрический ток от трансформаторного агрегата, состоящего из главного трансформатора ЭТЦИ - 45000/35 и регулировочного трансформатора АЭТЦНКИ - 40000/35, передается по медным водоохлаждаемым трубам короткой сети, гибким пакетам, трубошинам и контактным плитам. Для создания контакта между плитами и электродом в стяжной балке имеются прижимные устройства.The electric current from the transformer unit, consisting of the main transformer ETCI - 45000/35 and the regulating transformer AETSCNKI - 40000/35, is transmitted through copper water-cooled pipes of a short network, flexible bags, tubes and contact plates. To create contact between the plates and the electrode, there are clamping devices in the tie bar.
Система электродержателя поднимается и опускается с помощью гидроподъемников, приводимых в движение гидравлической установкой высокого давления. Ход гидроподъемников - 600 мм.The electric holder system rises and falls with the help of hydraulic lifts, driven by a high-pressure hydraulic unit. Hydraulic lift stroke - 600 mm.
Для исключения попадания дымовых газов в помещение цеха на каждом электроде установлены гидравлические уплотнения электродов - гидрозатворы. Гермитичность между кожухом электродержателя и кожухом электрода обеспечивается сальниковыми уплотнениями. Для контроля температуры дымовых газов в районе короткой сети по периметру зонта печи установлены термоэлектрические преобразователи.To prevent flue gases from entering the workshop room, each electrode is equipped with hydraulic electrode seals - water locks. The tightness between the casing of the electrode holder and the casing of the electrode is provided by stuffing box seals. To control the temperature of the flue gases in the area of the short network, thermoelectric converters are installed around the perimeter of the furnace umbrella.
Все основные детали карбидной печи водоохлаждаемые. Охлаждение осуществляется из десяти распределительных коллекторов оборотной воды. Подача оборотной воды из системы охлаждения осуществляется дистанционно со щита КИП открытием клапана и электрозадвижек на линии воды.All main parts of the carbide furnace are water-cooled. Cooling is carried out from ten circulating water distribution manifolds. The supply of circulating water from the cooling system is carried out remotely from the instrumentation panel by opening the valve and electric valves on the water line.
По мере схода прогретой шихты в зону реакции и опускания колошника производится подсыпка свежей шихты. Шихта загружается при помощи загрузочного устройства, в комплект которого входит: шиберный затвор, секторный затвор с двумя секторами и двумя выходными течками, открывающимися и закрывающимися двумя пневмоцилиндрами, управляемыми со щита управления; двухрукавная течка и т.д. Течки приводятся в движение пневмоцилиндрами.As the heated mixture descends into the reaction zone and the top is lowered, fresh mixture is added. The mixture is loaded using a loading device, the set of which includes: a slide gate, a sector gate with two sectors and two outlet chutes, opening and closing by two pneumatic cylinders controlled from the control panel; two-sleeve estrus, etc. The leaks are driven by pneumatic cylinders.
Во избежение спекания шихты на колошнике и ее обвалов с выбросом раскаленной шихты, реакционных газов или карбида кальция, осуществлялся постоянный визуальный контроль за сходом шихты на колошнике, производилось ее постоянное рыхление и подгребание к электроду.In order to avoid sintering of the charge on the top and its collapses with the release of a hot mixture, reaction gases or calcium carbide, constant visual control over the descent of the charge on the top was carried out, it was constantly loosening and picking up to the electrode.
В ванне карбидной печи одновременно протекают различные процессы, связанные с химическими и фазовыми превращениями в неоднородном температурном поле, поэтому ванну печи подразделяют на зоны и рассматривают каждую зону отдельно и во взаимодействии с другими зонами.In the bath of the carbide furnace, various processes simultaneously occur associated with chemical and phase transformations in an inhomogeneous temperature field; therefore, the furnace bath is divided into zones and each zone is considered separately and in interaction with other zones.
Верхняя зона 1 - зона твердофазных процессов. Здесь происходит постепенный нагрев шихты и начинается реакция карбидообразования в твердой фазе на поверхности кусочков извести за счет диффузии молекул углерода. Образование карбида кальция в первой зоне происходит и за счет взаимодействия углерода с возгоняющимися из нижних зон парами кальция. Электропроводность шихты в этой зоне низкая, т.к. куски углеродистого материала изолированы друг от друга неэлктропроводными кусками извести, поэтому источником нагрева шихты является теплопередача от раскаленных реакционных газов, поднимающихся из нижних зон печи и теплопроводности шихтовых компонентов.The upper zone 1 is a zone of solid-phase processes. Here, the charge is gradually heated and the carbide formation reaction begins in the solid phase on the surface of lime pieces due to the diffusion of carbon molecules. The formation of calcium carbide in the first zone also occurs due to the interaction of carbon with calcium vapor sublimating from the lower zones. The electrical conductivity of the charge in this zone is low, because pieces of carbon material are isolated from each other by non-conductive pieces of lime, therefore, the source of heating of the mixture is heat transfer from the hot reaction gases rising from the lower zones of the furnace and the thermal conductivity of the charge components.
По мере образования смеси CaO+CaC2 теплопроводность и электропроводность этой зоны увеличивается и образуется зона плавления 2. Образовавшийся расплав обладает достаточной подвижностью и стекает в нижние зоны печи. Этой подвижностью не обладает углеродсодержащий материал, т к его плотность меньше плотности расплава, то он всплывает в верхнюю зону расплава. В эту зону с шихтой непрерывно поступают новые порции углеродсодержащего материала, в результате образуется зона богатая углеродом - зона 3.As the CaO + CaC 2 mixture forms, the thermal and electrical conductivity of this zone increases and a melting zone 2 is formed. The formed melt has sufficient mobility and flows to the lower zones of the furnace. The carbon-containing material does not possess this mobility, since its density is less than the density of the melt, it floats into the upper zone of the melt. New batches of carbon-containing material continuously enter this zone with the charge; as a result, a zone rich in carbon is formed - zone 3.
В этой зоне происходят основные химические реакции и превращение электричества в теплоту, т.к. углеродистая зона обеспечивает контакт между электродом и подом печи, а следовательно, положение и размер углеродистой зоны, а также определяет положение электрода - важнейшего показателя работы печи. Если электроды находятся выше этой зоны, то электрический контакт нарушается, а опускание их ниже уровня зоны приведет к падению электросопротивления и росту тока, т.е нарушению электрического режима печи, который выбирается из заданной рабочей мощности печи и электрических характеристик печного трансформатора. Исходя из выбранной рабочей мощности печи, в нашем случае 34 МВт, задаются током электрода каждой фазы, значение которого поддерживают посредством перемещения соответствующего электрода, а если электрод короткий, то его перепускают, но не более чем на 150 мм. Превышение этой величины может привести к преждевременному выходу из строя газосборников, установленных в ванне печи, а также к увеличению теплопотерь на колошнике и увеличению температуры отходящих газов.In this zone, the main chemical reactions and the conversion of electricity into heat occur, because the carbon zone provides contact between the electrode and the hearth of the furnace, and therefore, the position and size of the carbon zone, and also determines the position of the electrode - the most important indicator of the furnace. If the electrodes are above this zone, then the electrical contact is broken, and lowering them below the level of the zone will lead to a drop in electrical resistance and an increase in current, i.e. violation of the electric mode of the furnace, which is selected from the given operating power of the furnace and the electrical characteristics of the furnace transformer. Based on the selected operating power of the furnace, in our case 34 MW, are set by the current of the electrode of each phase, the value of which is maintained by moving the corresponding electrode, and if the electrode is short, then it is bypassed, but not more than 150 mm. Exceeding this value can lead to premature failure of the gas collectors installed in the furnace bath, as well as to an increase in heat losses at the top and an increase in the temperature of the exhaust gases.
Мощность каждой фазы определяется заданной величиной тока и напряжением фазы (ступенью напряжения). Электрические характеристики вышеуказанного печного трансформатора позволяют выбрать следующий электрический режим: ток линейный не более 88100 А (до 51000 А фазный) и исходя из того, что автотрансформатор имеет 49 ступеней переключения - напряжение печного трансформатор можно изменять в пределах от 130,8 до 262,5 В.The power of each phase is determined by the set current value and phase voltage (voltage stage). The electrical characteristics of the above furnace transformer allow you to choose the following electrical mode: linear current no more than 88100 A (up to 51000 A phase) and based on the fact that the autotransformer has 49 switching steps - the voltage of the furnace transformer can be changed in the range from 130.8 to 262.5 AT.
Исходя из прямоугольной формы ванны печи и рядового расположения самообжигающихся электродов в ванне печи, короткая сеть является несимметричной, поэтому в процессе работы печи происходит перенос мощности с электрода первой фазы на электрод третьей фазы («дикая» фаза), а первая является - «мертвой» фазой), поэтому на первой фазе напряжение больше, чем на других фазах, но следует учесть, что перекос ступени напряжения допустим в определенных пределах.Based on the rectangular shape of the furnace bath and the row arrangement of self-baking electrodes in the furnace bath, the short network is asymmetric, therefore, during the operation of the furnace, power is transferred from the first phase electrode to the third phase electrode (“wild” phase), and the first is “dead” phase), therefore, in the first phase, the voltage is greater than in other phases, but it should be noted that the voltage level is skewed within certain limits.
Токовая нагрузка трансформатора зависит от двух факторов: электросопротивления шихты и электросопротивления подэлектродного пространства.The current load of the transformer depends on two factors: the electrical resistance of the charge and the electrical resistance of the sub-electrode space.
Первое зависит от содержания в шихте углеродистого материала и извести и их соотношения. Известь обладает значительно большим электросопротивлением по сравнению с углеродсодержащими материалами (кокс, антрацит), поэтому электросопротивление шихты обычно увеличивают подачей на колошник корректировочной извести (конструкция печи это позволяет осуществить). Разовая подача ее не должна превышать 200 кг.The first depends on the content in the charge of carbon material and lime and their ratio. Lime has a significantly higher electrical resistance compared to carbon-containing materials (coke, anthracite), therefore, the electrical resistance of the mixture is usually increased by applying corrective lime to the top (this allows the furnace to be implemented). Its single supply should not exceed 200 kg.
Сопротивление подэлектродного пространства зависит от положения электрода в ванне печи, за счет перемещения / перепуска которых поддерживается токовый режим работы печи.The resistance of the sub-electrode space depends on the position of the electrode in the furnace bath, due to the movement / bypass of which the current mode of operation of the furnace is maintained.
Зона 4 - зона чистого расплава и зона 5 - зона ферросилиция являются отстойными, в них основной процесс, т.е. восстановление, уже не идет, а лишь осуществляется слив соответствующего продуката.Zone 4 - the zone of pure melt and zone 5 - the zone of ferrosilicon are slop, in them the main process, i.e. recovery is no longer going on, but only the corresponding product is being drained.
Слив карбида кальция из зоны 4 осуществляется периодически, причем количество и время слива зависит от рабочей мощности печи. При рабочей мощности печи 34 МВт осуществляли два слива в час по 5 (пять) тонн в каждом с интервалом 10 минут. При задержках сливов зона 4 может иметь значительные размеры, а образовавшиеся в результате разложения газообразные продукты могут повлечь за собой вскипания расплава и выброс его из печи.The discharge of calcium carbide from zone 4 is carried out periodically, and the amount and time of discharge depends on the operating capacity of the furnace. At a furnace operating capacity of 34 MW, two drains per hour of 5 (five) tons each were carried out with an interval of 10 minutes. With delays in the discharge, zone 4 can have significant dimensions, and gaseous products formed as a result of decomposition can entail boiling of the melt and its ejection from the furnace.
Сливаемый из ванны печи расплавленный карбид кальция с температурой в пределах 1900-2100°С, по водоохлаждаемому лотку, закрытому спереди и с боковых сторон водоохлаждаемыми экранами поступает во вращающийся охлаждающий барабан, орошаемый оборотной водой. Одновременно в него загружают по 2,5 т некондиционного кускового карбида кальция (ретура) на каждую загрузку расплава, т.е. 50%.The molten calcium carbide drained from the furnace bath with a temperature in the range of 1900–2100 ° C, enters the rotating cooling drum irrigated with circulating water through a water-cooled tray closed in front and on the sides with water-cooled screens. At the same time, 2.5 tons of substandard lumpy calcium carbide (retur) are loaded into it for each melt charge, i.e. 50%.
Охлаждающий барабан имеет производительность порядка 16-17 т/ч, внутренний диаметр 2,0 м и длиной 43 м, уклон по горизонтали 1°26 с, максимальная скорость вращения 8 об/мин. По внутренней поверхности барабана в определенном порядке наварены направляющие насадки. Для лучшего съема тепла в передней, наиболее теплонапряженной части барабана установлена медная головка. Обечайка барабана выполнена из листовой стали толщиной до 20 мм Для интенсивного охлаждения передней части барабана установлены три водоохлаждаемые кольца. Подача воды на первое кольцо, охлаждающее головку барабана, в количестве не менее 350 м3/ч, и подается насосами водооборотной системы. Вода на второе кольцо подается в количестве не менее 230 м3/ч охлаждающее переднюю царьгу, а на третье кольцо вода подается насосами в количестве не менее 200 м3/ч. При снижении расхода воды на какое-либо кольцо, срабатывает световая и звуковая сигнализация. Для охлаждения бандажей барабана используется оборотная вода.The cooling drum has a capacity of about 16-17 t / h, an inner diameter of 2.0 m and a length of 43 m, a horizontal slope of 1 ° 26 s, a maximum rotation speed of 8 rpm. On the inner surface of the drum in a certain order guides are welded. For better heat removal, a copper head is installed in the front, most heat-stressed part of the drum. The drum shell is made of sheet steel up to 20 mm thick. Three water-cooled rings are installed for intensive cooling of the front of the drum. The water supply to the first ring, cooling the drum head, in an amount of at least 350 m 3 / h, and is supplied by the pumps of the water circulation system. Water is supplied to the second ring in an amount of at least 230 m 3 / h, cooling the front drawer, and water to the third ring is pumped in an amount of at least 200 m 3 / h. With a decrease in water consumption for any ring, a light and sound alarm is triggered. Recycled water is used to cool the drum bandages.
Охлаждение и кристаллизация карбида кальция достигается не только за счет водоохлаждения внешних стенок обечайки барабана, но также и за счет конвективного теплообмена между расплавом и кусками ретура (куски 0-25 мм) производства карбида кальция, имеющего температуру 20°С.Cooling and crystallization of calcium carbide is achieved not only due to water cooling of the outer walls of the shell of the drum, but also due to convective heat transfer between the melt and the retur pieces (pieces 0-25 mm) produced by calcium carbide having a temperature of 20 ° C.
Перемещение расплава и ретура внутри барабана происходит за счет его вращения и уклона барабана. Скорость вращения охлаждающего барабана составляла 5об/мин. При вращении барабана происходит контакт расплавленного карбида кальция со стенками барабана, направляющими лопатками и кусками ретура, являющегося центрами кристаллизации, при этом происходит предварительное дробление закристаллизовавшегося карбида кальция и образуется мелочь и крупные куски карбида кальция размером 80-200 мм с литражом не менее 285-295 л/кг и температурой на выходе - 110-120°С.The movement of the melt and retur inside the drum occurs due to its rotation and the slope of the drum. The rotation speed of the cooling drum was 5 rpm. During rotation of the drum, molten calcium carbide contacts with the walls of the drum, guide vanes and retur pieces, which are crystallization centers, while the crystallized calcium carbide is preliminarily crushed and fines and large pieces of calcium carbide 80-200 mm in size with a displacement of at least 285-295 l / kg and outlet temperature - 110-120 ° С.
В результате контрольного грохочения было установлено, что содержание некондиционного карбида кальция (размер 0-25 мм) составляет 30%, т.е. 1,65 т на каждую загрузку со средним литражом 260-265 л/кг.As a result of control screening, it was found that the content of substandard calcium carbide (size 0-25 mm) is 30%, i.e. 1.65 tons per load with an average displacement of 260-265 l / kg.
Далее кусковой карбид кальция размером 0-200 мм по наклонному лотку поступает в щековую дробилку PEF, страна производитель Китай, в которой происходит основное (окончательное) дробление. Технические параметры дробилки: входная щель 250×400 мм; загружаемый кусок до 210 мм; выходная щель 25×80 мм; производительность 5-15 м3/ч. Управление работой щековой дробилки осуществляет оператор дробильщик с пульта управления, расположенного вне зоны дробления. Для предварительного дробления и проталкивания в дробилку кусков более 200 мм, над дробилкой устанавливается пневмотолкатель, управляемый оператором дробильщиком.Further, lumpy calcium carbide with a size of 0-200 mm through an inclined tray enters the PEF jaw crusher, the country of origin of China, in which the main (final) crushing takes place. Technical parameters of the crusher: entrance slit 250 × 400 mm; loadable piece up to 210 mm; output slit 25 × 80 mm; productivity is 5-15 m 3 / h. The operation of the jaw crusher is controlled by the crusher operator from the control panel located outside the crushing zone. For preliminary crushing and pushing pieces of more than 200 mm into the crusher, a pneumatic pusher, controlled by the grinder operator, is installed above the crusher.
Раздробленный карбид кальция поступает на сортировку, где разделяется по размерам (25-50 и 50-80 мм) и направляется в соответствующий бункер и далее на упаковку.The crushed calcium carbide is sent to sorting, where it is divided by size (25-50 and 50-80 mm) and sent to the appropriate hopper and then to the packaging.
В результате были получены следующие результаты: содержание товарной фракции 25-80 мм до 70%, литраж не менее- 290 л\кг, а содержание ретурной фракции 0-25 мм не более 30-33%, литраж ее - 260-270 л\кг.As a result, the following results were obtained: the content of the commercial fraction 25-80 mm to 70%, the displacement not less than 290 l \ kg, and the content of the retour fraction 0-25 mm not more than 30-33%, its displacement - 260-270 l \ kg
Ниже в табличной форме приведены примеры реализации предлагаемого способа получения карбида кальция, причем параметры процесса соответствовали приведенным в примере 1, (который включен в таблицу №1) т.е. количество и соотношение компонентов шихты, рабочая мощность руднотермической печи (34 МВА), количество сливов в час 2 по 5 т в каждом, температура сливаемого карбида - 2000°С, а изменялось только соотношение расплав/ ретур, подаваемого в охлаждающий барабан и скорость его вращения.The table below shows examples of the implementation of the proposed method for producing calcium carbide, and the process parameters corresponded to those shown in example 1 (which is included in table No. 1) i.e. the number and ratio of the components of the charge, the working capacity of the ore-thermal furnace (34 MVA), the number of drains per hour 2 to 5 tons each, the temperature of the carbide to be drained is 2000 ° C, and only the ratio of melt / retur supplied to the cooling drum and its rotation speed changed .
Результаты, полученные в примерах реализации предлагаемого способа, сведены в таблицы №№1 и 2The results obtained in examples of the implementation of the proposed method are summarized in tables No. 1 and 2
В таблице 1 приведены результаты испытаний узла слива и охлаждения карбида кальция при различных режимах подачи ретура. испытания проводились при одинаковой электрической мощности печи и одинаковом литраже расплава сливаемого из печи а в таблицу №2 - в зависимости от изменения скорости вращения охлаждающего барабана.Table 1 shows the test results of the unit draining and cooling calcium carbide in various modes of feed reture. the tests were carried out with the same electric power of the furnace and the same displacement of the melt discharged from the furnace and to table No. 2, depending on the change in the rotation speed of the cooling drum.
Управление скоростью вращения грануляционного барабана и работой щековой дробилки осуществляет оператор дробильщик с пульта управления, расположенного вне зоны дробления.The rotation speed of the granulation drum and the operation of the jaw crusher are controlled by the grinder operator from a control panel located outside the crushing zone.
Примечание: Кроме того, в таблице 2, для сравнения, приведены результаты процесса получения карбида кальция по прототипу (пример 8).Note: In addition, table 2, for comparison, shows the results of the process for producing calcium carbide according to the prototype (example 8).
Анализ полученных данных показывает, что со снижением скорости вращения барабана и увеличением количества подаваемого в барабан ретура увеличивается выход товарной фракции 25-80 мм. При этом снижается температура выгружаемого из барабана продукта до 90-100°С. Наиболее оптимальными оказались режимы при скорости вращения барабана 4-5 оборотов в минуту и подачи ретура в количестве 50-60% от слитого расплава.An analysis of the data obtained shows that with a decrease in the speed of rotation of the drum and an increase in the amount of retur fed into the drum, the yield of a commodity fraction of 25-80 mm increases. At the same time, the temperature of the product discharged from the drum decreases to 90-100 ° С. The most optimal modes were at a drum rotation speed of 4-5 revolutions per minute and retur feed in an amount of 50-60% of the fused melt.
При сравнении с прототипом, преимуществами предлагаемого способа получения карбида кальция являются: использование в качестве добавки некондиционного продукта (ретура), что позволяет ускорить процесс охлаждения расплава за счет использования тепла на нагрев ретура и выровнить температуру по длине барабана и повысить надежность работы охлаждающего барабана, а за счет отказа от окончательного дробления кусков карбида кальция в нем, а также посредством уменьшения скорости вращения его - уменьшить количество мелочи и повысить литраж товарного карбида кальция.When comparing with the prototype, the advantages of the proposed method for producing calcium carbide are: the use of an off-grade product (retur) as an additive, which allows to accelerate the cooling of the melt by using heat to heat the retur and align the temperature along the length of the drum and increase the reliability of the cooling drum, and due to the refusal of the final crushing of pieces of calcium carbide in it, as well as by reducing its rotation speed, reduce the amount of fines and increase the displacement molecular weight of calcium carbide.
Кроме того, использования ретура с размером 0-25 мм позволяет использовать его в качестве центров кристаллизации, в результате размер кусков карбида кальция на выходе из грануляционного барабана увеличивается, что также влияет на качество товарного продукта за счет увеличения выхода кусков размером 50-80 мм.In addition, the use of a retur with a size of 0-25 mm allows you to use it as a crystallization center, as a result, the size of the pieces of calcium carbide at the outlet of the granulation drum increases, which also affects the quality of the product by increasing the output of pieces of 50-80 mm in size.
Использование предлагаемого способа позволяет увеличить выход товарного продукта с 70 до 90%, а литраж с 280 до 290-295 л/кг.Using the proposed method allows to increase the yield of a commercial product from 70 to 90%, and the displacement from 280 to 290-295 l / kg.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018140845A RU2697718C1 (en) | 2018-11-19 | 2018-11-19 | Method of producing calcium carbide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018140845A RU2697718C1 (en) | 2018-11-19 | 2018-11-19 | Method of producing calcium carbide |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2697718C1 true RU2697718C1 (en) | 2019-08-19 |
Family
ID=67640628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018140845A RU2697718C1 (en) | 2018-11-19 | 2018-11-19 | Method of producing calcium carbide |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2697718C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU859292A1 (en) * | 1979-02-12 | 1981-08-30 | Ленинградский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Основной Химической Промышленности | Method of producing calcium carbide granules |
| SU1502941A1 (en) * | 1987-09-09 | 1989-08-23 | Предприятие П/Я А-3678 | Device for cooling rotating drum body |
| CN107098345A (en) * | 2017-06-08 | 2017-08-29 | 神雾科技集团股份有限公司 | Prepare the device of granulated carbide |
| CN107445166A (en) * | 2017-08-03 | 2017-12-08 | 神雾环保技术股份有限公司 | A kind of carbide liquid, which is cooled and shaped, to be granulated and afterheat utilizing system and method |
-
2018
- 2018-11-19 RU RU2018140845A patent/RU2697718C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU859292A1 (en) * | 1979-02-12 | 1981-08-30 | Ленинградский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Основной Химической Промышленности | Method of producing calcium carbide granules |
| SU1502941A1 (en) * | 1987-09-09 | 1989-08-23 | Предприятие П/Я А-3678 | Device for cooling rotating drum body |
| CN107098345A (en) * | 2017-06-08 | 2017-08-29 | 神雾科技集团股份有限公司 | Prepare the device of granulated carbide |
| CN107445166A (en) * | 2017-08-03 | 2017-12-08 | 神雾环保技术股份有限公司 | A kind of carbide liquid, which is cooled and shaped, to be granulated and afterheat utilizing system and method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR930007137B1 (en) | Apparatus for continuous steelmaking | |
| CN101538634A (en) | Smelting process and device of pure iron | |
| CN107091569A (en) | Rotary kiln and the polygenerations systeme that metal hydride is produced using the rotary kiln | |
| CN105441620A (en) | Coal-based direct reduction furnace and reduction method | |
| CN103896275A (en) | Plasma refining and purifying furnace for producing solar energy polysilicon through metallurgy method | |
| RU2697718C1 (en) | Method of producing calcium carbide | |
| US2631178A (en) | Installation for reclaiming flue dust | |
| WO2014173054A1 (en) | Dry distillation and quenching system and process for lignite powder | |
| CN103305649B (en) | External heated shaft furnace coal-based direct reduction iron production technique and device | |
| US2113522A (en) | Method for treating carbonaceous material | |
| EP4276065A1 (en) | Petroleum coke treatment apparatus, process, and treatment system | |
| US3615351A (en) | Direct gaseous reduction of iron oxide | |
| US2738373A (en) | Method and means of charging and operating electrical furnaces | |
| CN212293336U (en) | Four-hearth shaft kiln for calcining dolomite | |
| CN110371966B (en) | Carbon raw material continuous graphitizing furnace structure and graphitizing method | |
| CN110055361B (en) | Coke oven blast furnace application technique | |
| US1374317A (en) | Process and apparatus for the manufacture of carbids and derivatives thereof | |
| CN114014569A (en) | Production process for separating and recycling metal smelting furnace slag | |
| WO2011093741A1 (en) | Device for the simultaneous production of high-melting metallic and non-metallic materials and sublimates | |
| US2801156A (en) | Process and apparatus for the production of metallic carbides and metallic silicides | |
| JP3076432B2 (en) | Improved vertical lime sintering furnace and method for producing quick lime using the same | |
| CN111620573A (en) | Four-hearth shaft kiln for calcining dolomite and dolomite calcining method thereof | |
| US3599947A (en) | Apparatus for direct iron and steel making | |
| US2681854A (en) | Method and apparatus for smelting hydrogen-reducible ores | |
| CN218321167U (en) | Device for preparing macrocrystalline fused magnesia |