电石炉检修故障及处理措施

党保轮，高 刚

（陕西北元集团锦源化工有限公司，陕西 神木 719319）

电石行业经过近年来的不断发展，整体技术能力快速提高。在电石的制造中，电石炉占有重要作用。电石生产是一个极其繁杂的过程，每一个环节相互作用，并且其间还存在很多不确定因素，致使电石炉的设计中关注点非常多，内部构造十分复杂。目前电石炉经过了开放式、半密闭式以及全密闭式的发展，现在主要发展方向为大容量和全密闭型。如何保障电石炉平稳、安全的运作生产，成为当前电石生产行业重点关注的问题。对电石炉进行检修，明确故障，完善具体处理措施具有重要的现实意义。

1 电石炉生产流程及控制设备

1.1 电石生产流程

电石的生产方式主要包括氧热法以及电热法两种。通常情况下都是使用电热法进行电石的生产。也就是通过生石灰以及焦炭等含碳的原材料在电石炉内部，通过2000℃高温发生反应进而形成电石。主要生产流程是：经过处理的石灰进行破碎之后进行贮存，将一定比例的石灰与焦炭混合后使用转运装置运送至电石炉的炉顶料仓中，再通过料管向电石炉内部进行原料投放。在电石炉内部，原料通过与电极发生的电阻热反应形成电石[1]。电石出炉后进入电石冷却锅内，经过一段时间的冷却之后，再根据具体要求破碎成相应的规格细度，最终得到电石成品。在电石炉内部的温度控制在1900℃～2200℃之间，通过CaO+3C=CaC2+CO的化学反应形成电石。该反应过程中产生的CO气体会通过相关的生产处理工序进行尾气的综合处理。其主要生产流程如下图。

图1 电石生产流程

1.2 电石炉控制设备

为了保障电石炉在最佳状况下运转，目前均采用的是全自动化计算机控制系统。采用全自动化的控制装置能够帮助电石炉的运转时刻处于最优状态，通过计算机的控制，将物料配比以及电极电阻等进行最优配置，让电石炉时刻处于最佳运转状态，一旦出现问题，自动化的系统也能够及时发现问题并进行报警操作。例如，进行电极的自动化控制，能够实现自动化的提升以及压放，通过检测电石炉内相关数据的变化，对炉内运转情况进行精准测量以及判断，通过综合分析多方面的数据曲线，真正将电石炉的运转状况控制到最佳范围内。

2 电石炉检修故障以及常见处理措施分析

2.1 电石炉炉墙发红

2.1.1 形成原因

在电石的生产当中，在新开炉运作之后或者超负荷工作的时候会产生电石炉炉墙发红的现象。出现发红的位置一般是在电石炉炉眼上方靠左或靠右的地方，如果不进行及时的处理操作，有可能会造成炉衬的大面积烧毁，降低炉衬的使用时长，进而影响电石炉的正常工作。

引发电石炉炉墙发红的原因主要有四方面的原因：一是因为炉壁存在部分的毁坏。对于新开的电石炉其炉墙壁上还没有形成具有保护作用的硬壳层，在电石炉负荷上升较快的时候，电弧对炉墙某一位置进行集中高温的时候就会形成炉壁损坏[2]。再有，耐火材料在施工的时候没有依照严格的施工要求，造成一定程度的不合格现象，致使电石炉内部高负荷运转的时候，耐火材料受热产生损坏，进而导致炉壁破坏进而致使炉墙发红。

二是三相电机功率不稳定，也就是因为三相电极下插的深度不同导致的坩埚区出现沟通差，造成在较高位置的电弧会在磁场作用中倾向于炉墙，受到炉墙的高温影响导致耐火材料长期受到损坏，最终造成炉壁的毁损。

三是受到电极偏损耗的影响，主要是因为电石炉正常情况下都是采用的自焙电极，而受到交流电趋肤因素的作用，电流会较多的在电极表面，造成电石炉底部或侧面的损坏上产生新的电弧，进而引发电弧在炉墙一侧形成高温区，加快炉壁损坏。

最后就是电石炉形成了坩埚壁热电，电弧的状态的不稳定性致使每相电弧在受到其他两相电弧的作用下，加上磁场力的作用，形成电弧外吹现象，最终在炉眼的上方形成热点，出现炉墙发红现象。

2.1.2 处理措施

在处理措施上可以从事前预防与事后处理两个角度进行：在事前预防方面，针对于新开的电石炉可以通过控制电极负荷的上升速度降低坩埚的形成，在进行炉面处理的时候也要加强检修，保证炉面的通透性，对炉壁的损坏处进行及时的处理，强化对三相电极的管理与使用，保障其插入深度的一致性，再有就是强化对耐火材料质量的监管，在进行验收与选材等环节的时候提高重视，切实保证基础设施的规范与高质量。在事后问题处理上，当出现炉墙发红的现象之后，应当立即停止工作，降低炉体的温度，当温度下降之后进行发红位置耐火材料的修补与填充。

2.2 电石炉电极硬断、软断等问题

全密闭式电石炉经常会出现电极硬断、软断、漏糊等多种电极问题，电极问题的出现不仅会影响电石炉的平稳运转，还会增加电石企业的电量损耗，甚至可能会出现电石炉爆炸问题，严重威胁企业的安全运转。

2.2.1 形成原因

电石炉电极软断的原因主要有电极糊质量不过关、电极铁壳因为过薄或过厚或制作存在质量问题等原因，形成断裂、电极过于频繁的进行压放或者对于电极糊的使用不够及时或电极糊过大等原因、电极烧结不完善，造成电流控制不好的时候因过大电流出现电极的软断问题。

电石炉电极硬断主要是因为对电极糊的管理不善，致使其灰分较多，或者配比不准确，混合不均匀，电极强度的降低造成电极硬断；经常性的停电与来电操作或停电时间过长，致使电极工作段遭到重大氧化；点击受到骤冷或者骤热，形成内应力的温差大[3]；电极工作强度过大，造成电极负担过重或者失误操作等都会导致出现电极硬断的现象。

2.2.2 处理措施

针对电极软断的问题，首先要以满足电石工作运转的实际需求为前提，尽量控制电极的工作强度，避免因过长的工作时长造成电极工作电荷过高造成的软断现象；其次，要时常检测电极的长度以及其软硬状况，或者使用钢筋经常性的测验一下，听一下敲击的声音是否足够清脆，如若是清脆的声响，证明电极正常，一旦声音出现疲软的现象就要重点关注电极是否过软，避免造成电极的软断，而且敲击的时候如果感受不到较强的反弹力，也能够说明电极存在较软的问题；再有，在进行电极负荷提升的时候，要循序渐进，不能速度过快，还要依据电极的软硬程度进行适当速度的选择；最后就是要定期进行电极元件固定程度以及电极糊柱情况的检测，保障电极工作运转的正常稳定环境。

针对电极硬断的问题，同样要严格控制电机工作强度，避免过长时间的持续运作，规定时间进行电极工作长度的测量，保证在1800mm～2000mm之间，不能过长但也不能过短。如若电极工作时长过长的话，可以通过延长压放的时长来缓解相应电极的配比；另外要注重电极糊的质量问题，严格把控器含有的灰分不超标准值[4]；再有当因特殊原因停电情况的时候，尽量保证电极的温度控制，进行保温处理，避免出现氧化现象，如若需要较长时间的停电的时候，就要将预热电极改为Y型；最后，出现电极连续硬断问题以后，要重点关注电极糊的质量是否出现问题。

2.3 电石炉塌料问题

电石炉的塌料又叫做翻电石或喷料，是因为电石炉炉壁透气性不高，炉内气体聚集，造成炉内压力过大的同时，炉内气体与原材料或半成品等一同喷出的现象，在电石炉的炉面形成板结。目前电石炉塌料问题较为常见，是困扰众多电石生产企业的大问题，不仅会影响电石到的产出质量与效率，甚至可能会造成爆炸事故，威胁人身安全。

2.3.1 形成原因

电石炉内化学反应较多，产生的气体也很多，很容易造成炉内压力的过高。产生的气体主要有：

入炉原料粒度过小以及含水量较高等都有可能造成炉内透气性差；电石炉电极插入深度控制不好，炉面温度过高也会造成炉内透气性问题；再有料面出现结壳现象或者电极附近出现坩埚壳等问题都会造成炉内透气性不良，致使出现翻电石的问题。

2.3.2 处理措施

首先，在料面的操作行为方面，正确规范的操作行为是降低电石炉出现塌料的重要方面，不仅要对料面进行及时的处理，还要及时发现下料区域是否有破损，并进行及时的修补，加强对电极的管理，保障具有良好的颅内电机运转环境[5]；另一方面还要加大巡检力度，定期进行一次大规模的检修，及时更换损坏或具有损坏倾向的零件，降低电石炉翻电石现象的发生。当电石炉塌料问题出现以后，更要采用合理措施进行补救，及时调整电石炉的状况，让电石炉最快时间内恢复生产，一方面要稳定原料配比，对炉面结壳进行及时清理，保证料面的透气性，时刻关注电石炉恢复期间运转状况，严格落实炉内原料的配比均衡，关注电石产出质量。

3 保障电石炉安全运行的建议

每一项工作都有其规范的操作流程，并且在严格的规范操作下进行定期的保养与维护。电石炉如若出现任何问题，不论大小都应进行全面的检修工作，在排查并进行问题处理之后在进行工作。如若在出现故障问题之后继续进行生产操作，不仅会对电石炉造成重大的损害，可能会造成重大的安全事故发生，威胁工作人员的生命安全。在一些具体的零部件问题上，要进行定期的保养与维护检查工作，保证每一个零部件完整，符合安全生产的质量要求，炉体保证完整无缺，炉壳没有出现烧穿的问题，冷却水的供应有保障，并且通风等情况良好。对具体的零部件进行定期的更换操作，避免因老化导致安全事故的发生。

4 结语

综上所述，电石炉因为其繁杂的工艺流程，受到外部环境的影响较大，在其工作中经常会出现较多问题，不仅仅是电石炉设备本身的因素，人为操作失误、操作方式不规范等原因都会导致电石炉出现一系列的问题。因此，为了保障电石炉正常运作，除了要保持外界环境干扰因素相对稳定以外，还要从规范管理等方面进行安全隐患的排除。本文通过对电石炉检修中常出现的故障以及处理措施进行了相关的分析与探讨，并且提出了具有针对性的使用对策建议，以期能够为电石行业的高效运转发挥一定的作用。