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电石生产电炉用耐火材料

作者:admin 发布日期: 2021-03-08 二维码分享


电石为工业名称,其化学名称叫碳化钙,其分子式为CaC₂。我们通常称为电石的东西,实际上是不纯的碳化钙。它是由碳化钙和石灰及少量的其他杂质共熔而成的物质。

工业电石是由生石灰和炭素原料(焦炭、无烟煤、石油焦)在电炉内,凭借电弧热或电阻热在1800~2200℃的高温条件下,按照如下化学方程式反应而制得的:CaO+3C---CaC₂+CO-111.3kcal

电石炉是生产电石的主要设备。在电石炉内由于电弧发出的高温使炉料熔化反应而生成电石。由于反应温度高达2000℃以上,这样高的温度,一般耐火材料难以承受,所以炉体的容积必须要大于反应的空间。也就是说,在反应区预留存一层炉料,用于保护炉衬,该层炉料又叫“假炉衬”。

根据电石炉的结构特点,可分为开放式电石炉、半密闭电石炉、密闭电石炉。

开放式电石炉的结构简单,制造相对容易,费用低。但由于炉面上的火焰较大,当其容量达到25000kV·A时,就不能再扩大了。而且炉气不能回收,环境污染严重,操作条件恶劣,其使用受到了限制。

在开放式电石炉上电极之间放置集气罩,把炉内生成的一氧化碳气体抽出一部分,剩余的一部分仍在炉面上燃烧,这样的电石炉就叫做半密闭电石炉。由于这种电炉能抽出一部分炉气,减少了炉面上燃烧火焰的热量,所以电石炉的容量扩大到35000~40000kV·A

密闭电石炉就是在开放炉上盖上一个炉盖,将炉内产生的一氧化碳气体用抽气设备抽出。由于盖上炉盖,隔绝了空气,所以料面上不发生燃烧现象,电炉功率得到发展,出现了75000~10000kV·A的大容量密闭电石炉。而且密闭电石炉操作方便,机械化程度高,劳动条件好,降低了环境污染。

电石炉主要包括炉壳、炉体(包括炉盖)、电炉变压器及短网、电极(包括油压压放系统)、出炉系统设备、炉气净化系统设备(包括污水处理)。

炉壳结构。炉壳除了承受炉衬、炉料、半成品电石的重量外,同时还受到高温和炉衬热胀冷缩的作用。因此在进行炉壳设计时要求做到:(1)炉壳强度应满足炉衬受热膨胀而不产生严重的变形;

(2)在满足强度要求的前提下,应力争节省钢材,减少重量;

(3)加工制作容易,拆装运输方便,安装省时快捷。电石炉的炉壳一般用普通碳素钢板或锅炉钢板制成。目前绝大部分电石炉都采用圆柱形炉壳,它的特点是散热面积小、结构紧凑、强度大、容易加工制作。以前国内设计大容量的电石炉,一般都要在炉壳外壳外面增加立筋和水平加固筋,目的是增加炉壳强度,防止变形。

电石炉炉体不同部位工作条件不同,对耐火材料的性能要求也不相同。电石炉的炉膛炉衬是炉料进行化学反应的工作区间,不仅要承受强烈的高温作用,而且还要承受炉料的摩擦,高温炉气和熔融电石的物理化学的侵蚀与冲刷作用。为了保障电石生产能在高温条件下顺利地进行,对炉膛护衬要求如下:

(1)能耐高温,保护炉壳不产生严重的热应力变形;

(2)绝热和保温性能要好,尽量减少炉内的热损失;

(3)结构牢固,使用寿命长,可靠。


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