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電石爐用耐火材料

時間:2018-06-12

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電石爐是生產電石的主要設備;在電石爐內由于電弧發出的高溫使爐料熔化反心而生成電石。由于反應溫度高達2000℃以上,這樣高的溫度,一般耐火材料是難以承受的,所以爐體的容積必須太于反應的空間,也就是說反應區與爐襯之間留存一層爐料,用以?;ぢ?。


爐體的形狀很多,有圓形的、橢圓形的、方形的和長方形的。由熱力學的觀點來看,以圓形較為有利。實際上,爐體形狀的選擇決定于電極位置的布置和一氧化碳抽取設備的安裝位置。現今的電石爐可以說大多數都是采用圓形爐,采用其它形狀的是極少數。


爐體勺反應空間的大小由其電極的大小、距離以及電弧作用范圍來決定。圓形電極的距離與其直徑成正比例,而電極直徑是隨爐子爐容量而變的。電極直徑又由其所允許的電流密度來決定。電極的電流又由變壓器的容量來決定。最終結論是爐體的大小決定于其變壓器的容量。


爐體的大小和電極的距離的選擇是非常重要的。當尺寸選擇適當的時候,電流大部分從電極端頭流經反應層、熔融層而達爐底。這時候電石爐的操作十分順利。否則,大量電流從一個電極經過爐料相互擴散層流到另一個電極。這樣一夾,電極不能深入爐內,爐底溫度降低,爐內三相不暢通;電石流出田難,電石爐操作惡化,對生產十分不利。

(1)爐體

對爐殼的要求:

①爐體強度應該能滿足爐襯受熱而產生的劇烈膨脹,適應爐襯耐火材料熱脹冷縮的要求,

②在滿足強度要求的情況下,應力爭節省材料,減輕體重,

③制造方便,必要時應考慮包裝運輸的可能性。

目前國內所用爐殼的結構形式有兩種:一種是圓柱形殼,大多數工廠都采用這種結構。另-—種是倒圓錐形爐殼,錐角為7°。這種形式的爐殼最近幾年來我國才開始在大容量密閉電石爐上采用。

從結構上比較,倒圓錐形爐殼比較簡單,橫豎拉筋較少,可節省鋼材。但制作和現場組裝比較麻煩。從發展的形勢看來,倒圓錐形爐殼是有發展前途的。

耐火砌體爐底為耐火磚、碳素磚,最下面普一層耐火粘土。爐底耐火磚上層下層錯開90度砌筑,即第1、3、5層為橫向,第2、4、6層為縱向,使耐火磚磚縫錯開。耐火磚上部碳素磚共四層,自上而下1、2、3層為斷面的碳素磚砌成,第四層為碳素磚砌成,其縫隙為1—2毫米,采用細縫糊砌筑。碳素磚在砌筑之前需要用刨床加工,并在一個水磨石的平臺上預組合,磚縫不大于1毫米。細縫糊的優點是爐底磚縫小,粘結劑少,經加熱碳化后的孔隙也小,爐內生成相對密度大的熔融物如硅鐵等不易滲入碳磚層,因而爐底壽命得以延長。

碳磚的鋪設為相錯90度砌筑,即上下縱橫交錯。碳磚上部沿爐壁有一用電極糊抹成的斜坡,使爐底爐壁連接得更好。爐壁靠近碳磚部分,采用碳磚代替耐火磚,以延長爐壁壽命。在特殊情況下,高溫電石有可能流向爐壁,碳磚比普通耐火磚耐溫高的多,不致于被燒壞。

爐壁自爐殼向里、鋪一層24毫米厚的耐火粘土,作為保溫緩沖層,分別砌普通耐火磚和大異形耐火磚。出爐口附近采用耐溫更高的剛玉磚砌筑,因出爐口是電石經常流過吶地方,溫度比爐壁其它地方高,據經驗證明,出爐口用普通耐火磚砌筑,則很快就被高溫電石燒壞。鄭州鐙達建議采用剛玉磚可延長爐口砌體的壽命。


(2)爐蓋

a.作用

爐蓋是蓋在爐體上面,使電石爐密閉起來,爐蓋與爐體之間密封是用砂封。爐體與爐蓋的密封是為了在生產電石的同時產生出來的爐氣全部回收。

b.構造

爐蓋是以水冷鋼梁作為骨架,砌以耐火磚及耐火材料而構成。在爐蓋上有6個檢查孔,13個安全閥(防爆孔),9個測溫計孔,2個爐氣排出口,3個爐氣返回口和3個電極插入口。

水冷梁里包括內外環梁、斜梁、直梁、電極外梁。這幾個梁分別通水冷卻,都有進出水口,鋼骨架在現場組裝,組裝好了以后以6.5公斤/厘米。壓力進行水巨試驗,看有沒有滲漏及出汗現象,然后以5公斤/毫米2壓力進行氣密性試驗,涂肥皂水檢查。爐蓋上除梁之外,都是耐火磚砌成的,砌筑采用濕法,磚縫不大于2毫米。現場加工之耐火磚切口應經過研磨,以保證平整。

C.設備規格

(a)內外環梁

整個爐蓋子內外環梁分三等分,是鋼結構內通冷卻水的,每部分都有進出水口?;妨焊?80毫米,寬200毫米,內環梁和外環梁內部通水尺寸為100毫米寬,長348毫米,內外環梁相差角度為43°,內外環梁壁厚16毫米。

(b)斜梁

內環梁和外環梁之間有斜梁,斜梁兩頭固定在內外環梁上,但其冷卻水不連通,只是斜梁之間用管子連接起來。斜梁進出水口各一個,斜梁內部通水尺寸為內徑165毫米。

(c)直梁爐蓋上一共有三今直梁,每個直梁兩端都固定在內環梁上。直梁有上下兩個冷卻水管,每個直梁上又連接4個投料管口冷卻環,上管連接兩個投料管口冷卻環,下管連接兩個投料管口冷卻環,冷卻環與直梁都通水冷卻。

(d)電極環梁爐蓋上有三個電極環梁,每個電極環梁都通水冷卻,電極環梁內徑2130毫米,外徑2662毫米,其高度為510毫米。

(e)槍查孔

爐益外邊圓周上有6個檢查孔,作為檢支之用,檢查孔是由甜火磚砌成的,孔徑550毫兒,耐火磚厚200毫米,檢查孔外徑700毫米,孔蓋厚10毫米,蓋上右手柄、連接桿和固定板。檢查孔蓋與水平夾角為43度,把孔蓋蓋上后,四周用膩子(粘土質,耐火泥)封住。

(f)安全閥(防爆孔)

在爐蓋外邊圓周上有12個安全閥,作為防爆之用。防爆孔也是用厚度為200毫米的耐火磚砌成的。防爆孔內徑150毫米,在防爆孔上有砂封槽和罩。砂封槽內徑為166毫米,外徑300毫米,壁厚8毫米,甲外徑為240毫米,正常情況下,罩子罩在砂封槽里,用砂子封好,連接桿一端連接在罩子上,另一端連接在內環梁上。

(g)爐氣返回口

在爐蓋圓周上有三個爐氣返回口,其內徑為600毫米,完全用耐火磚砌成的,厚度為200毫米。

(h)爐氣引出口爐蓋圓周上有兩個爐氣引出口,引出口內徑為652毫米,引出管內用耐火磚砌成的。引出管外徑為800毫米,引出口周圍用耐火磚砌筑,固定在內外環梁上。

(i)溫度計口

在爐蓋上一共有9個溫度計口,每個溫度計口都有一個?;す懿迦肽突鹱┠?,把溫度計插入測溫?;す苣?,測溫?;す苤本段?2毫米,壁厚3.5毫米,管長430毫米,溫度計是測量爐蓋內爐氣溫度之用。

(i)投料管口爐蓋上一共有16個投料管口,其中三個是調和外管口,管口在每個電極外側,電極同心圓周上。三個調和外管口是用耐火磚砌成的。里面沒有冷卻梁,還有投料管口,其中有一個是中央投料管口,里面沒有冷卻梁,完全用耐火磚砌成的。其余投料管口都有冷卻梁,外面砌上耐火磚。除中央投料管口和調和外投料管口之外的其它投料管口,內徑均為S30毫米。整個爐蓋除冷卻梁之外,完全用各種不同形狀的耐火磚砌成的,耐火磚上面用可塑性耐火物抹上一層,磚縫用粘土質耐火泥粘結在一起。


總體來講,電石爐用耐火材料包括以下幾種:

1 高鋁質耐火泥(細粒)

2 碳素粗搗固糊

3 碳素細搗固糊

4 剛玉磚

5 拱頂磚(剛玉磚)

6 硅酸鋁耐火纖維氈

9 高鋁磚耐火澆注料

10 粘土磚

11耐火泥

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