鐵合金礦熱電爐生產波動中,最常見的影響因素有:
?、馘i礦原料質量與水份的波動;
②焦炭質量與水份的波動;
?、垭姌O頻繁出現掉節、掉塊或硬斷帶來的波動;④出鐵口受損后因排碳量變化帶來的波動;
⑤以及爐底爐襯開始破壞帶來的波動等情況。
上述波動原因中,多數情況都能夠相對容易找到引起波動的原因,然后通過相應調整相關因素,即可在較短的時間內使爐況恢復到正常狀態。但波動狀態④電極頻繁出現掉節、掉塊或硬斷帶來的波動。由于出現頻率最高,且形成的狀態形式多樣,因此相對來說,較難判定這一狀態形成的原因,較難在短時間內采取有效措施使爐況恢復正常。本人通過多年對大小各種容量的鐵合金電爐正常生產和避峰生產過程電極情況的觀察,談談對鐵合金礦熱電爐電極維護,減少電極掉節、掉塊或硬斷事故方面的經驗。
造成礦熱爐電極掉節、掉塊或硬斷事故的主要原因1.1 對電極糊的質量狀態失去監控
造成上述電極狀態的原因中,由于電極糊質量波動帶來的影響應占絕大多數。近十多年以來,由于鐵合金市場的迅猛發展,同時鐵合金市場價格的巨幅波動,一些電極糊生產廠家為節約成本,會搭配一些劣質的邊角余料。若這些劣質原料沒有充分混勻,則制作后的電極糊質量必然受到影響,即使因為加入量較小,不會造成電極的硬斷事故,但也會造成電極掉塊和電極消耗量的明顯增加。
一旦電爐出現因設備故障或其它原因引起的熱電爐,熱停爐時間超過4~5h以上,則三相電極硬斷的風險顯著增加。對于這種質量波動,若使用單位對電極糊性能檢測時,對電極糊的取樣按照常規方法進行,則檢測結果往往在規定范圍內,很灘提前察覺到電極糊的質量問題。往往在電極出現頻繁硬斷和掉節后,使用單位才會加大電極糊的取樣量進行檢測驗證,大多情況才會真實暴露電極糊的質量問題,最常見的檢測結果是電極糊的灰份含量明顯增大,批與批之間的茨份含量波動增加。
1.2 設備出現較長時間熱停爐或避峰生產對電極造成影響目前鐵合金的裝備日益先進,正常的熱停爐逐步減少,但由于鐵合金市場增大后,特別是鐵合金市場價格出現明顯下滑時,生產廠為了降成本,會在原材料、焦炭、電極糊的選擇上有所調整。
當這些材料出現質量波動時,會使爐內狀況發生明顯變化,爐內翻渣、刺火或塌料噴火現象明顯增多,料面溫度顯著增加,往往造成爐上設備損壞而形成熱停爐。當這種熱停爐時間超過4~5h以上時,采用紅外線測溫槍檢測料面以上的電極表面溫度低于250°C,電極在料面以上的溫度與埋在料中的溫度之差明顯增加。此時很容易在電極在料面以上位置附近產生較多的細小裂紋,隨著停爐時間的增加,細小裂紋也會逐漸變成較大裂紋,出現裂紋后,重新送電時,由于出現裂紋的局部電阻增加,發熱量增大,若不較好的控制負荷上升速度,則明顯觀察到這些細小的裂紋會逐步加大,出現電極硬斷或開裂的現象明顯增加。
避峰生產時,通常會在白天電價較高段和夜晚電價最高段進行停爐,通常一次性停爐時間會超過4h以上。若沒有較好的電極保護措施,則電極會頻繁形成細小的收縮裂紋,裂紋形成后,重新送電時若送電速度較快,則形成各種電極事故的概率大大增加。
1.3 生產工藝裝備發生改變或生產的鐵合金品種改變時若鐵合金裝備發生改變時,最典型的如從敞口爐、半封閉式電爐改變為全封閉爐時,很容易形成電極事故的發生。主要原因是改變為全封閉爐后,爐內料面溫度明顯降低,使電極焙燒速度明顯減緩,電極焙燒時間明顯不夠,若不對電極糊的揮發份進行向下調整,則電極事故易頻繁發生。
鐵合金品種調整時,如若從娃錳合金的生產改變為高碳錳鐵的生產,則也會造成料面溫度降低,而使電極焙燒溫度不夠,造成電極強度較差而頻繁出現電極硬斷或掉節事故。
此外即使同一種鐵合金品種生產,采用的不同熔劑堿度值也會造成料面溫度的變化,而造成電極事故的形成,如從高堿度法生產高碳猛鐵(R≥1.1以上)改變為低堿度法(R≤0.7)生產高碳猛鐵時,則由于電極插得較深,同時爐渣溫度降低而使料面溫度明顯下降,電極焙燒速度也明顯下降,導致電極掉節掉塊現象頻發。
如何進行電極維護及減少電極事故的主要措施
加強對電極糊質量的跟蹤與檢測:有些電爐由于各種電極和電爐參數不太配套,對于電極湖的質量十分敏感,當出現揮發份和灰份波動時,容易形成電極的欠燒或過燒,導致電極事故的發生,此時一定要增加電極糊檢測次數,除了保證足夠量的取樣量之外,還要盡量增加取樣范圍,減少每個局部電極糊上的取樣量,也就是說要保證每批電極糊的檢測不出現空檔,這樣一旦出現質量問題,都能從檢測結果上會有提前反映。
電極糊質量檢測人員在檢測時除了對檢測結果進行記錄之外,還要對檢測制樣過程中的表觀現象,如表面致密度,物料的流動性,物料的粘性等進行記錄,當出現異常表觀現象時應提前告知使用單位,使用單位一旦出現電極異常,應及時快速停止這批電極糊的使用,縮短電極不正常狀況發生的時間。
此外電極糊在貯存、轉運、使用過程中一定要防止被污染的發生,一旦發生則要妥善處理,污染后的電極糊要慎用,最多也只能是作少量搭配使用,搭配后的混合糊還要做進一步的檢測,檢測結果一定要達標。總之電極糊的質量波動往往是電極不正常狀況最主要的原因。
出現熱停爐后的電極的維護:較長時間的熱停爐(超過4h以上)會造成爐內電極周圍料面上下的溫度差顯著增大,料面以上電極產生較多的收縮裂紋,因此電極硬斷位置往往發生在料面以上200-400mm的位置,因此熱停爐后主要工作是想方設法提高電極周圍的料面溫度,除了關閉煙道口的蝶閥外,應關閉爐上所有觀察孔,無論是封閉爐還是敞口爐,都要盡量關閉所有爐蓋側板,減少冷風進入量,同時在電極周圍補充部分小顆粒焦炭,在補充焦炭之前,盡量將電極插到下限位置。
當出現超過4h以上的熱停爐時間后,往往電極在料面以上位置會出現不程度的損傷,即或多或少的收縮裂紋出現,此時重新送電第1h負荷提升十分重要,第1個15min應控制負荷在正常負荷的30%以內,第2個15min控制在50%以內,然后逐步上升,但在1h之內不能超過正常負荷的80%,1h后方可逐步上升到滿負荷。送到滿負荷后,若出現爐內電極掉節現象發生后,則應將負荷降到正常負荷90%以內,待熱停爐后的電極消耗至少500mm后,方可考慮重新送到滿負荷。
避峰生產時的電極維護:避峰生產時,由于白天和晚上7~10點均會有較長時間的熱停爐,這種有規律的熱停爐若沒有較完善的避峰生產用電制度,則會對電極造成更大的傷害,因此停電前后,及重新送電后的電爐操作制度一定要完善,且保證準確執行到位則顯得十分重要。
常見的停電前后的操作要點:
(1)停電前半小時之內不能安排爐前出鐵,保持爐底有較高溫度;(2)停電前半小時內應將電爐負荷按梯度均勻下降,停電時的瞬時負荷要調到正常負荷50%以內;(3)將電極盡量插到下限位置;
(4)電極周圍適當補充小顆粒焦炭;
(5)將煙道蝶閥,及爐蓋側板關閉好。
重新送電時要做好較詳細的送電負荷上升曲線表,特別是第1h和第1個15min負荷控制十分關鍵,第1個15min一定要盡量控制在變壓器的最低檔,送電第lh后負荷不能超過用電正常負荷的80%-90%,1h后可根據電極表面溫度情況,來確定是否將負荷提升到滿負荷,若電極表面溫度不夠,則應控制負荷在正常負荷的80%以內。
采用避峰生產方式后,或多或少仍會出現電極掉節掉塊現象,因此絕對不能超負荷運行,頻繁掉節時,則必須將負荷重新控制在正常負茶的80~90%,或對避峰生產制度進行調整。
另外出現設備故障時,盡量安排在避峰時間段,減少電爐非計劃性的停爐時間。出現頻繁掉節時,除了對避峰生產制度調整外,還要考慮對電極糊的揮發分向下進行調整,調整量通常為0.5~1.5%以內,同時對灰份的波動范圍進一步縮小,使電極糊的質量出現部分質量過剩狀況,以減少熱停爐對電極強度的沖擊。
結語
鐵合金礦熱爐生產中,電極事故發生的主要原因是電極糊的質量波動引起的,對電極糊的定期檢測并增加抽樣檢測范圍是預防電極糊質量波動引起電極事故的有效手段,此外當電爐需要避峰生產時,則避峰后重新送電的用電制度十分重要,特別是第1個15min和第1h的送電負荷控制特別關鍵。通過制訂較完整的負荷上升曲線,可有效減少在避峰生產下的電極事故發生。
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