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热停炉或更换冶炼品类时,如何减少电极事故发生并正确进行电极维

  铁合金矿热电炉生产波动中,最常见的影响因素有:
  ①锰矿原料质量与水份的波动;
  ②焦炭质量与水份的波动;
  ③电极频繁出现掉节、掉块或硬断带来的波动;④出铁口受损后因排碳量变化带来的波动;
  ⑤以及炉底炉衬开始破坏带来的波动等情况。
  上述波动原因中,多数情况都能够相对容易找到引起波动的原因,然后通过相应调整相关因素,即可在较短的时间内使炉况恢复到正常状态。但波动状态④电极频繁出现掉节、掉块或硬断带来的波动。由于出现频率最高,且形成的状态形式多样,因此相对来说,较难判定这一状态形成的原因,较难在短时间内采取有效措施使炉况恢复正常。本人通过多年对大小各种容量的铁合金电炉正常生产和避峰生产过程电极情况的观察,谈谈对铁合金矿热电炉电极维护,减少电极掉节、掉块或硬断事故方面的经验。
  造成矿热炉电极掉节、掉块或硬断事故的主要原因1.1 对电极糊的质量状态失去监控
  造成上述电极状态的原因中,由于电极糊质量波动带来的影响应占绝大多数。近十多年以来,由于铁合金市场的迅猛发展,同时铁合金市场价格的巨幅波动,一些电极糊生产厂家为节约成本,会搭配一些劣质的边角余料。若这些劣质原料没有充分混匀,则制作后的电极糊质量必然受到影响,即使因为加入量较小,不会造成电极的硬断事故,但也会造成电极掉块和电极消耗量的明显增加。
  一旦电炉出现因设备故障或其它原因引起的热电炉,热停炉时间超过4~5h以上,则三相电极硬断的风险显著增加。对于这种质量波动,若使用单位对电极糊性能检测时,对电极糊的取样按照常规方法进行,则检测结果往往在规定范围内,很滩提前察觉到电极糊的质量问题。往往在电极出现频繁硬断和掉节后,使用单位才会加大电极糊的取样量进行检测验证,大多情况才会真实暴露电极糊的质量问题,最常见的检测结果是电极糊的灰份含量明显增大,批与批之间的茨份含量波动增加。
  1.2 设备出现较长时间热停炉或避峰生产对电极造成影响目前铁合金的装备日益先进,正常的热停炉逐步减少,但由于铁合金市场增大后,特别是铁合金市场价格出现明显下滑时,生产厂为了降成本,会在原材料、焦炭、电极糊的选择上有所调整。
  当这些材料出现质量波动时,会使炉内状况发生明显变化,炉内翻渣、刺火或塌料喷火现象明显增多,料面温度显著增加,往往造成炉上设备损坏而形成热停炉。当这种热停炉时间超过4~5h以上时,采用红外线测温枪检测料面以上的电极表面溫度低于250°C,电极在料面以上的温度与埋在料中的温度之差明显增加。此时很容易在电极在料面以上位置附近产生较多的细小裂纹,随着停炉时间的增加,细小裂纹也会逐渐变成较大裂纹,出现裂纹后,重新送电时,由于出现裂纹的局部电阻增加,发热量增大,若不较好的控制负荷上升速度,则明显观察到这些细小的裂纹会逐步加大,出现电极硬断或开裂的现象明显增加。
  避峰生产时,通常会在白天电价较高段和夜晚电价最高段进行停炉,通常一次性停炉时间会超过4h以上。若没有较好的电极保护措施,则电极会频繁形成细小的收缩裂纹,裂纹形成后,重新送电时若送电速度较快,则形成各种电极事故的概率大大增加。
  1.3 生产工艺装备发生改变或生产的铁合金品种改变时若铁合金装备发生改变时,最典型的如从敞口炉、半封闭式电炉改变为全封闭炉时,很容易形成电极事故的发生。主要原因是改变为全封闭炉后,炉内料面温度明显降低,使电极焙烧速度明显减缓,电极焙烧时间明显不够,若不对电极糊的挥发份进行向下调整,则电极事故易频繁发生。
  铁合金品种调整时,如若从娃锰合金的生产改变为高碳锰铁的生产,则也会造成料面温度降低,而使电极焙烧温度不够,造成电极强度较差而频繁出现电极硬断或掉节事故。
  此外即使同一种铁合金品种生产,采用的不同熔剂碱度值也会造成料面温度的变化,而造成电极事故的形成,如从高碱度法生产高碳猛铁(R≥1.1以上)改变为低碱度法(R≤0.7)生产高碳猛铁时,则由于电极插得较深,同时炉渣温度降低而使料面温度明显下降,电极焙烧速度也明显下降,导致电极掉节掉块现象频发。
  如何进行电极维护及减少电极事故的主要措施
  加强对电极糊质量的跟踪与检测:有些电炉由于各种电极和电炉参数不太配套,对于电极湖的质量十分敏感,当出现挥发份和灰份波动时,容易形成电极的欠烧或过烧,导致电极事故的发生,此时一定要增加电极糊检测次数,除了保证足够量的取样量之外,还要尽量增加取样范围,减少每个局部电极糊上的取样量,也就是说要保证每批电极糊的检测不出现空档,这样一旦出现质量问题,都能从检测结果上会有提前反映。
  电极糊质量检测人员在检测时除了对检测结果进行记录之外,还要对检测制样过程中的表观现象,如表面致密度,物料的流动性,物料的粘性等进行记录,当出现异常表观现象时应提前告知使用单位,使用单位一旦出现电极异常,应及时快速停止这批电极糊的使用,缩短电极不正常状况发生的时间。
  此外电极糊在贮存、转运、使用过程中一定要防止被污染的发生,一旦发生则要妥善处理,污染后的电极糊要慎用,最多也只能是作少量搭配使用,搭配后的混合糊还要做进一步的检测,检测结果一定要达标。总之电极糊的质量波动往往是电极不正常状况最主要的原因。
  出现热停炉后的电极的维护:较长时间的热停炉(超过4h以上)会造成炉内电极周围料面上下的温度差显著增大,料面以上电极产生较多的收缩裂纹,因此电极硬断位置往往发生在料面以上200-400mm的位置,因此热停炉后主要工作是想方设法提高电极周围的料面温度,除了关闭烟道口的蝶阀外,应关闭炉上所有观察孔,无论是封闭炉还是敞口炉,都要尽量关闭所有炉盖侧板,减少冷风进入量,同时在电极周围补充部分小颗粒焦炭,在补充焦炭之前,尽量将电极插到下限位置。
  当出现超过4h以上的热停炉时间后,往往电极在料面以上位置会出现不程度的损伤,即或多或少的收缩裂纹出现,此时重新送电第1h负荷提升十分重要,第1个15min应控制负荷在正常负荷的30%以内,第2个15min控制在50%以内,然后逐步上升,但在1h之内不能超过正常负荷的80%,1h后方可逐步上升到满负荷。送到满负荷后,若出现炉内电极掉节现象发生后,则应将负荷降到正常负荷90%以内,待热停炉后的电极消耗至少500mm后,方可考虑重新送到满负荷。
  避峰生产时的电极维护:避峰生产时,由于白天和晚上7~10点均会有较长时间的热停炉,这种有规律的热停炉若没有较完善的避峰生产用电制度,则会对电极造成更大的伤害,因此停电前后,及重新送电后的电炉操作制度一定要完善,且保证准确执行到位则显得十分重要。
  常见的停电前后的操作要点:
  (1)停电前半小时之内不能安排炉前出铁,保持炉底有较高温度;(2)停电前半小时内应将电炉负荷按梯度均匀下降,停电时的瞬时负荷要调到正常负荷50%以内;(3)将电极尽量插到下限位置;
  (4)电极周围适当补充小颗粒焦炭;
  (5)将烟道蝶阀,及炉盖侧板关闭好。
  重新送电时要做好较详细的送电负荷上升曲线表,特别是第1h和第1个15min负荷控制十分关键,第1个15min一定要尽量控制在变压器的最低档,送电第lh后负荷不能超过用电正常负荷的80%-90%,1h后可根据电极表面温度情况,来确定是否将负荷提升到满负荷,若电极表面温度不够,则应控制负荷在正常负荷的80%以内。
  采用避峰生产方式后,或多或少仍会出现电极掉节掉块现象,因此绝对不能超负荷运行,频繁掉节时,则必须将负荷重新控制在正常负茶的80~90%,或对避峰生产制度进行调整。
  另外出现设备故障时,尽量安排在避峰时间段,减少电炉非计划性的停炉时间。出现频繁掉节时,除了对避峰生产制度调整外,还要考虑对电极糊的挥发分向下进行调整,调整量通常为0.5~1.5%以内,同时对灰份的波动范围进一步缩小,使电极糊的质量出现部分质量过剩状况,以减少热停炉对电极强度的冲击。
  结语
  铁合金矿热炉生产中,电极事故发生的主要原因是电极糊的质量波动引起的,对电极糊的定期检测并增加抽样检测范围是预防电极糊质量波动引起电极事故的有效手段,此外当电炉需要避峰生产时,则避峰后重新送电的用电制度十分重要,特别是第1个15min和第1h的送电负荷控制特别关键。通过制订较完整的负荷上升曲线,可有效减少在避峰生产下的电极事故发生。
 


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