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电石炉用耐火材料

时间:2018-06-12



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心而生成电石。由于反应温度高达2000℃以上,这样高的温度,一般耐火材料是难以承受的,所以炉体的容积必须太于反应的空间,也就是说反应区与炉衬之间留存一层炉料,用以保护炉衬。


炉体的形状很多,有圆形的、椭圆形的、方形的和长方形的。由热力学的观点来看,以圆形较为有利。实际上,炉体形状的选择决定于电极位置的布置和一氧化碳抽取设备的安装位置。现今的电石炉可以说大多数都是采用圆形炉,采用其它形状的是极少数。


炉体勺反应空间的大小由其电极的大小、距离以及电弧作用范围来决定。圆形电极的距离与其直径成正比例,而电极直径是随炉子炉容量而变的。电极直径又由其所允许的电流密度来决定。电极的电流又由变压器的容量来决定。最终结论是炉体的大小决定于其变压器的容量。


炉体的大小和电极的距离的选择是非常重要的。当尺寸选择适当的时候,电流大部分从电极端头流经反应层、熔融层而达炉底。这时候电石炉的操作十分顺利。否则,大量电流从一个电极经过炉料相互扩散层流到另一个电极。这样一夹,电极不能深入炉内,炉底温度降低,炉内三相不畅通;电石流出田难,电石炉操作恶化,对生产十分不利。

(1)炉体

对炉壳的要求:

①炉体强度应该能满足炉衬受热而产生的剧烈膨胀,适应炉衬耐火材料热胀冷缩的要求,

②在满足强度要求的情况下,应力争节省材料,减轻体重,

③制造方便,必要时应考虑包装运输的可能性。

目前国内所用炉壳的结构形式有两种:一种是圆柱形壳,大多数工厂都采用这种结构。另-—种是倒圆锥形炉壳,锥角为7°。这种形式的炉壳最近几年来我国才开始在大容量密闭电石炉上采用。

从结构上比较,倒圆锥形炉壳比较简单,横竖拉筋较少,可节省钢材。但制作和现场组装比较麻烦。从发展的形势看来,倒圆锥形炉壳是有发展前途的。

耐火砌体炉底为耐火砖、碳素砖,最下面普一层耐火粘土。炉底耐火砖上层下层错开90度砌筑,即第1、3、5层为横向,第2、4、6层为纵向,使耐火砖砖缝错开。耐火砖上部碳素砖共四层,自上而下1、2、3层为断面的碳素砖砌成,第四层为碳素砖砌成,其缝隙为1—2毫米,采用细缝糊砌筑。碳素砖在砌筑之前需要用刨床加工,并在一个水磨石的平台上预组合,砖缝不大于1毫米。细缝糊的优点是炉底砖缝小,粘结剂少,经加热碳化后的孔隙也小,炉内生成相对密度大的熔融物如硅铁等不易渗入碳砖层,因而炉底寿命得以延长。

碳砖的铺设为相错90度砌筑,即上下纵横交错。碳砖上部沿炉壁有一用电极糊抹成的斜坡,使炉底炉壁连接得更好。炉壁靠近碳砖部分,采用碳砖代替耐火砖,以延长炉壁寿命。在特殊情况下,高温电石有可能流向炉壁,碳砖比普通耐火砖耐温高的多,不致于被烧坏。

炉壁自炉壳向里、铺一层24毫米厚的耐火粘土,作为保温缓冲层,分别砌普通耐火砖和大异形耐火砖。出炉口附近采用耐温更高的刚玉砖砌筑,因出炉口是电石经常流过呐地方,温度比炉壁其它地方高,据经验证明,出炉口用普通耐火砖砌筑,则很快就被高温电石烧坏。郑州镫达建议采用刚玉砖可延长炉口砌体的寿命。


(2)炉盖

a.作用

炉盖是盖在炉体上面,使电石炉密闭起来,炉盖与炉体之间密封是用砂封。炉体与炉盖的密封是为了在生产电石的同时产生出来的炉气全部回收。

b.构造

炉盖是以水冷钢梁作为骨架,砌以耐火砖及耐火材料而构成。在炉盖上有6个检查孔,13个安全阀(防爆孔),9个测温计孔,2个炉气排出口,3个炉气返回口和3个电极插入口。

水冷梁里包括内外环梁、斜梁、直梁、电极外梁。这几个梁分别通水冷却,都有进出水口,钢骨架在现场组装,组装好了以后以6.5公斤/厘米。压力进行水巨试验,看有没有渗漏及出汗现象,然后以5公斤/毫米2压力进行气密性试验,涂肥皂水检查。炉盖上除梁之外,都是耐火砖砌成的,砌筑采用湿法,砖缝不大于2毫米。现场加工之耐火砖切口应经过研磨,以保证平整。

C.设备规格

(a)内外环梁

整个炉盖子内外环梁分三等分,是钢结构内通冷却水的,每部分都有进出水口。环梁高380毫米,宽200毫米,内环梁和外环梁内部通水尺寸为100毫米宽,长348毫米,内外环梁相差角度为43°,内外环梁壁厚16毫米。

(b)斜梁

内环梁和外环梁之间有斜梁,斜梁两头固定在内外环梁上,但其冷却水不连通,只是斜梁之间用管子连接起来。斜梁进出水口各一个,斜梁内部通水尺寸为内径165毫米。

(c)直梁炉盖上一共有三今直梁,每个直梁两端都固定在内环梁上。直梁有上下两个冷却水管,每个直梁上又连接4个投料管口冷却环,上管连接两个投料管口冷却环,下管连接两个投料管口冷却环,冷却环与直梁都通水冷却。

(d)电极环梁炉盖上有三个电极环梁,每个电极环梁都通水冷却,电极环梁内径2130毫米,外径2662毫米,其高度为510毫米。

(e)枪查孔

炉益外边圆周上有6个检查孔,作为检支之用,检查孔是由甜火砖砌成的,孔径550毫儿,耐火砖厚200毫米,检查孔外径700毫米,孔盖厚10毫米,盖上右手柄、连接杆和固定板。检查孔盖与水平夹角为43度,把孔盖盖上后,四周用腻子(粘土质,耐火泥)封住。

(f)安全阀(防爆孔)

在炉盖外边圆周上有12个安全阀,作为防爆之用。防爆孔也是用厚度为200毫米的耐火砖砌成的。防爆孔内径150毫米,在防爆孔上有砂封槽和罩。砂封槽内径为166毫米,外径300毫米,壁厚8毫米,甲外径为240毫米,正常情况下,罩子罩在砂封槽里,用砂子封好,连接杆一端连接在罩子上,另一端连接在内环梁上。

(g)炉气返回口

在炉盖圆周上有三个炉气返回口,其内径为600毫米,完全用耐火砖砌成的,厚度为200毫米。

(h)炉气引出口炉盖圆周上有两个炉气引出口,引出口内径为652毫米,引出管内用耐火砖砌成的。引出管外径为800毫米,引出口周围用耐火砖砌筑,固定在内外环梁上。

(i)温度计口

在炉盖上一共有9个温度计口,每个温度计口都有一个保护管插入耐火砖内,把温度计插入测温保护管内,测温保护管直径为32毫米,壁厚3.5毫米,管长430毫米,温度计是测量炉盖内炉气温度之用。

(i)投料管口炉盖上一共有16个投料管口,其中三个是调和外管口,管口在每个电极外侧,电极同心圆周上。三个调和外管口是用耐火砖砌成的。里面没有冷却梁,还有投料管口,其中有一个是中央投料管口,里面没有冷却梁,完全用耐火砖砌成的。其余投料管口都有冷却梁,外面砌上耐火砖。除中央投料管口和调和外投料管口之外的其它投料管口,内径均为S30毫米。整个炉盖除冷却梁之外,完全用各种不同形状的耐火砖砌成的,耐火砖上面用可塑性耐火物抹上一层,砖缝用粘土质耐火泥粘结在一起。


总体来讲,电石炉用耐火材料包括以下几种:

1 高铝质耐火泥(细粒)

2 碳素粗捣固糊

3 碳素细捣固糊

4 刚玉砖

5 拱顶砖(刚玉砖)

6 硅酸铝耐火纤维毡

9 高铝砖耐火浇注料

10 粘土砖

11耐火泥

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