电石炉中控工培训手册

大地化工一分公司一号密闭炉表工培训手册为贯彻公司稳定发展储备人才的指示精神，本炉特编制该培训手册，望各新进人员认真学习，结合实际生产操作，努力钻研岗位技能早日成长为优秀的仪表操作工。

目录：一、密闭电石炉员工基本须知二、仪表操作工基础知识1、仪表操作岗位的作用？2、生产电石的基本原料是什么？3、生产电石的原料的质量要求：4、什么是电石的发气量及发气量和电石质量的关系？5、石灰中的杂质对电石生产有什么样的危害？6、什么叫生烧石灰，为什么要求控制石灰的生烧率？7、什么叫过烧石灰？它对电石生产有那些危害性？8、为什么说碳素材料中的灰分越少对电石生产越好？9、碳素材料中的水分对电石生产有什么影响？10、怎样理解碳素材料中的挥发份对电石生产的影响？11、电石生产中碳素材料的粒度多大才算合适？12、什么是炉料的配比？13、电石炉内的料层结构是怎样的？14、什么是连续式自动烧结电极?15、自动式烧结电极采用什么原料？16、电极糊的烧结过程是怎样的？17、焙烧电极糊的热源有那些？18、电极软断的原因是什么？如何处理和预防19、电极硬断的原因是什么？如何处理和预防20、形成高炉温的条件有那些？21、怎样掌握电极的工作长度和插入料层的深度？22、什么叫明弧操作？有什么危害？23、为什么会有塌料现象？如何预防？24、为什么有时候加料刚完，电极反而上升？25、电极入料深度测量方法的原理是什么？26、炉气中氢气含量超过规定指标会发生事故吗？三、表工必须知道的电学知识1、电流、电压和电阻2、欧姆定律3、电流的热效应4、功率因数5、三相交流电路一、密闭电石炉员工基本须知1、密闭电石炉的产品是电石，其化学名称叫做碳化钙。

其分子式是CaC2,分子量为64.10。

纯的碳化钙只能在实验室中，用加热金属钙和纯碳使其直接化合的方法而制得。

而我们公司生产的电石是指工业碳化钙，它是在电石炉中用焦炭和石灰而制得。

电石中除含大部分碳化钙外，还含有少量部分其他杂质。

这些杂质都是原料中的杂质转移过来的。

在后面的内容中将会有详细的介绍。

2、电石的生产设备：我公司生产电石所用的设备为电石炉，其中又分开放式、半密闭式和密闭式三种。

电石炉就是用电弧发生的热来进行加热的设备装置。

本炉所使用的是密闭式电石炉，其用功率来表示炉子的生产能力，本炉使用的是功率为31500KVA的电石炉。

3、密闭电石炉的特点：密闭电石炉就是在开放炉的基础上研究改进而成，简单的说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，这样的炉子就叫做密闭炉。

4、密闭电石炉的优点：①由于一氧化碳气体全部被抽出，炉面上燃烧现象基本被控制，所以电炉功率得到发展，目前已发展到75000—100000千伏安，这是电石工业的一个大进步。

（我公司已计划引进一台90000千伏安的密闭炉）②大量运用DCS 系统和仪表来操纵电炉，不但使电石生产工艺流程更趋于合理，而其机械化程度高减轻了员工的劳动强度。

③炉盖装有料管，炉料自动下落。

④炉面设备由于不受高温影响而延长了使用寿命。

⑤压放电极采用DCS系统控制油压设备进行确保了操作的便捷性、准确性和安全性。

⑥电石炉气（主要是CO，含量在70%-90%）经过净化回收后综合利用大大降低了电石的生产成本并实现了环保清洁生产。

我公司的电石炉尾气经净化回收后送坤辉气化生产合成氨，实现了循环经济，此项技术为全国首创。

5、电石生产的基本原理：生石灰和含碳原料在电炉内，依靠电弧高温，首先在反应层将石灰融化成流体，它随温度的升高而增强了分子活性动能。

在电极端部周围的高温区，大约在1600—1700℃下即可使具有较大活性的熔融态石灰和焦炭开始互相作用，其作用过程为：碳将熔融态的石灰中的钙离子还原为金属钙并放出CO气体，在此高温区金属钙一经产生便被高温气化为钙蒸汽；当它与碳接触时就在碳表面上互相扩散并反应生成CaC2。

其整体反应的化学方程式为：CaO（固）+3C（固）→CaC2（固）+CO（气）6、电石生产的危险性：电石生产具有高温、高电压、易燃、易爆的特性。

所以电石生产如不遵循安全操作规程易发生人身伤害事故。

电石遇水反应生成乙炔气，乙炔气遇明火发生剧烈氧化燃烧反应在密闭空间内极易爆炸。

7、电石的用途：电石与水反应生成的乙炔可以合成许许多多有机化合物。

电石本身可以直接用作钢铁工业的脱硫剂，生产优质钢。

以电石为基本原料可以生产品种繁多的化工产品。

如醋酸、乙醇和聚氯乙烯塑料等。

在机械工业中，电石生成的乙炔气被广泛用于机件的切割、焊接作业。

二、仪表操作工基础知识1、仪表操作岗位的作用？仪表操作岗位是电石炉操作的枢纽，整个电石炉的反应情况都可以从这里观察，有些员工认为这个岗位只是看电流，只要把电流表看住就行了，这只极为浅薄的认识。

在密闭电石炉上该岗位的更是尤为重要。

综上所述，仪表操作岗位的员工必须具备以下素质：①高度的责任心！仪表操作岗位不单影响这电炉操作的好坏更为重要的是还肩负着安全生产的重任，认真负责的员工可以避免电极事故使炉面操作人员免受人身伤害。

②熟知电石炉操作技能，把巡视、加料、出炉、炉气净化等岗位联系起来协调操作。

③密切配合班长（炉长）的工作切实发挥“副班长”的作用！2、生产电石的基本原料是什么？生产电石的基本原料是生石灰和碳素原料（如焦炭、煅煤、石油焦等），其中生石灰的化学式为CaO。

电石生产中使用的生石灰和碳素原料均有一定的质量和粒度的标准要求。

原料的好坏直接影响电石的生产。

原料质量的细微偏差都会造成炉况的变化造成操作困难和产品（电石）质量的降低。

我们将在以后的内容中详细讲解。

3、生产电石的原料的质量要求：生石灰成分要求CaO（氧化钙）大于92%MgO（氧化镁）小于1%SiO2（二氧化硅）小于1.8%Fe2O3（氧化铁）小于1.8%Al2O3（氧化铝）小于1.8%生烧小于5%过烧小于5%粒度：电炉容量（KVA）粒度（mm）5000—10000 5—3010000—20000 5—35大于20000 5—40粒度合格率要求在90%以上。

碳素原料成分要求固定碳大于84%水分小于1%灰分小于15%挥发份小于1.5%粒度：电炉容量（KVA）粒度（mm）小于5000 3—125000—10000 3—1510000—20000 3—18大于20000 3—20粒度合格率要求在90%以上。

总的来说对碳素原料的要求是：固定碳高，活性大，灰分、挥发份、和水分要少，粒度适当。

4、什么是电石的发气量及发气量和电石质量的关系？发气量（升/公斤）≥300 一级品≥285 二级品≥265 三级品≥235 四级品5、石灰中的杂质对电石生产有什么样的危害？石灰中的杂质对电石生产是十分有害的，当炉料在电石炉中反应生成碳化钙的同时，各种杂质也进行着如下反应锅等设备。

6、什么叫生烧石灰，为什么要求控制石灰的生烧率？7、什么叫过烧石灰？它对电石生产有那些危害性？8、为什么说碳素材料中的灰分越少对电石生产越好？9、碳素材料中的水分对电石生产有什么影响？在密闭电石炉上危害则更为严重，密闭炉的特点是在炉上加了一个炉盖，炉料是由炉料管自动投入炉内的。

这种电石炉除10、怎样理解碳素材料中的挥发份对电石生产的影响？11、电石生产中碳素材料的粒度多大才算合适？各种碳素材料在各种粒度下，电阻相差很大，一般是粒度越小，电阻越大，在电石炉操作上电极易于深入炉内，对电石炉操作有利。

反之电石粒度愈大，电阻愈小，电极上升对电石炉操作不利。

但粒度过小，影响电石炉的透气性，容易石炉料结块，所以粒度必须合适。

12、什么是炉料的配比？炉料的配比通常是以100公斤石灰配合多少公斤碳素原料来表示。

理论上制得一吨纯电石需要消耗纯氧化钙875公斤和纯碳563公斤，也就是说生产纯电石的炉料配比是纯石灰100公斤需要纯碳64.3公斤。

实际上工业电石不可能采用纯原料，也不可能生产纯电石。

13、电石炉内的料层结构是怎样的？电石炉是将通入的电能通过电弧和物料电阻转变成为热能的电弧电阻炉。

炉料受电弧高温作用，并在其高温的范围内形成一个依条件而变动的熔池。

熔池内外的物料在所在的区域内形成各具特点的料层，整个料层在正常情况下构成一个有秩序的自上而下移动的料层结构。

即投入电石炉的炉料（生料）自上而下是:预热层→扩散层→反应层→熔融层，在远离电极的熔池内壁是一个硬壳层，在最底部为积渣层。

①物料预热层（A ）此部分多系新投入之生炉料，基本上保有原有之电阻,透气性好，炉气经此层逸出炉面时预热炉料。

②炉料扩散层（B）此部分是炉料及含有少量碳化钙的半熔融物，是氧化钙和碳的相互扩散区。

即在此层中从炉下方升上来的钙蒸汽和一氧化碳气体、氧反应生成氧化钙和碳，它们进入氧化钙和碳的空隙中进行互相扩散。

③反应层（C）此部分是被上部CaO—C扩散层所覆盖，为熔池壁所包围，并限制在电极端头下面的半成品层，大部分碳化钙的生成反应均在此进行。

④熔融层(D)此部分是熔融电石层，位于反应层下面的熔池底部。

此层主要依炉料配比和熔炼时间，在不断稀释—浓缩的角逐中保持一定质量。

因半成品及焦炭均较轻，故熔融电石沉在其下。

⑤硬壳层（E）此部分是在远离电极以及电极之间形成的柔软而多孔的固体壳层，它是熔融了的粉末状物质，有时敷挂一层层含有杂质的仍未完全凝固的电石层。

由它形成熔池内壁，在此中几乎不进行任何反应。

⑥积渣层（F）此部分沉积于熔融层最低部位，由原料带入的杂质以Si—Fe，SiC，等形态积累而成。

电石炉运行三个月之后，尤其操作几经反常之后，炉底杂质SiC，甚至Si—Fe会与日剧增，实为生产中的累积性隐患。

14、什么是连续式自动烧结电极?连续式自动烧结电极（简称自烧电极）是由电极糊和铁壳组成。

电极铁壳是用厚1—2.5毫米的钢板卷制而成，其中装有铁拉筋（铁翅），以增加电极的强度和导电性。

电极铁壳装在电极把持器内，然后将电极糊装填铁壳内。

这种电极在电石炉内工作室是要不断消耗的，所以需要继续不断地下放电极，以资补充。

当电极下放到接触元件（起导电作用）下部时经过1000℃左右的高温焙烧，使电极糊碳化而成电极。

因为电极铁壳可以在电炉不停电的情况下继续焊接，电极糊不断的向铁壳内加入，而且又是在电石炉内烧结而成的，所以叫做连续式自动烧结电极。

我炉目前使用的就是此种电极，直径为1250mm。

在整个电石炉的设备中，电极就是心脏。

在电石生产中电流是通过电极输入炉内产生电弧进行冶炼电石，电极在整个电炉中占有及其重要的地位。

而仪表操作工主要的工作任务之一就是操作电极控制电流，所以我们一定要熟知电极的有关特性！15、自动式烧结电极采用什么原料？16、电极糊的烧结过程是怎样的？17、焙烧电极糊的热源有那些？18、电极软断的原因是什么？如何处理和预防如何预防电极软断事故：19、电极硬断的原因是什么？如何处理和预防20、形成高炉温的条件有那些？我们都知道，炉温的高低取决于电石的质量高低，电石质适当高度21、怎样掌握电极的工作长度和插入料层的深度？22、什么叫明弧操作？有什么危害？23、为什么会有塌料现象？如何预防？高配比、高质量、高炉温。