电石炉及其安装简述

电石炉及其安装简述

2006年11月25日

一．电石生产概述

电石工业诞生于上世纪末叶，生产技术处于萌芽时期，所生产的电石只用于点灯，随后采用与金属的切割与焊接。本世纪初，电石乙炔合成有机产品工业的兴起，促进电石生产向前迈进。但到六七十年代，石油工业的兴起，许多生产醋酸，乙烯和聚乙烯等产品的原料路线由乙炔转为乙烯，使电石生产迅速下降，出现了世界电石生产的低潮，近年来，由于乙烯与乙炔相比，反应活性较差，且有必须采用大型设备的不力之点，况且世界石油价格波动较大，易受国际政治因素影响，而石油大量输出主要集中在少数几个国家，所以人们对乙炔化学及电石生产有开始重新的认识。

从长远经济效益来看，今后电石乙炔能否与石油乙烯并存，关键问题在于电石乙炔的成本大幅度降低，如降低电耗，扩大容量等。总之，从当前电石生产的发展情况和某些科研课题的实现来看，电石乙炔很有发展前途。

二．电石炉设备

电石炉是矿热炉的一种，是电石工业的关键设备。生石灰（CaC ）和碳素材料（C ）在电石炉内由电能通过电阻、电弧转化的热能加热后发生化学反应生成电石（CaC 2）。

电石炉的结构型式基本上可分为：

开放式电石炉一般适用于容量10000KVA 及以上的电石炉。开放式电石炉没有炉盖，炉内反应生成的CO 气体在料面上燃烧，产生的火焰随同粉尘一起向外飞散，影响操作环境。密闭电石炉上装有炉盖，炉内的CO 气体用抽汽设备抽出。由于盖上了炉盖，炉内的CO 气体与空气隔离，所以料面上基本不产生燃烧现象。

电石炉的主要设备是：炉体（包括炉盖），电炉变压器及短网，电极（包括油压压放系统），出炉系统设备，炉气净化系统设备。

1．炉体（包括炉盖）

电石炉炉体由炉壳、炉衬、和炉盖组成。

电石炉

电石炉

密闭式电石炉 开放式电石炉

带有吸气罩的半放开电石炉

半密闭式电石炉 密闭式电石炉

炉体回转的密闭式电石炉

炉壳

炉体安装在钢筋混凝土基础上，基础上面铺设工字钢，目的是流通炉底空气散发热量，防止炉底过热损坏。炉体底版用单面坡口焊接方法制成整块圆形钢板，铺在工字钢上面，炉壳一般采用圆柱形，是用12～20㎜的Q235A钢板制成，为了便于现场拼装，炉壁板分成若干块制造，一般小型炉是3块，大中型是6～9块拼装成一体。为了保持炉壳的钢性，在炉壳的外壁焊有一定数量的立筋和环筋，为了保护出料口的钢板不被灼热的高温炉料烧蚀，在出料口四周装有通水冷却的铸铁构件。

炉衬

炉底板上铺有一层5mm软石棉板，起隔热绝缘作用，石棉板上铺一层干石沙，厚度为50mm，起隔热和找平作用。河沙上面铺设5~7层耐火砖，碳素砖砌在干砌的耐火砖上面，碳砖层厚度根据电石炉容量大小而异。小容量电石炉为400~800mm，中等容量电石炉为800~1200mm，大容量电石炉为1200~1500mm。

炉壳内壁粘有一层5mm软石板，其上再砌有一圈轻质保温砖或50~100mm 的矿渣棉作保温和缓冲高铝耐火砖膨胀之用。炉墙一般是两圈高铝砖，用灰浆法砌筑，从炉底耐火粘土砖砌起，砌到炉壳上口相平。

炉盖

炉盖是盖上炉体上面，使电石炉封闭起来，炉盖与炉体之间使用沙封。炉体与炉盖的密封是为了在生产电石的同时产生的炉气全部回收。炉盖一般采用水冷式全金属结构。由水冷大梁和水冷盖板组成。

水冷大梁分为内大梁和外大梁，内大梁有三个电极圈梁和13个料管圈梁，用异型钢管联结成一个平面梁架。为了隔磁，电极圈梁一般用不锈钢制成。内大梁与外大梁用异型钢管联接成一个整体梁架。

水冷盖板一般由顶盖板，侧盖板，炉气排出口盖组成。顶盖在电极三角区部分，是用不锈钢板制成，其余部分用碳钢制成。侧面盖板全部用碳钢制成。顶盖板与炉大梁间用软石棉板绝缘，用石棉绳和耐火水泥密封，侧盖板与炉大梁不绝缘，仅用石棉绳与耐火水泥密封。

2．电炉变压器及短网

变压器是电石炉的心脏设备。它用于将高的电压改变为电炉操作适应的工作电压。

电石炉所用变压器必须具备下列特殊要求：

○1利用高压侧的线圈抽头能转换二次电压。

○2为了防止变压器在短路时遭受破坏，对线圈需做特别坚实的加固，能经得住

在电石炉发生二次电路短路是的动力打击。

○3需保证电石炉生产能长期用最大负荷几短时期超负荷不受影响。最好当有超

负荷10～20%的裕度。

短网是指从变压器的二次端头到电极的二次母线的总称，炉用变压器的二次绕组，短网电极和熔池构成一个电路，在次电路上流过大电流。短网在此电路

中起了很重要的作用。电石炉的短网是由母线（短管），软铜线及引至电极馈电

线三部分组成。它是输送低电压，强电流电能的桥梁。为了使短网能将取自电

网的能量最有效地输入电炉，考虑如何配置合理的短网结构形式，选择适宜的

短网电流密度，这时获得良好的电力运行指标，节约有色金属用量具有强大的

经济意义。

对短网装置总的要求：

a.电炉短网（钢管）系统电阻越小越好，以降低电阻损耗，提高有效功率。短

网长度应尽量缩短，使变压器尽量靠近电炉。甚至为了此目的，将变压器适当

抬高，使变压器出线铜排和电极上的连接处一样的高。

b.电阻值越小越好，减少温度对供电回路阻抗值的影响，以提高功率因数，短

网布置应该使电流相位相反的母线交叉排列，并且越近越好，使互感应补偿自

感应，从而达到降低合成阻抗的目的。

c.要具备上下移动部分（既软铜线），便于电极上下移动。设置通水软缆即可解

决。

d.在短网导电周围尽量做好隔磁措施，以免引起附加电抗的增加及引起涡流和

磁损失。为了短网的稳定，每隔0.5-0.75米，用非磁性材料（铜，非磁性铜）

作固定的螺栓,铜管间以硬质石棉板隔开。

e.要保证短网绝缘性能良好短网需要绝缘材料进行包裹，铜管间以硬制石棉板

或石棉布隔开。

容量相同的炉子由于短网结构差异，其效果有明显的不同，所以对短网的布置

应十分重视。

3．电极（包括油压压放系统）

1)电极设备是电石炉的重要设备之一，它既能把强大的电流导入电极端头，在炉内进

行电弧燃烧而把电能变换成热能；又能延续电极和调节电极的烧结速度，使电极连续不断地进行工作。