25500——30000KV A电石炉生产工艺规程一、产品说明1、名称:学名碳化钙,俗名电石。

其中含碳化钙约65-85%，其余为杂质。

2、分子式：CaC23、分子量：64.1 C4、结构式：Ｃa5、基本理化性质 C5.1外观：化学纯的碳化钙几乎为无色透明的晶体，极纯的碳化钙结晶为天蓝色大晶体，其色泽颇似淬火钢。

工业碳化钙为不规则块状体，其色泽与纯度有关，有灰色的、棕黄色的、黑色的，碳化钙含量较高时呈紫色，其新断面呈灰色，若暴露在潮湿的空气中则呈灰白色。

5.2相对密度：电石的相对密度决定于碳化钙的含量、电石的纯度越高，相对密度越小。

5.3溶解度：电石不溶于任何溶剂。

5.4溶点：电石的熔点随电石中CaC2含量而改变。

纯CaC2熔点为2300℃，电石中CaC2含量一般在80%左右，其熔点在2300℃左右，CaC2含量为69%时，熔点最低为1750℃，影响电石熔点的因素取决于杂质的量和性质。

如图2所示：CaC2含量(%)图2 电石熔点与其中CaC2含量的关系5.5导电性：其导电性与电石纯度有关，CaC2含量越高，导电性能越好，当CaC2含量下降到70-65%之间时，其导电性能达到最低值，通常比电阻约120000欧姆／厘米3。

CaC2含量为94%时，通常比电阻为450欧姆／厘米3。

电石的导电性能与温度也有关系，温度越高，导电性则越好。

5.6化学性质：电石的化学性质很活泼，能与多种气体、液体发生反应。

⑴电石遇水分解成乙炔和氢氧化钙CaC2＋2H2O=C2H2+Ca(OH)2+126.96(kJ)该反应是在水过剩的情况下进行的。

⑵当CaC2过剩时，则除上述反应外还有如下反应：CaC2＋Ca(OH)2＝2CaO+ C2H2CaC2是一种强脱水剂，用饱和水蒸气分解CaC2时，也象用水分解它时一样。

电石在空气中能吸收环境水份而逐渐分解，放出乙炔气。

⑶粉状电石与氮气在加热条件下反应而生成氰氨化钙(石灰氮) CaC2＋N2→CaCN2＋C⑷氨、氯、氯化氢、硫等在赤热或高温情况下能与电石反应。

磷、砷、乙醇、浓硫酸等也都能与电石反应。

5.7组成：工业产品电石中碳化钙含量为65-85%，其余为杂质，杂质多半是制造时所使用的原材料带来的。

如：CaC2含量80%的电石，其大致组成如下：CaC2 80%CaO 15%C 1%SiO2+MgO+Fe2O3+Al2O3 3.8%S 0.1%P 0.04%6、用途6.1粉状电石与氮气在加热时，反应生成氰氨化钙即石灰氮，石灰氮是一种优良的碱性化学肥料。

石灰氮还可以继续深加工，是生产氰化物的原料。

6.2电石与水瓜生成乙炔。

乙炔与氧气混合用于金属的切割焊接，乙炔高温裂解生成乙炔炭黑，可制造干电池。

乙炔为有机合成的重要原料，如：乙醛、乙酸、乙烯、合成橡胶、合成树脂、合成纤维等均以乙炔为主要原料。

6.3本身还直接用于钢铁工业的脱硫剂，生产优质钢。

近年来又找到了电石的许多新用途。

总之，电石的用途极为广泛。

7、产品质量标准或特性7.1电石CaC2含量(%) 67.17-82发气量(1/kg) 250-305(20℃)时乙炔中PH3含量(%) ≤0.06-0.08乙炔中H2S含量(%) ≤0.1-0.15粒度(mm)⑴ 81-150 其中：限内粒度85%以上2mm筛下物≤3%⑵ 51-80 其中：限内粒度85%以上2mm筛下物≤3%⑶ 2-50 其中：限内粒度75% (16mm) 以上16mm筛下物≤4%7.2炉气成份(体积)：大致组成：(%)CO 90-95H2 2.5CH4 1-2CO2 2.5N2 1-2O2 0.2-0.6热值(kJ/NM3)：11302(2700kcal/Nm3)粉尘含量(g/Nm3)：50-150炉气体积(Nm3/h)：2400—28007.3炉尘成份(%)C 10-25CaO 30-50MgO 1-5堆比重(g/cm3)： 150-300温度(℃)： 250-350粒度：小于1μm者不超10%8、包装电石遇水或潮湿空气生成C2H2易燃易爆，因此，电石用干燥的特种包装袋包装或桶包装。

净重(kg)：50.4±0.2二、原材料技术要求1、石灰成份(重量%)CaO ＞92.5SiO2≤1.101MgO ≤1.6Al2O3≤0.5Fe2O3≤0.4R2O3≤1P ≤0.01S ≤0.04CO2(残留) ＜2生过烧总量(%)：＜6%(暂定)强度(kg/cm3)：＞80(参考)气孔率(%)：＞35(参考)粒度(mm)： 10-50 占85% ；其中：粒度＞50mm ≤10%；粒度＜8mm ≤5%。

2、焦炭成份(重量％)固定碳＞84灰份＜15挥发份＜0.44水份＜1 (进厂指标为8-15)S ＜5P ＜0.05粒度(mm) 5-25占85%；其中＞25者≤10%；＜5者≤5%。

灰份分析：(%) (参考)CaO 4.49MgO 0.8SiO2 82.84Al2O3 0.7Fe2O3 0.163、机兰炭成份(重量%)：固定碳＞86灰份＜10挥发份＜2水份＜1S ＜0.5P ＜0.04粒度(mm)：5-25其中：5-25＞85%；＞25者＜10%；＜5者＜5%4、电极糊成份(重量%)：固定碳＞80灰份≤4.5挥发份≤12-14粒度(mm) ＜80体积密度(g/cm3)： 1.38软化点(℃)： 90-120抗压强度（Mpa） 17比电阻（μΩ. mm2/m） 53—685、烧穿电极：直径: φ100(暂用)长度(mm):1200--1500比电阻(Ω.mm2/m):9-11机械强度(N/mm2): ＞16连接方式：螺纹6、电极壳：规格：φ1250×1500材质： spcc外壳尺寸(mm)外壳外径×高度(mm):φ1250×1500外壳弓形板厚(mm): 2-0.2长翅片数目(个): 12长翅片长×宽(mm): 1500×283短翅片数目(个): 12短翅片长×宽(mm): 445×230翅片板厚(mm): 3-0.1翅片加强杆数目(个)： 12翅片加强杆直径(mm): φ20连接板数目(个): 12连接板展开尺寸(mm): 320×30连接板厚度(mm): 2制作方式：缝焊、电焊连接方式：电焊焊条 T422 φ2(全部焊接应可靠、焊缝表面应平滑、无瘤块、烧蚀、翅片处的焊缝无明显凸点)。

制作精度符合零件图要求，电极柱连接不直度≤1‰，不圆度≤1‰。

7、出炉圆钢直径(mm): φ18-φ208、电极检测钢棒直径×长度(mm)：φ25×5000三、电石生产原理1、碳化钙生成反应1.1工业碳化钙的生成是以生石灰和炭素材料(冶金焦、石油焦、无烟煤)为原料，在电炉内混合均匀，炉料凭借电弧热和电阻热在1800℃－2200℃的高温下成熔融状态而制得的。

CaC2的生成反应如下：CaO+3C=CaC2+CO-465.9(kJ)碳化钙以液态形成，并溶解过量的石灰和杂质，而CO通过炉料逸散。

这个反应是吸热的，也是可逆反应，根据平衡原理，提高温度和降低CO的压力，在这个反应过程中有利于从左向右进行，所以反应要在高温条件下进行，把反应生成的CO气体及时排出。

但当温度超过2200℃时，有严重的二次反应，碳化钙分解为金属钙和碳：CaC2→Ca+2C+63.21（KJ）1.2当生成1吨发气量为300L/kg的电石，根据反应方程式，消耗于反应的电能为：64式中：0.86—发气量为300L/kg的电石中CaC2百分含量3600—1kwh电能完全转化热能为3600kJ/kwh64— CaC2分子量实际上，由于种种因素，工业电石炉生产1吨电石时，所消耗的电能远大于计算值，可见有大量的电能损失。

2、碳化钙----氧化钙相平衡图电石为CaC2和CaO等各种杂质的混合物，把CaC2和CaO按不同比例混合，并分别测定其共溶点，得到CaC2—CaO液相平衡图。

如图3所示：2400220020001800100 80 60 40 20 0CaC2百分含量O 20 40 60 80 100CaO百分含量图3 CaC2—CaO相平衡图四、生产工艺操作1、工艺系统概况1.1本系统由30MVA固定密闭炉及其辅助装置构成。

1.2原料在配料站称重，由胶带运输机和环形输送机送至12个炉顶料仓。

1.3三相φ1250mm自焙电极通过水冷短网和挠性接头由三台单相10MVA变压器供电。

1.4炉料由12根料管随炉内消耗靠量力向炉子自动供料。

1.5电极壳及电极糊随消耗定时加装。

1.6反应生成的电石从3个出炉口之一出炉，由电石锅、小车运出。

1.7出炉口用烧穿设备由电弧打开。

1.8反应生成的炉气送炉气利用系统。

1.9冷却用水由装置循环水系统提供。

1.10压缩空气和氮气由空压站经气系统提供。

2、电炉熔炼2.1配料2.1.1配料在正常工作时自动进行，在非正常工作时在控制室或现场手动进行。

2.1.2炉料配比采用重量配比法。

其中：2.1.3炭素料配比：机兰炭：焦炭=70:302.1.4炉料配比：石灰：炭材=100：65-70(干基)2.1.5炉料配比可由原料质量、产品要求及炉况等方面需要调整计算机程序。

2.2装料2.2.1炉料经称重、运输设备装至炉顶料仓，仓下料管中充满料柱，直至炉中，随炉料消耗靠重力连续加料。

2.2.2正常工作时，称重、运输设备的启闭由料仓料位控制。

2.2.3称重周期：自动称重时由压力传感器控制，手动称重时在控制室或现场需要人工控制。

3、操作3.1电石炉主要用炉料中的电阻进行操作，最佳操作电阻应是不造成出炉困难，同时上层炉料不出现过高温度的最大数值，最佳操作电阻由经验确定，实际上，良好的操作决定于某种热度的保持，最佳热度由操作电流和电压条件决定，节能炉熔池温度以保持在2000℃-2200℃为宜。

3.2正常情况下电石炉为自动调节，保持在满负荷状态下工作，允许适量超载运行，最高超载不超过10%。

不宜欠载运行，实际平均负荷控制在满载的98%以上。

3.3炉内反应大多发生在电极以下和周围熔池内，熔池壁和炉衬间的炉料主要起耐火绝热作用。

3.4对入炉原料的成份、粒度、湿度和配比按有关规定要定期经常检查，以免造成电极穿透不良和电极消耗增加。

3.5三相电极的入炉深度应相同，并有良好的穿透状况，电极位置应经常测量，运行初期，至少每两天测量一次。

3.6电极端部至炉底距离的期望值为1.1m-1.3m，其最佳距离由经验确定。

4、电气操作条件4.1操作电阻：1.0--1.35μm4.2高压电流: 420—490(A)4.3低压电流：82---89(KA)5、电极调节5.1电极调节由升降油缸移动电极而实现。

5.2电极调节应与变压器抽头位置的选择相结合，以获得理想的电极位置和炉子负载。