员工岗位培训体系电石生产工人培训试用教材.docx
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员工岗位培训体系电石生产工人培训试用教材
（培训体系）电石生产工人培训试用教材
电石生产工人培训试用教材
二O一二年三月
第一章电石生产基础知识
1——1基础知识————————————————————3
1——2电石的性质———————————————————3
1——3电石的用途———————————————————4
第二章电石生产的基本原理及工艺流程
2——1电石生产的基本原理———————————————4
2——2电石生产的工艺流程———————————————4
第三章电石生产所需原料
3——1电石生产所需原料————————————————6
3——2电石生产所需原料的规格—————————————6
第四章原料中杂质对电石生产的影响
4——1石灰杂质的影响—————————————————7
4——2焦碳杂质的影响—————————————————8
第五章电石生产中原料的制备
5——1固体物料的处理概念———————————————8
5——2固体物料的处理设备———————————————9
第六章生过烧石灰对电石生产的危害————————————9
第二篇电石生产安全技术概念
第一章通论——————————————————————10
第二章各工段的生产安全技术
2——1电石生产安全技术————————————————11
2——2出炉操作生产安全技术——————————————13
2——3包装操作生产安全技术——————————————14
第三篇西马克电石炉
第一章西马克电石炉简介
1——1改型埃肯炉主要做如下改型————————————
1——2电炉炉体————————————————————
1——3压力环抱紧铜瓦及上、下抱闸———————————
1——4加料系统————————————————————
1——5水冷却系统———————————————————
1——6液压装置————————————————————
1——7电炉自控系统——————————————————
1——8主要控制和检测点————————————————
1——9原材料要求———————————————————
第四篇电石生产装置各工序流程
第一章炭材干燥
1——1炭材干燥流程图—————————————————24
1——2流程说明————————————————————25
1——3物料规格————————————————————25
第二章配料站工艺流程图
2——1配料站物料流程图————————————————26
2——2流程说明————————————————————26
第三章电石生产及破碎物料流程
3——1电石生产及破碎物料流程图————————————27
3——2流程说明————————————————————27
第四章电石生产
4——1电石生产工艺要求及操作要点———————————28
4——2正常工艺条件——————————————————28
4——3产品消耗额———————————————————30
4——4电石质量标准——————————————————30
说明
该资料摘录《电石生产工艺学》、《天辰设计院年产9万吨电石初步设计说明书》、《电石生产问答》、《电石生产》、《电石资料》部分章节，并参考埃肯公司提供的《操作手册》及国内埃肯炉已投产厂家的运行状况而编写的。
全书共分四篇十四章，其目的主要是提供公司电石生产工人培训使用，因其中部分观点未必确切，做法不够完善，故该资料不对外交流，以免产生误导。
第一篇电石生产基础知识
第一章电石生产基础知识
1——1基础知识
电石化学名称为碳化钙，工业名称为电石，分子式为CaC2,分子量为64.10。
1——2电石的性质
a）物理性质
（1）外观：
化学纯的碳化钙几乎是无色透明结晶体，极纯的碳化钙是天蓝色大晶体，和淬火的钢颜色一样。
工业品碳化钙（电石）是由CaC2、CaO及其他杂质合成的一种灰色红褐色的结晶混合物。
（2）比重：
电石的比重随电石碳化钙的含量减少而增大为（2.24——2.58）克/立方厘米。
（3）熔点：
电石的熔点随电石中碳化钙含量的改变而改变。
纯碳化钙熔点为2300℃；工业产品电石一般含碳化钙约80％，其熔点为2000℃左右，，含69％的碳化钙的混合物熔点最低约1750℃。
电石熔点与其中CaC2含量的关系见图一。
（4）导电性：
电石的导电性随温度的变化和电石中碳化钙含量的变化而发生变化，碳化钙含量越高导电性越强。
b）化学性质：
（1）电石遇水激烈分解
CaC2+2H2OC2H2+Ca[OH]2+127千焦
（2）加热电石与氮气反应
CaC2+N2CaCN2+C+301.5千焦
其他如氯、氯化氢、硫、磷乙醇等在高温下与电石接触产生激烈化学反应。
1－3电石用途
电石广泛应用于工业、医药、化工、国防等行业。
详见图二。
第二章电石生产的基本原理及工艺流程
2－1电石生产的基本原理
工业电石是由生石灰和碳素原料（焦炭、无烟煤、石油焦等）在电炉内于高温下按下面化学方程式反应而制得
从上化学方程式中可知：
（1）碳化钙是由石灰和碳化合而成。
（2）每生成一个碳化钙分子，需要一个分子的氧化钙和三个原子的碳。
（3）每生成一克分子的电石,需要吸收466千焦的热量
由于生产电石的温度高和常易变化,因此要进行数次二次反应,最重要的是电石分解为钙化金属和碳。
CaC2Ca+2C+63.2千焦
2-2电石生产的工艺流程（密闭型）
由原料工序送来的合格的兰炭及石灰分别贮存于贮斗
（1）内，经贮斗下的自动称
（2）称量后（按配料比例），由输送机（3）将配比好的炉料至料仓（5）环形加料机（14）。
炉料从料仓下部的投料管靠本身自重加到电石炉（12）内。
电流由电炉变压器（9）经短网（8）挠性母线及接触元件导入电极（6）。
炉料在电石炉内借电弧电阻热，加热至1900-2200℃而生成电石。
生成的电石由出炉口）11）定时放出电流电石锅（16）内,由出炉小车（17）载至冷却破碎车间。
冷却后的电石经破碎运至包装工段经称量后装入电石桶内。
第三章电石生产所需原料
电石用途
2600℃
2400℃
2200℃
2000℃
1800℃
1600℃
100806040200
图一电石熔点于其中CaC2含量的关系
3-1电石生产所需原料
根据电石生产主反应式可知：
电石生产中的主要原料或基本原料是
（1）生石灰
（2）碳素材料（焦炭、兰炭、无烟煤等）
3-2电石生产所需原材料的规格
（1）石灰：
石灰是石灰石用煤、焦炭或煤气及液体燃料煅烧成的。
CaCO3CaO+CO2-177.9千焦
成份要求：
CaO≥86.4%
粒度（3----30）mm>80%（30----40）mm<15%
（0----3）mm<5%最佳（5----50）mm
生烧和过烧总和5％---12）mm
（4）电极糊
成份要求：
C≥83.11%灰份≤3.52%挥发份≤13.37%
总之，对碳素原料的要求是：
固定碳高，电阻大，活性好，灰分、水分和挥发份要少，粒度适当。
第四章原料中的杂质对电石生产的影响
原料中杂质主要是以灰分的形式存在，如果原料中的灰分过多，对电石炉的维护和操作以及电石的质量都将
（2）兰炭
成份要求：
C≥84.1%S＜0.55%
灰份≤10.17%挥发份≤5.78%
粒度：
（3----20）mm最佳（3---12）mm
（2）无烟煤
成份要求：
C≥82.79%S＜0.64%
灰份≤7.63%挥发份≤9.58%
粒度：
（3----20）mm最佳（3产生不良的影响。
4——1石灰杂质的影响
石灰中的杂质对电石生产十分有害。
当炉料在电炉内反应生成碳化钙的同时，各种杂质也进行下列反应：
二氧化硅+2C---→硅（Si）+一氧化碳（2CO）-573.59千焦
氧化亚铁+3C----→2Fe+3CO-452千焦
MgO+C-----→Mg+CO-486千焦
应此在电炉中不但多消耗电能，而且又多消耗碳素原料。
经实践证明杂质的还原率与电石的质量有一定关系。
其中氧化镁对电石生产的危害较大。
氧化镁还原产物的燃烧，妨碍电炉操作和运转，甚至毁坏炉衬。
因此，电石炉炉料中氧化镁的含量应尽量减少。
另二氧化硅，氧化铝也会造成炉底升高，严重时炉眼位置上移，影响出炉操作。
其他如硫、磷等也会不同程度的影响电石生产和质量。
4——2焦炭中杂质的影响
焦炭中的杂质主要是灰分，全部由氧化物组成。
在电石炉内生成石的同时，灰分中的氧化物也要被还原既要消耗电能，又要消耗碳素材料，而且还原后的杂质仍然混入电石中，降低了电石的纯度。
实践证明，原料中每加1%的灰分，要多消耗（56---60）度的电能。
第五章电石生产中原料的制备
电石生产中，原料准备的好坏直接影响到电石的正常生产和产品质量。
5——1固体物料的处理概念
1、破碎：
在化工工业或其他工业部门中，将大块固体物料变小的操作过程，称之为破碎。
其原理一般是挤压、劈裂、撞击和研磨。
有少数情况采用弯曲和撕裂的方式。
2、筛分：
在电石原料处理过程中，除物料原夹带的粉末和小块外，又会产生许多粉末和小块。
为了不影响电石的正常生产必须进行筛分。
工业上习惯将已被破碎的松散物料分成若干粒度近于相等的操作过程称之为筛分。
3、干燥：
凡从固体物料中，借热能使水分汽化，并由气体将水分带走的方法称之为固体物料的干燥。
4、输送：
在化工生产中，除了气体液体之外，往往要处理大量的固体物料。
运往所需工序的一系列运送操作称之为输送。
5——2固体物料的处理设备。
1、破碎过程中主要的设备有：
1）、鄂式破碎机2）、双辊破碎机
3）、锤式破碎机4）、各类电动研磨机等
2、筛分过程中的主要设备有：
1）、电机振动筛2）、电磁振动筛
3）、往复筛4）、回转筛等
3、干燥过程中的主要设备有：
1）、回转干燥筒，2）、立式干燥器等
4、输送设备有：
1）、带式输送机2）、螺旋输送机
3）、斗式提升机
第六章生过烧石灰对电石生产的危害
6——1石灰生产中的过烧与生烧
1、过烧石灰：
石灰石分解放出二氧化碳以后，不但本体产生许多气孔，而其体积还要缩小（10——15）%。
如果石灰石在窑内停留时间过长或温度过高，那么，石灰石的结晶单元就逐渐排列得整齐起来，它的体积就缩小了。
原来疏松多的石灰就变成坚硬的石灰，体积比原来缩小43%左右，这样的石灰就是过烧石灰。
过烧石灰对电石生产有何危害
过烧石灰坚硬致密，活性差，降低了反应速度，并且体积缩小以后，接触面积就减少，引起炉料电阻的下降电极容易上抬，对电石操作极为不利，所以过烧石灰要尽量少。
2、生烧石灰：
石灰石中含有90%以上的碳酸钙，当温度达到815度时，碳酸钙即分解放出二氧化碳。
温度越高，分解速度越快，如整块石灰石自表面到最内层都达到815度以上，则可得到完全分解的石灰。
反之如块中温度没有达到815度，碳酸钙还来不及分解，就从窑内卸出来了，这样的石灰就叫做生烧石灰。
生烧石灰对电石生产的影响
在电石炉内生烧石灰中的碳酸钙要进一步分解成石灰，再与焦炭反应生成电石。
而分解碳酸钙需要热量，此热量由电来供给，那就增加了电石生产的电耗。
此外还引起配比不好掌握及影响反应速度。
第二篇电石生产安全技术概述
第一章通论
电石生产有电热法与氧热法，现生产均采用电热法生产电石，电石生产全过程被列为危险品生产之类。
当电石受水后潮湿空气作用时，即放出了乙炔气体，与空气混合能形成爆炸性混合物，如有任何火源存在即能引起燃烧爆炸。
在生产过程中，电炉内以2200度左右温度的强热来冶炼电石，且在冶炼时放出有害气体与灰尘。
有害气体主要是一氧化碳，以及其他一些气体。
一氧化碳是无色、无臭，有毒的气体，在温度（15---20）度时，如以空气为1，则CO为空气的0.968。
CO和空气混合后达到一定浓度比例时，会引起燃烧和爆炸。
在（18---19）度时，CO在空气中浓度在（12.5---74.2）%的范围内时即爆炸，CO在空气温度达652度时与空气接触会自动着火。
当空气中CO浓度超过0.01%以上时会危及人身安全。
电石生产的主要能源消耗就是电能，因此电炉设备的电流通过不分和与此相连接的可导电部件，必须使其绝缘良好。
在电炉上工作时，禁止用手或金属物体接触导电系统，以防触电。
由上可知，电石中的电，气体、水都可能因疏忽引起事故。
第二章各工段的生产安全技术
2——1电石生产安全技术
1、电炉的设备中，凡属导电体与不应导电的物体之间必须有良好的绝缘，否则立即停电修理。
2、严禁操作人员及非操作人员同时接触带电的任何两相电极。
3、严禁用导电的器具接触（碰撞）设备中带电的任何部分，以防损坏设备和造成人身事故。
4、操作人员必须经常检查整个导电系统，如发现紧固螺丝松落，导电短网变色等情况，应立即查明原因，停电处理。
5、在正常停炉时，必须将电流降到规定限度，方可停电，但如遇特殊情况出现（如设备漏电，突然漏水等）才允许满负荷紧急停车。
6、操作人员必须经常检查变压器油温，发现油温升高应立即与有关部门联系检查，必须时停电进行检查。
7、炉面操作人员必须注意整个电炉的水、油、冷却系统。
如发现不正常情况及时与有关部门联系处理。
8、凡属电炉操作人员必须熟悉冷却系统的进出水管通路，以便发现情况及时关闭开启。
9、发现有大量漏水，应立即停电和迅速切断水源，同时严禁升降电极、压放电极和出炉，以免水接触电石引起爆炸事故。
10、电炉仪表工必须熟悉各种仪表的性能、用途，以便及时掌握电炉的情况，保证电炉运转正常，发现仪表有故障时，应及时修理或更换。
11、电炉的电极是连续自培的，因此对电极糊在电极筒内的高度应严格控制，保证电炉运转正常。
12、加电极糊时，应注意电极筒内是否有杂物。
严禁操作人员同时接触两根电极。
13、在密闭炉中，氢气的变化可以判断炉内设备漏水与否等情况。
因此操作人员应经常注意氢气表的变化情况，发现氢气升高时，应停炉检查，以免发生爆炸。
14、密闭炉必须有良好的气密性，即设备之间（电极的把持筒与炉盖）密封圈的间隙应在设计的范围内，以防炉内的一样化碳溢出而造成中毒事故。
15、电炉周围的一氧化碳含量应经常测定，以便加强安全措施。
16、密闭炉操作人员在炉面巡回检查时应由二人以上，并一前一后，以防种种原因而造成一氧化碳中毒。
17、凡属电炉设备无法密闭的间隙处应用矿渣棉垫塞，防爆孔用玻璃棉盖后，然后用防暴孔盖压住，使之形成完整的密闭炉系统。
18、在送电前应检查整个电炉的气密性情况，以防漏气造成中毒事故。
19、电炉正常运转时，炉内气体压力应控制在正压0——5帕，不宜过高，否则炉内的一氧化碳气体外溢，以至引起中毒。
20、所有下料管必须用氮气加以氮封，其压力保持在98帕，同时应保持料仓内混合料的一定高度，不使炉内的CO从料管冒至料仓而向外溢出。
21、在停炉要检查炉内情况时，必须用氮气将炉内的CO置换出来，但打开操作孔仍要谨慎小心。
22、在送电前，打开操作孔和烟道阀门，送电后，电极周围冒出火苗再关闭操作孔以免送电后引起爆炸事故。
23、炉面操作人员凡吸烟或动明火者，应在安全场所，以免引起一氧化碳燃烧，造成事故。
2——2出炉操作生产安全技术
1、出炉口之安全是较重要的，因此凡操作人员在作业时，必须戴好所有的防护用品，如有色眼镜；有机玻璃面罩；帆布手套；工作皮鞋，以防炉气、电石等外喷造成灼伤事件。
2、在炉口约1.5m处应安放一块通水的挡热屏，用以隔热和防止炉气、电石外喷伤人。
3、出炉时，严禁使用潮湿的物品，或身体接触带电器具。
4、堵眼用泥球（或煤球）其干湿应适中，以防过湿或冻泥球，引起剧烈爆炸，而烫伤操作工。
5、出炉口的周围，应保持场地干燥，尤其是操作之地，更应干燥无水。
6、电石在锅炉内的冷却时间应严格控制，即起吊电石至少应在90分钟之后（电石由液体全部凝固成固体）盛夏季节需120分钟以上。
7、起吊电石时，钩子应安全地吊在电石块中心的吊攀上。
移动时，行车操作工应集中精力听从地面人员指挥，严禁在人头上行过，遇人应打信号。
8、运载电石锅的电动车，应经常检修、更换，以保证运转正常。
其通过的轨道，应保持清洁，无杂物，通畅无阻。
9、当烧穿出炉口时，必须戴上有色玻璃眼镜，以免弧光刺伤眼睛。
10、在出炉时，如遇炉嘴被铁水烧坏而漏水发生爆炸时，应立即通知炉面停电，并迅速关闭设在安全处的水阀门，把炉眼堵好。
2——3包装操作生产安全技术
1、电石破碎时，其温度不宜过高（电石冷却时间应在8小时以上），严禁破碎发红电石，以免发生灼伤事故和破碎设备受高温损坏。
2、破碎操作时，封闭设备内的乙炔含量应经常测定，其含量不得超过0.05%（这就要求周围保证干燥无水）当发现乙炔含量过高时，应停车用氮气或自然通风排出乙炔。
3、电石储斗内应通入氮气保护，在其周围动火时，必须办理动火手续。
4、将块状电石装入桶内必须注意以下几点：
（1）包装前，应将空桶仔细检查，严禁使用已损坏的电石桶。
此外如发现桶内潮湿应进行烘干后，方能将电石装入桶内。
（2）不许将潮湿的电石装入桶内，避免潮湿粉末与装好的热电石产生乙炔，而引起爆炸。
（3）在搬运桶装电石时，如有密封装置，应先打开盖让其中的乙炔散发，以防搬运时摩擦震动，而引起爆炸。
（4）搬运中不许撞击和滚动。
第三篇西马克81000KVA电石炉
第一章81000KVA电石炉简介
引进德国西马克技术，是目前国内最大的密闭炉型。
其技术在国外比较成熟，有操作自动化高、自控集中度高、用工少、安全系数高、单台炉产能高、吨电石消耗低等优点。
一、该炉设计为三相圆形密闭炉，具体主要设计参数如下：
炉型：
密闭、固定圆柱式
变压器容量27MVA×3=81MVA
变压器台数3台
单台变压器容量27000KVA
电极直径Ф1650mm
电极电流密度～6.5A/cm2
极心圆直径4375mm
炉膛直径（内径）Ф9900mm
炉膛深度3800mm
炉顶料仓容积6个16M3、6个21M3
炉顶料仓数量12个
料管直径Ф576mm
出炉口数量3个
炉气烟道直径DN1000m
二、炉体设备
由炉壳、底座、保护罩、出炉口、炉底触点装置，炉底、壁、盖热电偶等组成。
炉壳上部水冷段为分体（12片/台）法兰连结，水冷炉盖为分体（18片/台）法兰连接，各连接处用螺栓连接并用耐高温材料绝缘密封，为了额外的保护，炉盖及炉壳上部水冷区涂抹了耐火材料，耐火材料由特制锚固件把固。
炉盖下沿与炉体水冷直段之间采用砂子密封，炉盖上沿电极入口处装有水冷密封套，该水冷密封套对电极起密封及导向作用。
炉盖设防爆孔（5个）、电极孔（3个）、加料孔（13个）、炉气排出孔（1个）、炉盖水冷吊挂33个。
炉盖组装后通水试压，压力为0.46MPa30分钟不得渗漏。
三个出炉口沿圆周互成1200均布。
底座扣在中间有风道的钢筋混凝土基础上，冷风经中间风道送入，沿底座径向缝、炉壳向上排出，以保护炉衬。
炉衬是一个复合式衬里，炉壁用高铝砖、出料口用复合棕钢玉砖、炉底用预焙炭砖砌筑。
在预焙碳砖中装设三组炉底地线，沿周围120°均布，供测定电极电压。
高铝砖有两种铝含量规格，一种铝含量要求≥55％，一种铝含量要求≥80％。
复合棕刚玉砖铝含量要求≥80％。
三、烟囱
通有19路冷却水。
装有电动调节蝶阀（pv5101），用于净化停车情况下电炉炉压控制；插板阀（HV5101A/B）中，A阀用于pv5101阀检修时切断炉气，B阀用于锅炉、净化检修时切断炉气。
水封阀（N-5111）用于大炉压泄压保护。
在插板阀下面装有一个炉气测温装置，用以测定烟囱中粗气温度。
四、电极柱下部
电极布置在一个等边三角形的顶点上。
每根电极都可以通过自身的调节系统单独调节（2个调节油缸）。
从炉底（炉壳）向上看，现代设计的电极柱部件描述如下：
保护环是水冷的，暴露在炉子最热的部分水冷的流速更高些。
水冷压力环，波纹管在径向布置，通过液压将铜瓦压紧电极，确保优化的导电性。
接触压力可以无限可调，在电极周围的分布可以保证整个接触夹持力的均匀分布。
接触压力也可以通过液压站调节。
密封缸暴露在最热的部分，要有高流量的冷却水。
它与下部的支撑缸刚性连接并绝缘。
这样对电极导向所需要的力就传到导向板上，该导向板是电极密封管的一部分。
在密封缸区域的所有管线（供电和冷却水）都是垂直平行布置的，没有交叉。
在这一区域的所有元件都是由非磁性不锈钢制造的。
支撑缸连接了密封缸和压放装置。
由上、下支撑缸组成。
非磁性材料还用来制造支撑缸的下部，在此导电软管连接到电极柱上，可以允许铜瓦在垂直方向、平行地膨胀变形。
在此区域采用非磁性材料是非常重要的，它可以避免由电磁场产生热量。
为了保护在炉子区的工作人员和保护电极柱的不同元件，在电极柱的几个点设置了绝缘。
整个电极柱主要的绝缘是布置在电极套管和上、下部支撑缸。
在这些点的绝缘还有两个重要的优点：
1、整个电极柱的下端只有一个电压。
这就意味着在不同元件之间没有打弧现象。
2、所有的绝缘都在炉盖上的保护区，损坏时可以很方便的更换。
五、电极柱上部
电极柱上部主要由电极把持、压放电极装置和电极调节系统组成。
电极把持和压放电极装置的主要功能不仅限于电极在向上和向下运动时可靠地把持电极，而且还能够压放电极。
可靠的对电极的把持是通过碟簧压紧压力垫实现的，通过液压释放压力垫进行电极的压放。
这就意味着在故障情况下，即停电或液压系统故障时，不会造成电极滑动。
压放装置还能够用来升起电极。
压放操作可以通过PLC控制自动进行或通过计算机手动进行，在控制室和在压放装置处都可实现操作。
所有的压放顺序都是有连锁的，所以不会出现误操作。
电极柱通过悬挂在压放平台上的调解液压缸实现运动。
通过连杆与压放装置连接。
而且，该液压缸通过一个球形铰接点连到平台上。
这就确保了对调解液压缸不受横向力和冲击，这就避免了额外的磨损。
电极柱上部的绝缘是通过压放装置的带氯丁橡胶衬的压力垫和调整港的悬挂绝缘。
另外导向轮、管连接和其他悬挂件也要和厂房绝缘。
六、短网
短网系统包括所有从变压器到电极的供电元件。
接触把持器有锻造无氧电解铜制造，带有钻孔的水冷通道。
黄铜嘴连接电缆管。
铜嘴和短网之间采用焊接。
同时供电和通水对铜瓦强制冷却。
无氧电解铜制造供电管沿电极柱向上走到炉盖上部。
在这里与水冷软管连接。
柔软的铜线是带保护的，带有特殊的软管连接冷却水。
特殊的接头确保了电流和水流可以无障碍地进入并返回。
短网与变压器的连接与电极连接一样采用同样设计的柔性连接。
从变压器到铜瓦全部短网的冷却水是通过变压器的总线管接入的。
这就意味着全部的短网供电系统由连续的电流系统
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