石灰中的雜質(zhì)對電石生產(chǎn)十分有害,。當爐料在電石爐內(nèi)反應生產(chǎn)碳化鈣的同時,,各種雜質(zhì)也進行下列反應
SiO2+2C→Si+2CO-137千卡(1500℃時反應)
Fe2O3+3C→2Fe+3CO-108千卡(730℃時反應)
Al2O3+3C→2Al+3CO-291千卡(2160℃時反應)
MgO+2C→Mg+CO-116千卡
因此,在電石爐中不但多消耗電能,,而且又多消耗碳材,。根據(jù)物料平衡,得出各類雜質(zhì)的還原率如下:
MgO:80-100%
SiO2:40-60%
Al2O3:5-10%
Fe2O3:3-50%
經(jīng)過實踐證明,,雜質(zhì)的還原率與電石發(fā)氣量有一定的關(guān)系,,另附圖表。電石的發(fā)氣量越高,,雜質(zhì)的還原率越高,,在相同的石灰條件下,質(zhì)量越高,,雜質(zhì)還原越完全,,電耗越高。
各種雜質(zhì)中,,氧化鎂對電石生產(chǎn)的危害較大,。氧化鎂在熔融區(qū)迅速被還原成金屬鎂,而使熔融區(qū)成為一個強烈的高溫還原區(qū),。鎂蒸氣從這個熾熱的區(qū)域大量逸出時,,其中一部分鎂與一氧化碳立即起反應,生成氧化鎂:
Mg+CO= MgO+C+117千卡(熔融區(qū))
反應生成的高溫使局部硬殼被破壞,,使液體電石繼之外流,,與耐火磚襯接觸,,侵蝕了爐襯。
另一部分鎂蒸氣上升到爐料表面,,與一氧化碳或爐氣中的氧氣反應:
2Mg+O2=2 MgO+146.6千卡(爐面)
放出大量的熱,,使料面結(jié)成大塊,阻礙爐氣排出,,引起支路電流,。在密閉爐上還會阻塞爐氣排出。
上述兩種氧化反應都放出大量的熱,。由于這些熱量在爐料上部放出,,給操作帶來了困難。更重要的是,,這部分熱量對爐體也會產(chǎn)生不良影響,,反應熱能使熔池破壞,會使電石堵在流出口內(nèi),,甚至完全堵塞流出口,。最嚴重的時候,熔池由于失去周圍的硬殼,,造成耐火磚的燒毀,。(新開爐時,負荷不能升高太快)
氧化鎂的還原作用會降低電能效率和電石產(chǎn)量,,并增加碳材消耗,。還原產(chǎn)物鎂的燃燒,妨礙爐子的操作和運行,,甚至毀壞爐襯,。
通常爐氣把原料中的氧化鎂還原后帶走85%,其余 15%留在熔融區(qū),,與氮反應生成氮化鎂,,使電石發(fā)粘,在爐內(nèi)不易流出,,影響正常生產(chǎn),。
氧化鎂對電石爐功率發(fā)氣量的影響,石灰中每增加1%的氧化鎂,,功率發(fā)氣量將下降10-15%,。
二氧化硅在電石爐內(nèi)被還原成硅,一部分在爐內(nèi)生成碳化硅,,沉積于爐底,,形成爐渣的主要成分,造成爐底升高,;一部分與鐵作用生成硅鐵,,損壞爐壁鐵殼,,出爐時會燒壞爐嘴和冷卻鍋等設(shè)備。
二氧化硅的含量對功率發(fā)氣量有一定的影響,,基本上呈負相關(guān)關(guān)系。
氧化鋁在電石爐內(nèi)不能全部被還原成鋁,,一部分混在電石里,,降低電石的質(zhì)量,大部分成為粘度很大的爐渣,,沉積于爐底,,使之抬高。嚴重時爐眼上移,,造成操作條件惡化,。
氧化鐵在電石爐內(nèi)與硅反應生成硅鐵,其危害如前所述,。
硫和磷與氧化鈣反應生成磷化鈣和硫化鈣,,混在電石中。前者有引起自燃爆炸的危險,,后者在乙炔氣燃燒和參與反應時,,變成二氧化硫,對金屬有腐蝕作用,。