一. 冷卻與扒爐
冶煉爐停爐后進行冷卻,之后進行扒爐(卸爐墻,扒乏料),扒爐之后再進行冷卻,冷卻及扒爐工藝流程有幾種:
A. 自然冷卻→扒爐→自然冷卻
B. 自然冷卻→澆水冷卻→扒爐→自然冷卻
C. 自然冷卻→扒爐→澆水冷卻→自然冷卻
表2-6-3 各種冷卻,扒爐工藝流程特點
工藝流程 方法 特點 適用范圍
A 全靠自然冷卻 工藝簡化,不需澆水裝置,容易實現;但冷卻速度慢,時間長,要增加一臺爐及相應的作業面積,并且粉塵大 大,中,小型爐都可用
B 停爐后自然冷卻20h以上開始澆水,最好澆在爐兩側乏上,如果結晶塊干法制粒,結晶塊含水位應在0.5%以下,以此作為澆水時間長短的依據,澆水后即可進行卸墻扒料作業 冷卻速度加快,縮短冷卻時間,可少一臺爐,投資省,并且大量降低扒爐粉塵,但乏料結塊增加了綠爐扒乏料的困難,澆水要求嚴格控制水量,水量過大結晶塊溫度增加,不利于干法制粒 大,中,小型爐都可用
C 停爐后自然冷卻8~12h,卸去爐墻,再自然冷卻10h,即可將水管插入下部分解石墨層澆水,干法制粒時應嚴格控制水量 冷卻速度加快,縮短冷卻時間,但扒爐粉塵大,要求嚴格控制澆水量及結晶塊溫度 大,中,小型爐
二. 出爐分級
出爐分級即是從爐上取下結晶塊,石墨,并把一級品,二級品,石墨等物一一分開的過程,這一作業需在停爐48h后進行.
出爐分級有兩種基本方法,一種是爐上分級法,不劈開結晶筒就把二級品層鏟掉,然后將結晶劈開進行分選.其優點是一級品結晶塊碎裂的浪費很少.另一種是爐外分級法,即先把結晶塊取下,移至爐以外的場地進行分級,這一方法由于搬運的撞碰,一級品碎裂粒多,造成浪費.
(一) 結晶筒性狀
結晶筒即是在冶煉過程形成的碳化硅層和無定形物層等.一般其橫截面為圓形或橢圓形,中心部分為舊爐芯及分解石墨.碳化硅層呈筒狀,其厚度依爐功率大小在150~400mm之間(最大功率4000kW).強度不高,有數條橫向裂紋,無裂紋的結晶塊用錘也能容易地從垂直于爐芯方向擊裂.通常爐料中碳化硅含量愈高結晶筒強度愈高.雜質含量高時,結晶筒表面層強度增加.一般來說綠碳化硅結晶筒表面層強度較低.
結晶筒不同部位質量也不同.通常愈往外層SiC含量愈少,晶體尺寸也愈小.結晶層與分解石墨層,有的爐是脫離的,兩者很容易清楚地分開;有的爐石墨或半分解石墨則長在結晶筒壁上.必須仔細清理才能除掉;爐料硅過量時,結晶層中形成”白毛”,碳過量時為針狀結晶,并有小碳粒夾雜;結晶筒外層有時出現鐵銹色結晶.同一爐的一級品有時也出現黑綠不同的顏色.以上這些都應在分級時嚴格分開.
(二) 出爐分級工具
表2-6-4 各種出爐工具用途
工具名稱 結構特點 用途范圍
抓取器 結構原理同起生機抓斗相同,只是把抓斗的料壁,底改成筋和鉤.兩根繩作支撐,另根繩作上下移動,抓取器即作閉合,張開動作;閉合時抓起結晶,張開時則卸去 借助吊車從爐上抓取結晶塊,并可運至分級場地,大,中型采用
鉗夾鉤 實際上是一個帶尖鉤的鉗子,靠杠桿作用把結晶塊夾緊,每次夾一小塊 借助吊車從爐上取下結晶塊,適于大,中型爐
分級斧 可用3mm碳結鋼自制,或用彈簧鋼等鍛制 大,中,小型爐分極
分級鏟 用鋼板制造 大,中,小型爐結晶塊強度較小時分級用
(三) 出爐分級作業
爐上分級法:
1. 在爐兩側鋪上鐵板;
2. 用分級鐵鏟把無定形物與二級品碳化硅同時鏟掉;把結晶筒清理干凈,并把鏟下來的細結晶用人工歸攏成堆,以抓斗吊運走,集中存放,以備破碎加工回爐.
3. 吊結晶塊.當結晶塊吊起時,并把結晶塊內壁的石墨用鍬或鏟清理掉,再移到分級臺上進一步分級.用斧子把不符合一級品碳化硅要求的結晶砍掉.主要有:含有大量炭粒,過于集中的”白毛”(白色纖維狀)和嚴重針狀結晶塊.附在結晶塊上的石墨用鋼刷作進一步清理.
4. 綠爐一級品結晶塊內若有黑色一級品碳化硅,要分開.
5. 用吊車與人工配合把結晶塊裝入鐵箱運走稱量.
6. 黑爐粘合物層堅硬時用爐外分級法處理.
7. 抓出爐石墨,運到石墨堆放場,過篩使其小于50mm.
8. 抓下部二級品,運到堆放場進行破碎.
爐外分級法作業:
1. 用抓取器把結晶塊吊至分級臺上方,清理凈石墨后卸在臺上,或者用鐵鉤等工具從結晶上鉤起一塊,清理凈石墨,放入手推車中運往分級場.
2. 用分級斧砍去無定形物及二級品層,并且剔掉帶”白毛”,炭粒的結晶塊和針狀結晶塊或半分解層,同時把綠爐中的黑結晶塊分開.
3. 把分級好的結晶塊裝入稱量箱或手推車中進行稱量.
4. 把石墨運到指定地點過篩.出石墨時避免乏料,碳化硅等混入.
5. 取出下部結晶塊,無定形物,運到分級臺(場)分出合格的一級品.
6. 稱量完的結晶塊,運至破碎機處待破碎.
7. 把二級品,無定形物運去破碎待用.
小型爐結晶筒小,多數無吊車,用人工劈開結晶筒,以手推車運到指定地點分級.