電石爐爐底損壞是影響生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié),以前國(guó)內(nèi)電石爐多數(shù)襯里稱為炭質(zhì)爐襯,爐底為炭素?fù)v打料層,下面是炭磚層、耐火磚層、石棉層。
炭磚層多為焙燒炭磚寬縫(10~50mm)砌筑而成(少數(shù)廠是加工后細(xì)縫砌筑),這種爐底常發(fā)生爐底燒穿事故,迫使電爐停產(chǎn),稱為影響電石爐壽命的關(guān)鍵,檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)有硅鐵滲漏下來(lái)。硅鐵穿透爐底是爐底發(fā)紅直至被燒穿的根本原因。
發(fā)生硅鐵穿透的原因,一般多認(rèn)為是因?qū)捒p砌筑,寬縫稱為硅鐵下穿的通道而引起。而通過(guò)埃肯技術(shù)公司的科技人員通過(guò)研究實(shí)驗(yàn),認(rèn)為硅鐵穿透是由ALO氣體向上逸出產(chǎn)生的。該公司證實(shí)由石墨化炭質(zhì)爐底的高導(dǎo)熱率,通過(guò)炭磚爐底的溫度降很小,炭磚下的耐火磚將暴露于1700~1800℃(或更高)的范圍內(nèi),處于粘土磚和高鋁磚二者的軟化溫度以上在這樣的溫度下,SiO氣體可將AL2O3還原為ALO,成為氣態(tài)的ALO向上逸出。這樣使耐火磚形成空穴,被上面熔池來(lái)的金屬充滿,次充滿Fsi的磚導(dǎo)熱系數(shù)增大,使通過(guò)該層磚的溫度降變小,這樣AL2O3的還原就不斷向爐底耐火磚層移動(dòng),使下層本來(lái)沒參加反應(yīng)的磚發(fā)生轉(zhuǎn)變,造成導(dǎo)熱系數(shù)的增加,硅鐵不斷向下滲漏。這一結(jié)果使硅鐵凍結(jié)線不斷向下移動(dòng),原則上說(shuō)這一發(fā)展不會(huì)停止,除非冷卻爐殼底,但即使燒穿爐底也是-慢過(guò)程。
在特殊情況下,可能因磚襯的較低部位由于砌磚不正確或溫度變化的漲縮,產(chǎn)生較寬的裂縫,則硅鐵、電石一齊下流將會(huì)很快燒穿爐底。
另一種特殊情況,就是不發(fā)生通常預(yù)料的那種爐底燒穿的情況也是有的。其解釋可以是某些爐子中磚襯以下使用了一層石英砂,這層石英砂將形成一個(gè)整體的隔離層,不會(huì)由于漲縮而產(chǎn)生裂縫。另一種可能的說(shuō)法是:由于一次停爐或由于電極位置較高,早先滲透下去的金屬已經(jīng)凍結(jié)。一旦金屬被凍結(jié),由于金屬的熔化很大,達(dá)到其熔點(diǎn)以上的溫度需要大量熱能。實(shí)際上意味著一旦金屬已經(jīng)凝固,就不可能把這樣的爐襯中的金屬再熔化,這樣就阻止凍結(jié)線下移,而不發(fā)生燒穿爐底的事故。