锂锭浇铸及油炼锅用油优化控制研究

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1、锂锭浇铸及油炼锅用油优化控制研究　　摘要燃油具有易燃性、易受热膨胀性、易挥发、易扩散、易流淌性、易爆性，易产生静电；对于两种完全互溶的可燃性液体组成的混合液，其闪点一般都低于各组分闪点的算术平均值。闪点越低的可燃性液体，挥发性越高，越容易着火，安全性较差。经过对生产现状分析，确定电解、精炼和蒸馏工序中所用油的优化方案：电解与蒸馏工序中的锂锭浇铸用油采用100#特种白油与32#白油按1：1混合的混合油、精炼与蒸馏工序的油炼锅内全部采用100#特种白油，提高安全效益和经济效益。　　关键词锂锭浇铸；扩散泵油；白油；优化控制　　中图分类号O646文献标识码A文章编号1674-6708（2016）1

2、72-0237-02　　电解工序是从氯化锂等熔融电解质电解出金属锂目标产物，电解产出的金属锂转入盛有扩散泵油的铸模内，铸模放入装有扩散泵油和石蜡油的油车内，铸成粗锂锭，冷却取出，称重后供精炼使用或贮存。精炼工序是把电解制取的粗锂和各种返料，通过计算，按产品化学成份质量要求进行适当搭配，在化料罐内进行熔化、捞渣等过程。　　近几年来，车间精炼工序的化料罐在使用时经常出现爆鸣和喷料现象，有些职工甚至因此受到伤害。由于每年在锂锭浇铸和油炼锅内的用油量较大，且3#扩散泵油的价格较高，使得这一部分的成本居高不下。因此需要对电解、精炼和蒸馏工序中锂锭浇铸用油及油炼锅用油进行优化改进。7　　1相关生产作业

3、难题及问题分析　　生产线某化料罐出现喷料现象并引起着火事件，针对这一严重的安全隐患，车间和工段进行了现场观察，发现化料罐内的油蒸汽大量聚集在罐内上部空间。通过分析认为，爆鸣和喷料现象是由大量的油蒸汽与空气混合后遇高热引起的。　　为了降低化料罐内油蒸汽的浓度，车间通过对化料操作中的充氮气过程进行细化改进，取得一定的成效。但在后续生产中液锂爆鸣和喷料现象偶尔还是会出现，且生产成本仍然居高。为了从根本上解决问题，车间对与粗锂锭有关的各个工序进行全面的了解和系统的分析，从出现爆鸣和喷料现象的源头――粗锂锭的浇铸用油入手来解决这个问题。　　1.1燃油相关性质　　1）燃油的特性。易燃性，油品越轻闪点越

4、低，着火危险性越大，白油遇明火、高热可燃；易爆性；易挥发、易扩散、易流淌性；易产生静电；易受热膨胀性。　　2）燃油闪点及其测定方法。燃油闪点是在规定结构的容器中加热挥发出可燃气体与液面附近的空气混合，达到一定浓度时可被火星点燃时的燃油温度。一般闪点在150℃以下的轻质油品用闭杯法测闪点，重质润滑油和深色石油产品用开杯法测闪点。同一个油品，其开口闪点较闭口闪点高20℃～30℃。　　3）闪点的近似计算公式。对于两种完全互溶的可燃性液体组成的混合液，其闪点一般都低于各组分的闪点的算术平均值。混合液闪点的近似估算公式为：7　　T混=1/（V1/T1+V2/T2+......+Vn/Tn）。　　V1

5、――第一种油所占的体积比，Vn――第n种油所占的体积比；　　T1――第一种油的闪点；Tn――第n种油的闪点。　　4）油品的安全使用规定。闪点越低的可燃性液体，挥发性越高，越容易着火，安全性较差。在储存和使用中禁止将油品加热到它的闪点，加热的最高温度，一般应低于闪点20℃～30℃；在敞口容器中，油的加热温度应低于闪点10℃，以保证使用安全和减少挥发损失。　　1.2现状分析　　1）精炼工序化料罐内油蒸汽的来源。精炼工序化料时，化料罐内的油蒸汽为粗锂锭自身所带来的油品经高温后挥发出来的气体，而粗锂锭来自电解工序和蒸馏工序，具体情况为：　　电解工序浇铸粗锂锭用油为3#扩散泵油与26#白油的混合油，

6、26#白油的实测闭口闪点为165℃，3#扩散泵油的实测开口闪点为268℃，混合油的闪点约为202℃；蒸馏工序浇铸粗锂锭用油也为3#扩散泵油与26#白油的混合油，混合油的闪点约为200℃；精炼工序化料温度要求为190℃～240℃，一般情况下设定为220℃。　　化料罐属于半敞口容器，理论上加热温度应比油品的闪点低20℃～30℃，实际加热温度比混合油的闪点还高，因此不安全。　　2）蒸馏工序油炼锅。蒸馏工序油炼锅内用油为3#扩散泵油与26#白油的混合油，混合油的闪点约为226℃。油炼锅的温度控制要求为200℃～240℃，一般情况下设定为240℃。在敞口容器中，油的加热温度应低于闪点10℃，油炼锅是

7、敞口容器，混合油的闪点应比加热温度高10℃7，因此不安全。　　3）精炼工序油炼锅。精炼工序油炼锅是敞口容器，用油为3#扩散泵油，温度控制要求为200℃～220℃，一般设定为220℃。3#扩散泵油的实测开口闪点为268℃，比控制参数高出许多，因此是安全的。　　针对上述分析，要解决这个安全隐患的最简单的方法就是将电解与蒸馏用油全部替换为3#扩散泵油。由于3#扩散泵油（90元/kg）与26#白油（12元/kg）的价格相差太多，