Стоимость сырья и электроэнергии составляет 80% стоимости современного производства карбида; примерно 45% приходится на известь и кокс. Поэтому стоимость сырья, а также технология его подготовки имеют важнейшее значение в производстве карбида кальция. Для экономии электроэнергии стремятся применять более чистое сырье, чтобы максимально снизить нежелательные реакции образования побочных продуктов.
Ниже приведены данные анализа черного (металлургический кокс и антрацит) и светлого (известь) материалов, пригодных для использования в электротермических печах (% масс):
Показатели | Металлургический кокс | Антрацит |
С | 89,0 | 80,0 |
Выход летучих | 0,8 | 6,0 |
Н2О | 0,8 | 8,0 |
S | 0,8 | 0,8 |
Зола | 9,4 | 6,0 |
Показатели | Свежая известь | Рециркулирующая известь |
СаО | 93,8 | 89,0 |
CaSO4 | 0,4 | — |
SiO2 | 1,3 | 2,9 |
Fe2O3 | 0,4 | 0,4 |
А12O3 | 0,5 | 2,4 |
MgO | 0,8 | 0,8 |
CO2 | 2,7 | 3,0 |
P2O5 | 0,015 | 0,01 |
Потери СО2 при прокаливании | 0,5 | 0,5 |
Все эти требования выполняются уже при подготовке сырья, загружаемого в карбидную печь. Установка для подготовки состоит из разгрузочного устройства с системой бункеров и транспортных устройств, дробилок, грохотов и весов. В зависимости от стоимости сырья используют высушенный или сырой кокс, соответственно в виде мелочи или пылевидного материала. Буроугольный кокс также используют для получения карбида; в этом случае необходимы устройства для сушки или брикетирования и кальцинирования.
Особым вариантом подготовки извести является повторное Кальцинирование рециркулирующей извести. На эту операцию подают гидроксид кальция, образующийся при разложении карбида кальция в "сухих" генераторах. Стадия кальцинирования включает смесительную подготовку гидроксида кальция (чтобы сделать его пригодным для брикетирования), брикетирование и кальцинирование на колосниках. В настоящее время таким способом можно обеспечить 2/3 потребности карбидной печи в извести. Подготовка и кальцинирование извести и соответственно угля описанным способом позволяют использовать в полых электродах печи угольную пыль любых размеров.
При приготовлении электродной массы для самоспекающегося угольного электрода (электрод Содерберга) очень важен точный состав смеси; при этом качество сырья имеет особое значение для получения достаточно прочного электрода. Поломка электрода в печи всегда является самым неприятным затруднением в производстве. Обычно для приготовления электродной массы используют кальцинированный антрацит, коксик или коксовую пыль, а в качестве связующего — смоляной пек. Твердые вещества смешивают в определенном соотношении со связующим и подают в виде пасты, заполняя ею полый электрод при 100°С, или в виде охлажденного «пирога».
Часть электрода Содерберга (выше места ввода тока) представляет собой цилиндр из листовой стали (высотой до 8 м), заполненный еще не сформированной электродной массой. В области контактных пластин электродная масса коксуется с образованием твердого угольного электрода; через этот электрод на участке длиной 1,5 м ток поступает в печь.