淺談國內(nèi)大工業(yè)硅爐的冶煉操作.doc

57東方希望 冶煉部 張效和2017-3-24 33000kv.A工業(yè)硅冶煉的基本原理和一、二氧化碳在冶煉反應(yīng)中的作用是什么？一、為什么用硅石、碳質(zhì)材料在礦熱爐中經(jīng)過高溫加熱后，能冶煉出工業(yè)硅？要想知道這個道理首先就要了解冶煉硅工業(yè)所用的各種原料，在各種高溫條件下的變化規(guī)律。冶煉工業(yè)硅主要原料是硅石，硅石中含二氧化硅約98.二氧化硅很穩(wěn)定，硅和氧之間的親和力很強，不易分離。生產(chǎn)上為了把氧從二氧化硅分離除去，采用在礦熱爐內(nèi)高溫條件下，以碳質(zhì)材料中的碳奪取二氧化碳中的氧，而且溫度越高，碳奪取氧的能力隨之增強。這是因為在高溫條件下，碳對氧的結(jié)合能力比硅對氧的結(jié)合力大。可見高溫時有了碳，二氧化硅就不穩(wěn)定了，這時二氧化硅中的氧和碳進行反應(yīng)，生成氣態(tài)的一氧化碳，通過料層從爐口逸出。二氧化硅中的氧被碳奪走后，剩下的形成硅。其中有一定數(shù)量的硅與鐵、鋁、鈣生成化合物。二氧化硅與碳作用其反應(yīng)如下：SiO2+2C=Si+2CO上式是吸熱反應(yīng)，從反應(yīng)式中可知，為了加速反應(yīng)的進行，應(yīng)把電極往爐料中插的深些，以提高爐溫，擴大坩堝區(qū)，同時應(yīng)增加料面的透氣性，使一氧化碳氣體盡快逸出。如果取扎透氣眼，搗爐等措施，均有利于二氧化碳與硅的反應(yīng)加速進行，使硅較快地生成。由于冶煉工業(yè)硅中的礦熱爐原材料中有微量的鐵，使二氧化硅的還原反應(yīng)較容易進行，這是因為被還原出來的硅與鐵形成硅鐵，于是改善了還原過程的條件，所以鐵越多二氧化硅的還原反應(yīng)越容易進行，生產(chǎn)也證明這點，冶煉含硅越低的硅鐵，則其單位電耗越低。如冶煉每噸45硅鐵的電耗，約為45004800度，每公斤硅耗電約為11度。冶煉每噸75硅鐵的電耗約為82009000度，每公斤硅耗電約為12度。冶煉每噸硅的電耗約為1200013000度，每公斤硅耗電約13度。從化學(xué)反應(yīng)上說一般認為，氧化物中的氧被其他物質(zhì)奪去的反應(yīng)，叫還原反應(yīng)。奪取氧的物質(zhì)，叫還原劑，如碳質(zhì)材料等。依上述工業(yè)硅冶煉原理是還原過程。反應(yīng)過程中，硅石內(nèi)的二氧化硅絕大部分被碳還原之外，其他雜質(zhì)和碳質(zhì)材料帶入的灰分，如氧化鈣CaO，五氧化二磷P2O5和三氧化二鋁AI2O3等也被碳還原，其中五氧化二磷絕大部分被還原。各反應(yīng)如下：CaO+C=Ca+COP2O5+5C=2P+5COAI2O3+3C=2AI+3CO反應(yīng)中生成的一氧化碳氣體，從爐口逸出，其他生成物如鈣、鋁和磷等進入硅鐵中，因此，要求原料中的雜質(zhì)盡量少，以保證硅鐵的質(zhì)量。在冶煉過程中有少部分的二氧化硅，三氧化二鋁和氧化鈣等未被還原，而形成爐渣。爐渣成分約含 SiO2：3040;AI2O3：4560;CaO：1020。此種爐渣熔點約為16001700.渣量大時，消耗電量增加，同時過粘的爐渣，不易從爐內(nèi)排除，引起爐況惡化。故要采用較好的原料，以減少渣量，降低單位電耗。正常情況下，渣量控制在不大于硅量的百分之五為宜。以上是硅鐵冶煉基本原理，工業(yè)硅冶煉的基本反應(yīng)如下:SiO2+2C=Si+2CO實際爐內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)比這復(fù)雜.實驗證明氧化物的還原,是由高價氧化物逐步還原成低價氧化物.二氧化硅的還原,在高溫情況下,首先被還原成一氧化硅（SiO）,而后再被還原成硅（Si）,其順序是SiO2 SiO Si冶煉工業(yè)硅,在17001800時，將發(fā)生如下反應(yīng)：SiO2+C=SiO+CO也就是說二氧化碳硅首先被碳還原成一氧化碳，然后再被還原成硅，其反應(yīng)式如下：SiO+C=Si+CO被還原出來的硅，部分的將和二氧化硅作用，又產(chǎn)生一氧化硅，其反應(yīng)式如下：SiO2+Si=2SiO從上述的三個反應(yīng)式中，可以看到一氧化硅對促進冶煉反應(yīng)的進行是個重要環(huán)節(jié)。一氧化硅在高溫情況下是以氣體狀態(tài)存在，低溫時不穩(wěn)定。因此，一氧化硅在爐內(nèi)坩堝中是氣體，少量的一氧化硅從爐口逸出后，被空氣氧化SiO+12O2= SiO2而成為二氧化硅，冷卻后呈灰白色，部分凝結(jié)在電極，筒瓦等處。在約為1700以上高溫時，大部分的一氧化硅揮發(fā)到碳質(zhì)材料的氣孔中，廣泛地和碳接觸并作用，按第二個反應(yīng)式，還原成硅，少部分的硅在高溫區(qū)與二氧化硅作用，按最后反應(yīng)式又生成一氧化硅，然后又和碳進行反應(yīng)，結(jié)果反應(yīng)連續(xù)不斷地進行。由此可知，一氧化硅不但是反應(yīng)的中間產(chǎn)物，同時，它可促進反應(yīng)加速進行。由于一氧化硅在高溫下是氣體，易揮發(fā)而損失掉，尤其當塌料或大刺火時，逸出或噴出白色氣體多是一氧化硅。因此，要求及時處理“塌料或大刺火”的現(xiàn)象，否則，將造成一氧化硅的大量損失，減少產(chǎn)量，增高單位耗電。二、反應(yīng)中碳化硅的產(chǎn)生和破壞的原因是什么？冶煉工業(yè)硅時在反應(yīng)中的二氧化硅首先破壞被還原成一氧化硅。部分的一氧化硅氣體在上升過程中與料層中碳質(zhì)材料接觸并作用后，較易生成碳化硅。其反應(yīng)如下：SiO+2C=SiC+CO冶煉過程中，碳質(zhì)材料加入量過多時，更易產(chǎn)生碳化硅。其反應(yīng)式如下：SiO2+3C=SiC+2CO往往在修爐時于料層內(nèi)部發(fā)現(xiàn)大量碳化硅冷卻后呈褐色，稍有光澤并是針狀結(jié)晶，說明產(chǎn)生碳化硅的反應(yīng)是存在的，并且是中間產(chǎn)物。碳化硅SiC的熔點約為2500，不易熔化，電阻小，導(dǎo)電性強。因此，爐中積存過多碳化硅，使爐況惡化。例如：（雖然碳化硅易產(chǎn)生，但在冶煉硅鐵中由于爐料中有鋼屑，碳化硅較輕易被鐵Fe破壞），其反應(yīng)式如下：SiC+Fe=FeSi+C冶煉45硅鐵，因爐料中鋼屑較多，碳化硅更易破壞，所以，碳化硅對爐況沒有影響。碳化硅在高溫時，還可被二氧化硅所破壞，其反應(yīng)式如下：SiO2+2SiC=3 Si+2CO2SiO2+SiC=3SiC+CO較大容量工業(yè)硅電爐，因爐溫高，碳化硅易被破壞。碳化硅在高溫時還可以被一氧化硅破壞，其反應(yīng)式如下：SiO+SiC=2Si+CO三、高溫下形成的“坩堝”作用是什么？什么是坩堝？坩堝就是每相電極下面的“堝”型高溫區(qū)，也就是主要的發(fā)言區(qū)。二氧化硅在較高溫度下，粘度比較大，每當搗爐時就會發(fā)現(xiàn)很粘稠的爐料，甚至呈玻璃絲狀。電極附近的爐料，因距離電極位置不同，高溫處即熔化，低溫處即粘結(jié)。所以，在電極周圍自然形成有粘結(jié)爐料組成的“堝”型高溫區(qū)，即主要反應(yīng)區(qū)，習慣稱為坩堝。坩堝頂和壁是粘稠的熔融狀爐料，其組成為粘稠的爐料混合物；已進行部分反應(yīng)而生成的化合物；硅顆粒；液體合金；碳化硅和三氧化二鋁等。坩堝內(nèi)部是氣體空間也就是電弧區(qū)。坩堝內(nèi)的溫度約為18002000以上，能夠使化學(xué)反應(yīng)比較充分地進行。冶煉工業(yè)硅，當大塌料時，可看到坩堝的部分形狀，在電爐修洗爐時，也可看到坩堝的部分輪廓。坩堝頂和壁的爐料，在高溫下不斷地反應(yīng)，生成硅落入熔池內(nèi)，又不斷地加入新爐料。所以，坩堝是主要反應(yīng)區(qū)。坩堝的大小對冶煉有很大的影響。電極插入爐料較深時，熱量損失較少，爐內(nèi)溫度高，坩堝則較大，反應(yīng)速度較快，產(chǎn)量高，單位電耗低。反之，電極插入爐料淺時，熱量損失增加，爐內(nèi)溫度較低，坩堝則較小，反應(yīng)速度減慢，產(chǎn)量低，單位電耗勢必增高坩堝的大小也可以從料面的透氣性來判斷，當料面透氣性比較均勻時，說明坩堝較大。當料面透氣性不好時，爐中的料下沉速度較慢時，則說明坩堝較小。控制合適的配料比，操作中不偏加料；維護好爐況，使料面保證較低的高度，并保持爐料有良好的透氣性等，這樣就有較大的坩堝。供電制度對坩堝的大小也有影響，使用的功率高，則坩堝較大；反之則坩堝較小。每相電極的坩堝擴大到一定程度時，坩堝間必然互相溝通，出爐時硅水就比較容易全部流出。如因爐溫低或爐底上漲等原因，造成坩堝小，甚至使三個坩堝不能連通，這樣不但硅水不能全部排出，并對下一爐冶煉造成不利的影響。四、原料和配料1.什么樣的硅石適于冶煉工業(yè)硅？硅石是冶煉工業(yè)硅的基本原料之一。為減少渣量，降低電耗和提高產(chǎn)量，要求硅石中的二氧化硅含量大于99。硅石中的，三氧化二鋁是有害雜質(zhì)，它的熔點高約為2050當爐渣中含有較高的三氧化二鋁時，將造成排渣困難。同時硅石中三氧化二鋁較多時，易使鋁被還原出來而進入硅中，使硅的含鋁量增加，影響硅質(zhì)量。因此，要求硅石中的三氧化二鋁不大于0.2.硅石表面呈現(xiàn)粉紅色線條是三氧化二鋁存在的象征。三氧化二鋁也常存在硅石表面泥土中。為此，硅石入爐之前用水沖洗，以減少冶煉時的渣量。硅石中的含硫量，由于冶煉過程中硫S和硅Si形成硫化硅，如SiS、SiS2等化合物，這些化合物在高溫下易揮發(fā)跑掉，因此對硅石含硫量不作要求。硅石中的氧化鈣CaO和氧化鎂MgO含量較高，冶煉時就會增加渣量，并侵蝕出鐵口，為此要求硅石中氧化鈣和氧化鎂含量之和小于0.5.硅石加入爐內(nèi)預(yù)熱時均有不同程度的爆裂，這是因二氧化硅晶格變化時體積膨脹造成的。不同產(chǎn)地的硅石，其爆裂程度不同。受熱后爆裂程度較大的硅石，在冶煉時會惡化料面的透氣性，造成爐況變壞。因此。要求硅石在高溫下，應(yīng)具有一定熱穩(wěn)定性。大工業(yè)硅礦熱爐溫度較高，硅石更易早期爆裂，因此要用質(zhì)量好些硅石。選礦源時要把硅石先做爐內(nèi)試驗，再確定是否能用。小爐子用的硅石，可因地制宜，適當酌情降低質(zhì)量要求。對硅石粒度也有要求，粒度過大，反應(yīng)速度減慢，粒度過小或粉末多，會影響料面的透氣性。粉末多的硅石帶入泥土也多，使渣量增加。生產(chǎn)證明大工業(yè)硅礦熱爐用的硅石，要求粒度為60120毫米，其中大于80毫米的要大于50。五什么樣的碳質(zhì)材料適于冶煉工業(yè)硅？冶煉工業(yè)硅石油焦、煤是主要原料，它是冶煉硅的還原劑，所以要求碳質(zhì)材料內(nèi)的固定碳的含量越高越好，要大于84，同時要求碳質(zhì)材料灰分要低。因碳質(zhì)材料灰分含量高時，渣量增加，由于灰分內(nèi)含60左右的三氧化二鋁AI2O3，造成爐渣粘不易排除。此外，灰分高的碳質(zhì)材料加入爐內(nèi)易使料面燒結(jié)，影響透氣性。因此，要求碳質(zhì)材料灰分含量應(yīng)低于2.5.碳質(zhì)材料中的碳大部分是以固定碳形式存在，但也有少部分的碳是以碳氫化合物通常稱為揮發(fā)分形式存在。這部分碳氫化合物在高溫下即揮發(fā)跑掉，所以要碳質(zhì)材料的揮發(fā)分含量不大于26-38.除對碳質(zhì)材料有化學(xué)成分要求外，對其物理性能也有要求。碳質(zhì)材料高溫下電阻越大，電極插入爐料越深，有助于提高爐溫，從而擴大坩堝。碳質(zhì)材料的氣孔率大，不但電阻大，表面積也大，增加了化學(xué)反應(yīng)面積，加速了化學(xué)反應(yīng)的速度。碳質(zhì)材料的粒度對冶煉有很大影響。粒度過大時，爐料電阻減小，電極不易深插入爐料，造成爐溫低和坩堝小，冶煉不正常。粒度過小或粉末多，則燒損較大，易使爐況變粘，影響料面的透氣性。因此，碳質(zhì)材料要有一定的使用粒度。大硅鐵電爐所用碳質(zhì)材料粒度以小于8-25毫米為宜。對碳質(zhì)材料物理性能要求不做具體規(guī)定?？筛鶕?jù)生產(chǎn)實踐，來選擇較合適的碳質(zhì)材料。目前，我國冶煉硅用的石油焦、煤，多是篩下的小顆粒。六、為什用小顆?？墒闺姌O較深地插入爐料？冶煉工業(yè)硅所用的碳質(zhì)材料，很重要的是希望它在高溫下的電阻大，可使電極較深地插入爐料內(nèi)，有利于提高爐溫和擴大坩堝區(qū)。碳質(zhì)材料電阻大為什么使電極插入爐料較深？這是因為電阻大，通過的電流必然減少，為保持負荷就要增加電流，于是向下移動電極，增加插入深度，從而使電極插入較深的爐料中。不同粒度碳質(zhì)材料的電阻變化原因如下：1.電流通過碳質(zhì)材料，因這塊碳質(zhì)材料中間無縫隙，電流受的阻力很小，說明這塊碳質(zhì)材料的比電阻較小。2.把這塊碳質(zhì)材料分為兩塊，因中間有縫隙，電流通過時略有阻力，說明這時碳質(zhì)材料的比電阻有所增加。可見，碳質(zhì)材料的粒度越小，它的電阻就越大。反之，碳質(zhì)材料粒度越大，電阻則越小。原因是：粒度小表面積就大，接觸電阻增大，所以粒度小的碳質(zhì)材料電阻大。反之，粒度大表面積減少，接觸電阻變小，因此，力度大的碳質(zhì)材料電阻小。由于粒度小的碳質(zhì)材料電阻大，所以用小粒碳質(zhì)材料做還原劑時可使電極較深的插入爐料中，這樣有利于提高爐溫，從而擴大坩堝，加速冶煉化學(xué)反應(yīng)的進行，提高產(chǎn)量，降低單位電耗。七、冶煉工業(yè)硅為什么可用部分粘結(jié)煤？冶煉工業(yè)硅的還原劑多數(shù)用粘結(jié)煤。粘結(jié)煤在煉焦過程中焦化溫度約為11001300而形成的焦炭，所以也稱冶金焦為高溫焦或全焦。焦化溫度約600800而形成的焦炭稱為低溫焦或半焦。煤氣焦就是低溫焦的一種，所謂煤氣焦就是生產(chǎn)煤氣時的副產(chǎn)品。煤氣焦和冶金焦性質(zhì)比較如下：1.電阻粒度1015毫米的各種焦炭，比電阻與溫度之間關(guān)系，根據(jù)實際測定如圖4所示。煤氣焦的電阻大于冶金焦，即使在較高的溫度時，它的電阻仍大于冶金焦的電阻。電阻大時煤氣焦的重要的優(yōu)點。實踐證明，冶煉工業(yè)硅時使用部分煤氣焦，電極可較深的插入爐料中，從而降低電耗。2.化學(xué)成分粘結(jié)煤中含固定碳較低，灰分較高，從化學(xué)性質(zhì)上來說它不如冶金焦好。這是因粘結(jié)煤的焦化溫度較低造成的。粘結(jié)煤的含碳量低，用它做還原劑時加入量應(yīng)多些，同時由于粘結(jié)煤中灰分高，冶煉時渣量也增加，另一方面也由于粘結(jié)煤中含碳較低和它的機械強度較差。在冶煉中往往在坩堝中和下部有缺碳現(xiàn)象。可見，冶煉工業(yè)硅全部用粘結(jié)煤做還原劑，爐況不易維護。3.氣孔率和反應(yīng)能力粘結(jié)煤的氣孔率比冶金焦的氣孔率大4060，這樣不但使粘結(jié)煤的電阻大，同時也擴大反應(yīng)接觸面，另一方面粘結(jié)煤的反應(yīng)能力也較高，均有利反應(yīng)速度加快進行。上述粘結(jié)煤有氣孔率高、電阻大和成本低的優(yōu)點，但它又有含碳較低、灰分高和機械強度差的弱點。所以冶煉時不宜全部使用粘結(jié)煤，可與石油焦搭配使用。實踐經(jīng)驗證明搭配3040的粘結(jié)煤和石油焦共同使用其效果較好，單位電耗有所降低。八、為什么可以使用少量的碳化硅有些單位為降低單位電耗，在冶煉工業(yè)硅時加入少量的碳化硅SiC，這樣可節(jié)約部分電能。這里指的“碳化硅”，并不是一種特定的原料，而是制造石墨電極時石墨化爐的保溫廢料。它含有大量的碳化硅，因此，習慣這種廢料叫“碳化硅”。它的成分如下：SiC2：540；SiO2：20；C25；其余為Al2O3 和CaO等。為什么冶煉時加入少量的“碳化硅”可以降低電耗。冶煉工業(yè)硅時，二氧化硅被還原是吸收大量熱能的反應(yīng)，因此要在很高的溫度約18001900下，才能使這一反應(yīng)激烈進行，因此要消耗大量的電能。當爐料中加入部分碳化硅時，它和爐料中的鐵在爐內(nèi)發(fā)生如下反應(yīng)：SiCFe= FeSiC這個反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，它吸收的熱量和反應(yīng)溫度，要比二氧化硅還原時所需的熱量和溫度要低。所以爐料中加入部分碳化硅，可以降低電耗。冶煉工業(yè)硅因爐料中鐵含量很少，硅石數(shù)量較多，碳化硅的破壞反應(yīng)，將主要按下式進行：2SiO2SiC= 3SiOCOSiOSiC=2SiCO這兩個反應(yīng)都約在1800以上的高溫下進行，并且因有氣態(tài)的SiO參加反應(yīng)。而因氣態(tài)的SiO較易揮發(fā)，因此，破壞碳化硅的反應(yīng)，不易較安全地進行?？梢娨睙捁I(yè)硅鐵時，碳化硅的利用率低。碳化硅的熔點高，導(dǎo)電性強，冶煉時加入強化硅后，電極不易穩(wěn)定，爐況不好掌握，并且碳化硅粉末多，影響料面的透氣性，有時刺火較嚴重。為此，冶煉時不易加入過多的碳化硅，而所用的碳化硅應(yīng)精選，以減少粉末。經(jīng)驗證明，冶煉45硅鐵時，每批料硅石按300公斤算，可加5070公斤碳化硅；冶煉工業(yè)硅時，每批料加入25公斤較為合適。九、如何計算碳質(zhì)材料的加入量？由工業(yè)硅冶煉原理可知，用碳質(zhì)材料中的碳，還原硅石中的SiO2而生成硅。因此，粘結(jié)煤加入量直接影響到SiO2能否充分還原和爐況是否正常。所以碳質(zhì)材料加入量是重要的。在計算前要說明以下幾個問題：硅因爐內(nèi)各個區(qū)域冶煉溫度有所不同，故計算時碳的過剩量和硅的回收率也不同。硅冶煉溫度較低；碳和的硅冶煉溫度較高，碳和硅的損失較大，所以碳的過剩量按10計算，硅的回收率按92計算。2.原子量分子量的計算根據(jù)化學(xué)元素周期表可知Si原子量為28，C原子量為12，O氧原子量為16。所以SiO2的分子量是28162=60.3. 根據(jù)原料化學(xué)分析結(jié)果和實際工作經(jīng)驗采?。?計算冶煉工業(yè)硅的碳質(zhì)材料加入量為計算方便，以100公斤硅石為基礎(chǔ)，計算碳質(zhì)材料加入量。100公斤硅石中含SiO2為：10098=98公斤硅鐵冶煉反應(yīng)式：SiO22C=Si2COSiO2和2C分子量：28216=60 212=2490公斤SiO2純碳量為：24/6098=39.2公斤我們所用的是含碳84%的碳質(zhì)材料，將39.2公斤的純碳換算為碳質(zhì)材料，則為：1008439.2=46.6公斤冶煉工業(yè)硅，碳質(zhì)材料燒損約10%，所以碳質(zhì)材料的加入量為：46.6100/90=51.7公斤52公斤碳質(zhì)材料中含水量約為5%15%。經(jīng)驗證明碳質(zhì)材料含量每增加1%時，要相應(yīng)增加0.6公斤碳質(zhì)材料。若碳質(zhì)材料含水量按5%計算，焦炭實際加入量則為：52+525%0.654公斤將上述和計算式化簡，冶煉工業(yè)硅時，100公斤石的碳質(zhì)材料加入量則為：100SiO224/60C%0.90=碳質(zhì)材料加入量(公斤)式中 SiO2-硅中的二氧化硅含量%C%-碳質(zhì)材料中的固定碳含量%0.9-碳的利用率(因碳燒損10%);24和60-分別為2個碳和二氧化硅的分子量。用簡化式計算出的碳質(zhì)材料加入量，并非實際需要量，而要根據(jù)碳質(zhì)材料含量有所增加。9.碳質(zhì)材料加入量與哪些因素有關(guān)?上述碳質(zhì)材料加入量的計算,只根據(jù)原料的化學(xué)成分和一些實際經(jīng)驗而得出的。但碳質(zhì)材料的實際加入量，往往不準確、所用二次電壓及工業(yè)硅礦熱爐的容量有關(guān)，并且和電極的極心圓直徑的大小有關(guān)。理論計算出的碳質(zhì)材料加入量是主要根據(jù)，但還要按下述具體情況進行調(diào)整。1.爐況變化時要調(diào)整碳質(zhì)材料的加入量。爐況發(fā)粘時，應(yīng)適當增加碳質(zhì)材料加入量。爐況碳過剩應(yīng)適當減少碳質(zhì)材料加入量。2.電極插入爐料較淺時，可適當減少碳質(zhì)材料加入量。4.同一爐子，冶煉時用二次電壓較高時，碳質(zhì)材料的加入量應(yīng)適當少些。5.同容量的礦熱爐，其電極間的極心圓直徑較大時，碳質(zhì)材料加入量應(yīng)多些，極心圓直徑較小時，碳質(zhì)材料加入量應(yīng)少些。6.如何配料,為什么大料批不好?配料是冶煉工業(yè)硅的第一道工序,是一項很重要的工作配料時要注意以下幾點:1.稱量準確,各種材料必須按規(guī)定的數(shù)量進行稱量,誤差要小。如果稱量不準，爐況不易掌握，甚至可能出廢品。因此，配料工作要細心，還要經(jīng)常檢查稱量工具的準確度，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時調(diào)整或修理。2.要按規(guī)定的是順序進行配料，以使爐料均勻混合。碳質(zhì)材料的堆比重約0.50.6硅石的堆比重約為1.51.6,原料堆比重相差很大。為了爐料混合均勻，配料順序為碳質(zhì)材料、硅石、木片。采用這樣的配料方法，爐料由料管下降后，能較均勻混合。爐料混合均勻與否對冶煉有很大影響。為使爐料混合均勻，每次只準量一批料，每個料斗存料為得超過二批料。為什么大料批不好？料批的大小是以批料中硅石數(shù)量為準。目前冶煉工業(yè)硅時，一般每批料中有200公斤硅石或300公斤硅石。前者叫小料批，后者叫大料批。從爐料混合均勻角度來說，料批越小混合得越均勻，料批越大爐料越難混合均勻。因此，要盡量采用小料批，以使爐料混合均勻，但是，小批量為配料為配料操作帶來一定困難。以下是較大容量的工業(yè)硅電爐，冶煉工業(yè)硅，料批大小不同時的單位電耗示例：料批大，電耗較高，料批小，則電耗較低，故采用小料批較好。十、硅鐵冶煉工藝.冶煉工業(yè)硅如何加料？工業(yè)硅冶煉的基本反應(yīng)，是利用碳質(zhì)材料中的碳，將硅石中二氧化硅的硅還原出來的反應(yīng)。要使這一反應(yīng)順利進行，必須有良好的爐況。正確的加料方法，是獲得良好爐況、達到高產(chǎn)量低消耗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。因此，加料時應(yīng)注意以下幾點：1.每批料必須混合均勻后加入爐內(nèi)，不準偏加料。大家知道，每批料的配比，是根據(jù)硅冶煉的化學(xué)反應(yīng)原理和所用原料的成分，并結(jié)合實際情況計算出來的。所以，加入爐內(nèi)的每批料的組成，必須符合批料的配比。均勻地混合爐料是保證爐內(nèi)反應(yīng)正常進行的重要操作條件。如果爐料未經(jīng)均勻混合或任意選擇性的加入爐內(nèi)，這就是同常所說的“偏加料”，其結(jié)果是在爐內(nèi)局部區(qū)域造成硅石過?；蚪固歼^剩，這兩種情況都不利于爐內(nèi)反映順利進行，而使爐況惡化。可見，爐料混合均勻是十分重要的。2.爐料要連續(xù)地一小批一小批地加入爐內(nèi)。這樣不但易于控制料面的高度，而且可以使加入爐料的組成及其分布比較均勻。3.必須適當?shù)乜刂屏厦娴母叨?。料面高度過高則電極上升，料面過低易塌料，兩者都不能充分的利用熱量，都會對爐況產(chǎn)生不利的影響。料面高度控制適當，可使電極較深的插入爐料中，從而提高爐溫和擴大坩堝，使爐料可得到充分的預(yù)熱，促使爐內(nèi)反應(yīng)加快進行。4.加料時要隨時觀察爐況，如料面透氣性及電極動態(tài)等，必要時應(yīng)采取相應(yīng)的措施進行處理。5. 應(yīng)使爐料與電極成垂直方向加入，但要防止爐料碰撞電極。這種加料方法，可使料面成為低料面寬錐體的形狀，不致引起電極波動。小容量工業(yè)硅礦熱爐，因其爐溫度較低，熔煉速度較慢，應(yīng)力求減小熱量損失。加料時應(yīng)注意如下幾點：1.勤加、薄蓋。2.隨時注意刺火并在處理火后應(yīng)及時加料。3.在保持適當?shù)腻F體和料面的前提下，進行燜燒，直到出硅后將爐料搗下去，再重新加料燜燒?，F(xiàn)在，我國工業(yè)硅生產(chǎn)的加料方式，大多采用加料機加料。加料時應(yīng)注意以下幾點：1.少加勤快為宜。不能一次加得過多，以便保持良好的料面透氣性。2.應(yīng)先從錐體底部往電極根部逐漸地加入爐料。這樣可以保持爐料的組成，分布比較均勻，不致使硅石塊滾到錐體底部邊緣。3.擺動加料機流槽時,其方向與電極成垂直或平行,兩種異向投料方式應(yīng)當交替進行使用.防止加料機槽碰撞電極。.為什么不能偏加料?爐況不正常時出于某種原因，為使電極較深的插入爐料或為了穩(wěn)定電極，要在電極周圍加入較多的硅石；有時爐況不正常，在電極周圍加入過多焦炭或過多硅石爐料，這就電偏加料。此種操作方法是錯誤的，危害極大。1.加入過多的硅石爐料時，初期電極可能插得深，時間過長就會造成電極周圍缺碳，坩堝縮小，電極容易上抬，料面透氣性不好并有刺火現(xiàn)象，甚至給不足負荷，爐總值惡化，尤其是當出爐口相電極其出現(xiàn)這種情況，其后果更為嚴重，出爐操作不容易順利進行。2.加入碳質(zhì)材料過多時，電極易上升，同時其他的部位必有缺碳現(xiàn)象，料面會有燒結(jié)，透氣性不好，不得爐況正常進行。3.料在爐內(nèi)分布不均勻，使化學(xué)反應(yīng)不能充分進行，尤其偏加硅石過多，二氧化硅的還原速度大為減慢。十一、為什么料面要保持一定的高度?料面高度對充分利用熱量，加速爐內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的進行，有很大影響。料面高度過高，電極與爐料的接解面積增加，通過的電流增大為保持額定電流，需要提升電極，因此，使電極插入爐料中的深度變淺，高溫區(qū)上移，坩堝縮小，熱量損失增多，化學(xué)反應(yīng)速度減慢；爐底溫度低，排渣情況不好，甚至引起爐底上漲，使爐況惡化。料面的高度過高，爐料中的硅石滾到錐體底部邊緣，其惡劣影響更為嚴重。如料面過低，電極插入爐料較深。但由于料層薄，容易埸料，甚至產(chǎn)生露弧現(xiàn)象。料層薄，爐料不能充分預(yù)熱，熱量損失較大，不利于擴大坩堝區(qū)。實踐表明，平頂形料面較為合適，因料面具有合適的高度 ，錐體寬大并平緩，加入的爐料仍保持正確的組合，布料均勻，很少產(chǎn)生硅石的下滾的現(xiàn)象。所以，電極能比較深而穩(wěn)的插入爐料中，利于提高爐溫和擴大坩堝，爐內(nèi)化學(xué)反應(yīng)得以充分進行，料面透氣性好，爐料預(yù)熱較好，從而爐況正常。料面的高度與冶煉品種，原料條件和電爐容量大小有關(guān)。冶煉45硅鐵時，爐料中鐵屑數(shù)量較多，其導(dǎo)電性強，電極不易較深地插入爐料內(nèi)，料面應(yīng)較低，料面高度以低于爐襯上部邊緣100500冶煉75硅鐵時，料面高度以低于爐襯上部邊緣100300毫米較為合適。小容量工業(yè)鐵礦熱爐的料面高度高深莫測取下限，較大容量工業(yè)硅電爐的料面高度應(yīng)限上限。相同 容量的礦熱爐，所用的原料產(chǎn)地不同，其性質(zhì)有顯著差時，應(yīng)適當?shù)卣{(diào)整料面的高度。應(yīng)當充分注意較大容量礦熱爐大面的料面高度。通常所說“大面”，是指兩相電極間的寬敞區(qū)域的料面。當大面的料面高度合適時，爐氣便從整個料面均勻逸出，爐料得到較充分的預(yù)熱，進行擴大坩堝。爐內(nèi)的熱氣流是由坩堝反應(yīng)區(qū)產(chǎn)生的。距電極較近的爐料，受熱氣流的預(yù)熱較多，距電極較遠的爐料，受熱氣流的預(yù)熱較少。大面的爐料距電極較遠，此處溫度低，爐料預(yù)熱程度差。如果大面的料面過高，壓得過厚，透氣性越加變壞，大面不透氣，對于擴大坩堝和加速爐內(nèi)反應(yīng)速度，以低于錐體200300毫米為宜。22為什么要求電極較深地插入爐料？電極較深的插放爐料，可以提高爐溫和擴大坩堝，為冶煉反應(yīng)充分進行，創(chuàng)造了必要的熱量條件。因此，使電極較深的插入爐料，是冶煉操作中的重要環(huán)節(jié)。當電極插入爐料較深時，熱量損失少，爐溫高，坩堝大，爐內(nèi)化學(xué)反應(yīng)速度快，于是出鐵量多，單位電耗低。反之，電極插入爐料較淺時，刺火和塌料現(xiàn)象均較多，熱量損失大，爐溫低，反應(yīng)不能充分進行，因此，就不會有較好的技術(shù)經(jīng)濟指標。電極的插入深度，主要與冶煉品種和爐容量大小有關(guān)。據(jù)實踐經(jīng)驗，冶煉75硅鐵，較大容量爐子的電極插入深度一般為10001200毫米，較小容量的礦熱爐，一般為700-1000毫米。冶煉45硅鐵較大容量礦熱爐的電極插入深度，一般為800-1000毫米，較小容量爐子一般為500-800毫米較為合適。十二、影響電極插入深度的因素有哪些？碳質(zhì)材料加入量碳質(zhì)材料的導(dǎo)電性比硅強。如果碳質(zhì)材料加入量過多，會影響電極深插。因此，在滿足硅石中的二氧化碳充分還原的條件下，碳質(zhì)材料加入不要過多，以利于電極插入。碳質(zhì)材料粒度碳質(zhì)材料的粒度小，表面積增大，增加接觸面，爐料的電阻大，則電極插入深；反之，焦碳的粒度大，表面積減少，爐料的電阻小，則電極的插入深度就變淺碳質(zhì)材料性質(zhì)這里主要是指碳質(zhì)材料本身的電阻。如果碳質(zhì)材料的電阻小，通過爐料的電流大，使電極上升，電極插入深度就淺。反之，碳質(zhì)材料的電阻大，例如使用煤等，因其電阻大，電極則可深插。二次電壓當冶煉采用較高的二次電壓時，電弧較長，電極在爐料內(nèi)插入較淺。反之，采用較低的二次電壓，電極插入爐料就比較深。操作情況如果操作不當，諸如混料不均，偏加料，不及時搗爐。爐況發(fā)粘，料面過高或爐內(nèi)缺料等等，都會妨礙電極插入爐料的深度和穩(wěn)定程度。出爐時間在爐況正常情況下，出爐間隔時間延長或硅水出不干凈，爐內(nèi)積存硅水勢必較多，電極要上升，電極插入爐料內(nèi)較淺。爐內(nèi)積渣量排渣不好，爐內(nèi)積渣過多，爐底上漲，電極的插入深度變淺。電極間的極心圓直徑相同容量的礦熱爐，極心圓的直徑較大時，電極間距離較遠，爐料的電阻增加，電極插入爐料內(nèi)較深，反之極心圓直徑較小時，電極插入深度變淺。.如何判斷電極出入深度？實踐經(jīng)驗可通過以下五個方面，判斷電極出入深度：1. 電弧響聲電爐冶煉過程中，如果電弧的響聲很大，則說明電極插入爐料過淺/。一般來說電極插入深度超過1800毫米，電弧響聲較小。2. 塌料和刺火情況正常配料情況下，如果塌料和“刺火”現(xiàn)象頻繁，說明電極插入爐料太淺。3. 坩堝區(qū)域大小正常配料比情況下，如果爐料下降慢，說明電極插的淺，由于電極插的淺，高溫區(qū)則上移，熱量損失大，因此坩堝區(qū)域較小。4. 爐口溫度爐口料表面溫度高，操作條件較差，說明電極插入淺。5. 出爐情況正常配料比情況下，出爐口不易打開，硅水流速慢，溫度較低，爐渣發(fā)粘流動性不好，不易排出，說明電極往料內(nèi)插入較淺。綜上所述，電極插入爐料深度不夠，往往是由于碳質(zhì)材料加入過量或電極工作斷過短，此時就要相應(yīng)的減少焦炭加入量或酌情下放電極。十三、正常爐況應(yīng)是什么樣的？冶煉工基本任務(wù)之一，應(yīng)當善于正確判斷爐況，即使地調(diào)整和處理爐況，使爐況經(jīng)常處于正常狀態(tài)。正常爐況的特征如下：1. 電極深而穩(wěn)地插入爐料中。此時坩堝較大，料面的透氣性好，料層松軟，爐氣從爐口均勻地送出，火焰呈桔黃色，料面沒有發(fā)暗和燒結(jié)的區(qū)域，沒有大刺火和塌料現(xiàn)象。料面較低并比較平緩，椎體寬大。爐料下降較快，較大容量電爐的爐心料面稍呈下陷。2. 電流比較均衡和穩(wěn)定，并能給足負荷。3. 出爐工作比較順利。出爐口好開，路眼暢通，硅水流速快，打開出爐口后電流明顯地下降，硅水溫度高，爐渣流動性和排渣情況均良好。出爐的后期，從出爐口噴出的爐氣壓力不大，爐氣自然地溢出。出硅完畢，出爐口好堵。出硅量正常，成份穩(wěn)定。十四、為什么爐況有時發(fā)粘，怎樣處理？爐內(nèi)還原劑不足，料面透氣性不好的情況，叫爐況發(fā)粘，有的單位將爐況發(fā)粘叫爐況黑，亦即料面光澤較暗。爐況發(fā)粘的特征如下：1. 電極工作不穩(wěn)定，符合波動較大，儀表不好操縱，電流表指針搖擺頻繁，有時還出現(xiàn)給不足負荷的現(xiàn)象。2. 料面的透氣性不好，一出的爐氣不均勻并且微弱無力。料層較硬。刺火現(xiàn)象嚴重，局部刺出的是呈灼白色強烈的火焰。大面的火焰很少。3. 搗爐時會掘出粘結(jié)的大塊料，甚至搗完爐之后，大面仍不冒火。4. 電極工作端的根部沾結(jié)較難清除，即使清除了又易沾結(jié)。5. 出硅工作不順利。出爐口不易打開，硅水流速慢，出爐口不暢通，爐渣粘，不易排出，從出爐口噴出爐氣的壓力大。硅水溫度較低，出硅量較少。爐況發(fā)粘的原因如下：1. 配量比不適當，還原劑不足，爐內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)沒能充分進行，造成爐內(nèi)硅石過剩，經(jīng)溶化后便形成粘稠的爐渣。2. 有時為了增加電極插入爐料中的深度，加入過多地硬料（硅石較多的爐料），造成爐況發(fā)粘。3. 由于原料質(zhì)量較差，諸如碳質(zhì)材料粉末多或其水分含量增多；礦石的力度過碎或其抗爆性能差（即高溫下強度差），使爐內(nèi)缺炭料面透氣性變壞，造成了爐況發(fā)粘4. 操作中沒有及時搗爐，料面透氣性不好，造成爐況發(fā)粘。爐況發(fā)粘的危害性如下：1. 爐況發(fā)粘，造成嚴重刺火，熱量損失大。爐內(nèi)的過剩硅石，經(jīng)溶化便形成爐渣，消耗熱量增多。因此，生產(chǎn)硅鐵的單位電耗增加。爐況發(fā)粘，還原劑不足，加之料面透氣性不好，坩堝小，爐溫低，使爐內(nèi)化學(xué)反應(yīng)速度減慢，爐料下沉緩慢，則出鐵量減少。2. 爐況發(fā)粘，說明坩堝附近有較多未被還原的二氧化硅，料層的透氣性不好倒是刺火嚴重，干過縮小，如果不及時處理，就會造成爐底上漲，電極深上升，路況進一步惡化。爐況發(fā)粘時，首先要穩(wěn)定電極，然后處理爐況。否則，點擊上升后，路況將會更加惡化。1. 如果由于配料比不當造成爐況發(fā)粘，應(yīng)及時調(diào)整，增加碳質(zhì)材料加入量，或者是當?shù)馗郊犹假|(zhì)材料，最好是邊搗爐，邊附加碳質(zhì)材料。2. 加強料層透氣性，徹底搗爐。如果爐況過粘，產(chǎn)生嚴重刺火，應(yīng)徹底搗爐。同時加強扎氣眼操作，引出高溫爐氣，放寬椎體，以利于增加透氣性和擴大坩堝。3. 爐況發(fā)粘，給不足負荷時，可生氣電極，適當?shù)卦黾犹假|(zhì)材料。較大容量的電爐，爐渣發(fā)粘時，可采取以下兩個措施：1. 爐況發(fā)粘，爐渣排不出去，出爐口不暢通，在出爐前應(yīng)向出鐵口相電極附近，加螢石100200公斤，以稀釋爐渣。2. 爐況過粘，點擊插的淺，爐底溫度低，爐渣不易排出，此時可加石灰塊300400公斤，稀釋爐渣，擴大坩堝和提高爐溫，已逐漸消除爐況發(fā)粘的現(xiàn)象。較小容量電爐，路況發(fā)粘，搗爐時可將粘料挑出，并且附加些碳質(zhì)材料。出爐口不好開時，可用氧氣燒眼，擴大出爐口，以利于爐渣排出。爐況發(fā)粘是爐況不正常現(xiàn)象之一，處理也比較困難，處理后約需816小時，或更長時間，才能恢復(fù)到正常狀態(tài)。因此，操作人員要經(jīng)常觀察爐況，即使地調(diào)整不正常的爐況，從而減少爐況發(fā)粘現(xiàn)象。.十五、為什么有時刺火，如何處理？硅冶煉過程中，由于爐料粘，料面透氣性不好，或電極工作短，電極跟部或其周圍的薄弱部位，噴出較大壓力的高溫熱氣流，形成灼白色火焰，這種現(xiàn)象叫“刺火”，也叫跑火。比較容易刺火的部位：1.當爐況發(fā)粘，料面透氣性不好或錐體過尖，刺火 往往發(fā)生在電極沾結(jié)粘料的地方，或料面某一尖峰薄弱之處。2.當電極工作端過短時，這時熱量集中在電極周圍，刺火多發(fā)生在電極根部。刺火的原因是多方面的。主要有以下幾點原因：1.雖配料比正常，但由于操作不當，列如偏加料，加料速度過急或料面形狀過尖等，加上搗爐不及時，不徹底，使料面透氣性變壞，爐內(nèi)氣體壓力比較大，突破薄弱的料層而產(chǎn)生刺火現(xiàn)象。2.配料中的還原劑不足，爐況發(fā)粘，透氣性不好而產(chǎn)生刺火現(xiàn)象。3.電極工作端過短，熱量集中在電極根部周圍，甚至埋不住電弧，而在電極根部產(chǎn)生刺火現(xiàn)象。4.配料比中的還原劑過多，電極在爐料中插的較淺，或在電極根部沾結(jié)碳化硅(SiC導(dǎo)電性很強)處，產(chǎn)生刺火現(xiàn)象。刺火的危害：1. 刺火時噴出大量的高溫熱氣流，熱損失很大，增加電耗。2. 爐氣多集中在刺火之外挽出，其他的部位爐氣迤出的很少，透氣性不均勻，不利于擴大坩堝，從而爐內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速度減慢。3. 爐口溫度高，操作條件較為困難。4. 刺火嚴重時，如果銅瓦距料面較近，則容易燒壞銅瓦或冷卻水管，造成熱停爐。5. 刺火嚴重時，大量的一氧化硅氣體逸出，易使硅鐵中的含硅量降低。刺火的處理方法：刺火現(xiàn)象是冶煉中經(jīng)常出現(xiàn)的一種不正常爐況。處理刺火往往是一項比較難的操作，有時由于處理不徹底，連續(xù)出現(xiàn)刺火。因此，首先要找出山聲刺火的原因，然后進行徹底處理，這樣，減少熱量損失，減輕勞動強度，使生產(chǎn)順利進行。1.采取下列方法處理刺火，及時要和適當?shù)脑笟庋鄣姆椒ńY(jié)合起來，以利于增加透氣性和擴大坩堝。2.如因電極工作端表面沾結(jié)粘料產(chǎn)生刺火時，應(yīng)將沾后加入新料。3.如因料面錐體過尖產(chǎn)生刺火，應(yīng)及時變料，增加碳質(zhì)材料加入量，或邊搗爐邊附加碳質(zhì)材料。4.如因電極工作端過短產(chǎn)生刺火，應(yīng)酌情放電極。5.如因偏加料產(chǎn)生局部刺火，應(yīng)適當扎幾個透氣眼，如不見效，挑出粘料，推向爐心。加入爐料后再扎幾個透氣眼。6.長時間的刺火，刺火的部位料層已經(jīng)很薄，接近要塌料時，應(yīng)徹底挑開，先用爐內(nèi)熱料填平，再加入新料。 十六、為什么爐況過粘時電極不易深插？爐況過粘，坩堝必然縮小，使電極不易交深地插入爐料中，主要原因：1. 電極與坩堝間的距離縮短，電阻減少，導(dǎo)電性增強，點擊不易深插，尤其是坩堝縮小，爐底上漲后，鐵水距電極較近，電極更不易深插。. 透氣性不好，熱量多集中于坩堝內(nèi)，局部溫度過高，并且是過剩的硅石被溶化成為了導(dǎo)電性良好的液體，使電極不易深插。.還原劑過剩的特征是什么樣，如何處理？所謂還原劑過剩，就是加入爐內(nèi)的焦炭多于還原二氧化硅所需的焦炭數(shù)量。有的單位把這種情況叫“碳大”，或叫“爐況白了”。還原劑過剩是一種不正常的爐況，應(yīng)當及時處理。還原劑過剩的特征如下：1. 電極插入深度較淺爐料中碳質(zhì)材料量過剩，碳質(zhì)材料的電阻小，導(dǎo)電性強，通過爐料的電流增多，因此，電極上升，甚至會使電極升到上限，使電極在爐料中插得較淺。2. 電極周圍易坍塌，干過縮小由于碳質(zhì)材料量過剩，電極上升，插入深度淺，高溫區(qū)隨之上移，坩堝逐漸縮小，電極周圍的料層薄，所以易產(chǎn)生塌料和刺火現(xiàn)象。電弧的響聲較大，甚至爐料埋不住電弧，爐口溫度升高。爐料中碳質(zhì)材料過剩，使爐料的粘結(jié)性降低，這也是造成塌料的原因。3. 料面火焰呈藍色，并且為弱無力爐料中過剩的碳質(zhì)材料，發(fā)生燃燒反應(yīng)，這種火焰是藍色的，并且為弱無力。4. 電極根部刺火爐料中碳質(zhì)材料量過剩，在路中容易生成較多的碳化硅（SiC），站在已埋入爐料中的電極表面上，故易從電極根部刺火。5. 出爐情況爐料中碳質(zhì)材料量過剩，點擊插入料內(nèi)淺，爐溫低，所以，硅水溫度低，硅水流速慢，出爐口不暢通，排渣不好，出硅量較少。還原劑過剩的處理方法如下：1. 適當?shù)叵螂姌O周圍加些硬料（硅石量較多的爐料），穩(wěn)定電極，防止電極繼續(xù)上升。2. 根據(jù)實際情況，減少料批中的碳質(zhì)材料量（一般使5-10公斤）。. 檢查稱量工具的準確度，檢查原料條件，諸如碳質(zhì)材料粒度是否增大，硅石粒度是否變小和碳質(zhì)材料中的水含量有無變化。十七、為什么要扎透氣眼？在冶煉過程中由于爐況發(fā)粘，點擊插入較淺和坩堝校等原因，是料面透氣性不好和有刺火現(xiàn)象。為此，必須進行扎透氣眼操作，即用圓鋼扎入面料不透氣之處，不要挑開，只需松動爐料，引出爐氣，這是硅鐵冶煉中經(jīng)常采用的增加透氣性的一種操作。扎透氣眼的部位：1. 椎體的底部或料面的大面等透氣性較差之處。2. 刺火部位的周圍。扎透氣眼可達到如下目的：1. 使反應(yīng)后產(chǎn)生的大量一氧化碳氣體較快逸出，這樣不但增加爐料預(yù)熱面，而且增加料面的透氣性，擴大坩堝和促進爐內(nèi)化學(xué)反應(yīng)加快進行。2. 減弱刺火現(xiàn)象，減少熱量損失。.為什么要搗爐，如何搗爐？搗爐是挑翻內(nèi)里粘結(jié)大塊的爐料和料面的燒結(jié)區(qū)，以增加料面的透氣性，擴大坩堝，租金爐內(nèi)化學(xué)反應(yīng)加快進行。硅冶煉時，硅石在高溫下仍具有很大的粘結(jié)性。如果不及時搗爐，影響透氣性，產(chǎn)生刺火，干過縮小，爐內(nèi)反應(yīng)速度和降遼速度均減慢等。顯而易見，搗爐是一項增加料面透氣性和擴大坩堝容積的重要操作。通常在出完硅之后，原則上要搗一次爐，如果爐況很好不必每次搗，可采用扎透眼的方法，改善料面的透氣性。搗爐要求：1. 搗爐速度要快，力求減少熱量損失。2. 邊搗爐邊加料或附加碳質(zhì)材料。3. 搗爐適應(yīng)將透氣性不好的區(qū)域全挑開，注意力求少破壞坩堝。搗爐機的圓鋼不準碰撞電極和銅瓦。4. 搗出的大塊粘料應(yīng)推向中心，并蓋上爐料。5. 搗爐完畢，應(yīng)及時加料，使電極比較深的插入爐料。十八、爐內(nèi)存渣過多是如何處理？爐內(nèi)存渣過多的原因：1. 有時爐內(nèi)長期缺碳，大量過剩的二氧化硅溶化后形成粘稠的爐渣，不易排除.2. 由于料面高等原因，電極插入爐料深度變淺，爐溫低，爐渣不易排除，尤其是容量小的電爐更容易產(chǎn)生這種現(xiàn)象，使爐內(nèi)存渣過多。3. 雖然冶煉硅時渣量少，但是出硅時應(yīng)盡量往外帶渣，以使電極深插。如果不注意帶渣，時間長了，也會造成爐內(nèi)存渣過多。4. 原料質(zhì)量較差，諸如碳質(zhì)材料中的灰分含量過高或硅石表面泥土多，也會增加渣量。爐內(nèi)存渣過多的危害：1. 爐底上漲，點擊不易深插，干過縮小，料面透氣性變壞，爐況惡化。2. 爐底溫度低，出爐口不易打開，流動不暢通，硅水的流速慢，出硅量較少。爐內(nèi)存渣過多的處理方法：1. 容量大的礦熱爐，可在出爐口相電極料面加入200300公斤石灰塊或在出爐前半小時加入100200公斤螢石，以稀釋爐渣。較小容量的電爐可加入3040公斤，便于排渣。2. 出爐時盡量多用木桿往外帶渣，容量小的電爐還可以適當?shù)臄U大出爐口，以利于排渣。3. 處理好爐況，使電極深插，提高爐溫。4. 應(yīng)盡量使用灰分較低的碳質(zhì)材料，如果條件許可，硅石應(yīng)于水洗，以減少爐內(nèi)產(chǎn)生爐渣的因素。十九、為什么經(jīng)常加石灰好？較大容量的礦熱爐冶煉硅，爐況發(fā)粘并且有較長時間（約十幾個小時以上）未能徹底扭轉(zhuǎn)爐況，此時往爐內(nèi)加入石灰進行處理，便于排渣，使電極深插，從而擴大坩堝和提高爐溫。如果電流波動較大，可加些石灰，穩(wěn)定電極，使電極不致繼續(xù)上升。加石灰方法：應(yīng)選擇燒結(jié)質(zhì)量比較好的并且塊度適宜的石灰，一次加入200300公斤，以調(diào)整爐況，這種方法收效快。也可以在批料中加入510公斤石灰，也有較好的效果。爐況正常后，應(yīng)停止加入石灰。硅石中的二氧化硅是酸性氧化物，熔點為1710。石灰中的氧化鈣（CaO）是堿性氧化物，熔點為2570。在爐內(nèi)高溫條件下，這兩種化合物發(fā)生反應(yīng)，生成低熔點的化合物，例如CaO,SiO2等中性化合物，爐渣熔點降低到1450-1550，以利于排渣，電極深插，進而擴大坩堝是爐況好轉(zhuǎn)。如果因為碳質(zhì)材料中灰分過高或者硅石表面泥土較多，使爐內(nèi)存渣過多，此時加入石灰，發(fā)生氧化鈣和三氧化二鋁的反應(yīng)，生成鋁酸鈣如3CaOAl2O3等化合物，會使爐渣的熔點降低，較易排除爐渣。據(jù)實踐經(jīng)驗，冶煉中經(jīng)常加入石灰，將產(chǎn)生以下的不利影響：1. 經(jīng)常加入石灰，增加爐渣流動性，爐溫較高，并嚴重地侵蝕和沖刷出爐口、硅水飽和錠模。甚至可能發(fā)生出爐口燒穿和漏包事故。2. 經(jīng)常加入石灰，爐內(nèi)形成低熔點爐渣，沖刷電極，加快了電極的消耗速度，致使電極的消耗速度大于電極的陪燒速度。一旦電極工作端較短便不能按時下放電極，影響正常操作。3. 經(jīng)常加入石灰，爐料中的氧化鈣在電極深插和爐溫升高后，較多地被還原，生成的鈣進入硅產(chǎn)品，影響硅的質(zhì)量。鈣的比重是1.5，小于硅的比重，當硅中含鈣過高時，影響采用比重法分析硅含量的準確度。4. 經(jīng)常加入石灰，必然要消耗較多的熱量，而且增加渣量，會影響硅的產(chǎn)量和單位電耗指標。5. 鐵水溫度低，加入石灰石處理爐況的一種手段，但不能把它作為實現(xiàn)高產(chǎn)量，減低電耗的根本措施。小容量礦熱爐因爐溫低，而石灰在爐內(nèi)溶成爐渣消耗熱量，故小電爐不適用加石灰方法處理爐況。二十、為什么加入少量螢石？爐況過粘，爐內(nèi)積渣多，有時使用螢石作爐渣的稀釋劑，以增加爐渣的流動性，便于排渣。螢石中的氟化鈣含量為85%95%。氟化鈣的熔點為1330，螢石的熔點約為10001200，其熔點隨著氟化鈣的含量多少而變化。氟化鈣是中性化合物，它既可稀釋酸性爐渣，也可系是堿性爐渣，可以顯著地降低爐渣的熔點，從而順利地排除爐渣。實踐表明，爐況過粘或爐內(nèi)存渣過多，加入螢石后，能排出大量流動性良好的爐渣。一般是在出爐前半小時加入螢石，效果較好，不宜過早地加入。加入螢石后顯著地降低爐渣的熔點，不利于提高爐溫，反而使爐溫下降。并且流動性