工業(yè)硅生產(chǎn)操作

1、2.1工業(yè)硅生產(chǎn)操作一、生產(chǎn)過(guò)程示意圖2.1工業(yè)硅生產(chǎn)操作二、操作要點(diǎn)1.配料：各種原料的稱量和混勻過(guò)程稱為配料。小型電爐，人工操作，稱量，鐵鍬混勻，添加。大型電爐，生產(chǎn)配比，計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)，下料稱量，布到水平帶，皮帶輸送。配料影響產(chǎn)品質(zhì)量、原料單耗、產(chǎn)品成本。三個(gè)比例：還原劑組分比、原料計(jì)算比例、實(shí)際配料比例。2.1工業(yè)硅生產(chǎn)操作硅石水洗篩分低灰分煤、石油焦木塊、木炭等稱量配料電爐熔煉工業(yè)硅精煉澆鑄破碎煙氣回收微硅粉2.1工業(yè)硅生產(chǎn)操作SO2石油焦煙煤木炭2.1工業(yè)硅生產(chǎn)操作 原料比例計(jì)算 SiO2+2C=Si+2CO SiO2 100% 100kg硅石所需固定碳量 固定碳量=100*2*碳

2、的相對(duì)原子質(zhì)量/SiO2的相對(duì)分子質(zhì)量=100*2*12/（28+32）=40（kg)2.1工業(yè)硅生產(chǎn)操作 木炭水分7%，揮發(fā)20%，灰分3%，木炭固定碳70%； 低灰分煤水分4%，揮發(fā)分32%，灰分2.5%，固定碳61.5%。 木炭：低灰分煤=32：68，損失系數(shù)K=12 硅石：木炭：低灰分煤=100：（40*0.32/（C木炭固（1-K木）：（40*0.68/（C煤固（1-K煤）=100：（40*0.32/（0.70*（1-0.12）：（40*0.68/（0.615*（1-0.12）=100：21：512.1工業(yè)硅生產(chǎn)操作 C木炭固-木炭中的固定碳 C-低灰分煤中的固定碳 K木-木炭的損失

3、系數(shù) K煤-低灰分煤的損失系數(shù) 實(shí)際生產(chǎn) 原料水分、電氣參數(shù)、操作等，差異，調(diào)整某一還原劑 實(shí)際配料比 稱量工作極為重要2.1工業(yè)硅生產(chǎn)操作 2.加料搗爐 （1）加料 工業(yè)硅熔煉是連續(xù)過(guò)程，加料時(shí)注意保持爐膛上部規(guī)定的料面水平。加料方法。 A.電極深而穩(wěn)地插入爐料內(nèi)； B.氣體經(jīng)爐膛上部整個(gè)有效表面均勻冒出，沒(méi)有暗色燒結(jié)部分，氣體由小孔排出； C.爐料沿爐膛上部的整個(gè)有效截面下落； D.熔體硅液的出爐正常，出爐量與規(guī)定的電能和原料消耗相適應(yīng)； E.電極的電流負(fù)荷穩(wěn)定。2.1工業(yè)硅生產(chǎn)操作 加料間斷進(jìn)行，總量根據(jù)額定產(chǎn)能確定。避免加料過(guò)重，前一批熔盡，加新料。加料前，搗下舊料，預(yù)熱料扒到電極周圍

4、，加新料，在電極周圍形成椎體。正常熔煉，加料量、電能消耗量、放出熔體硅量一致。 （2）搗爐 為保證需要的爐料適時(shí)進(jìn)入反應(yīng)坩堝，要通過(guò)搗爐強(qiáng)制爐料下沉。在實(shí)際生產(chǎn)中，加料和搗爐是結(jié)合進(jìn)行的。早期搗爐用木棒進(jìn)行，現(xiàn)在已大多使用半自動(dòng)或全自動(dòng)搗爐機(jī)。 電爐正常運(yùn)行時(shí)，只有當(dāng)爐料在爐膛上部已被很好加熱以后或者出現(xiàn)形成“刺火孔”的跡象時(shí)，才實(shí)施搗爐沉料。2.1工業(yè)硅生產(chǎn)操作 A.搗爐作業(yè)一般是一個(gè)電極區(qū)一個(gè)電極區(qū)地依次進(jìn)行。 B.搗爐前先定好搗桿運(yùn)行方向，搗爐時(shí)搗桿切勿觸碰電極。 C.搗桿抽回后，馬上把被撬散的熱料堆到電極周圍，并在整理好的料面上加上新料。加料應(yīng)均勻，對(duì)易產(chǎn)生刺火處要先加料。加料可適當(dāng)多

5、些，以增大氣體噴出的阻力。 電極周圍形成椎體是連續(xù)熔煉所必需的條件之一。2.2工業(yè)硅生產(chǎn)工藝 工業(yè)硅是在單相或雙向電爐中冶煉。容量大于5000KVA的三相電爐使用石墨電極或碳素電極。 傳統(tǒng)電爐爐體固定，近年來(lái)開(kāi)始使用旋轉(zhuǎn)爐體。旋轉(zhuǎn)爐體可減少電能消耗3%-4%，提高了電爐生產(chǎn)率和原料利用率，減輕爐口勞動(dòng)強(qiáng)度，不需爐口料面扎眼透氣，改善料面操作過(guò)程。 電氣參數(shù)通常不變，電壓80-190V，電流為35000-100000A，以致數(shù)十萬(wàn)安培。 爐口料面操作特征 A沿整個(gè)爐口料面冒出均勻的氣體，不存在黑色的燒結(jié)區(qū)域，沒(méi)有局部氣體噴出，爐料均勻下沉，沒(méi)有大量塌料和刺火現(xiàn)象。2.2工業(yè)硅生產(chǎn)工藝 B.電極周

6、圍料面椎體正常，中心爐料比周圍爐料下降快，整個(gè)料面冒出黃色火焰。 C.電極深而穩(wěn)地插入爐料中。 D.出硅時(shí)液態(tài)爐渣常伴硅液，出硅后期出硅口噴明亮的黃色火焰。 E.電能消耗穩(wěn)定 F.配料按實(shí)際電能消耗精確進(jìn)行。2.2工業(yè)硅生產(chǎn)工藝 大型三相電爐用加料管附以加料機(jī)加料，機(jī)械加料效果較好。 操作應(yīng)減少硅揮發(fā)增加最大熔化爐料的數(shù)量，電極插入深而穩(wěn)，爐氣冒出均勻、透氣良好。 在每根電極下部形成的坩堝區(qū)是電爐溫度最高的區(qū)域，在那里硅被還原的最多，爐料在電極附近融化。2.2工業(yè)硅生產(chǎn)工藝 1.熔煉時(shí)的爐膛結(jié)構(gòu)2.2工業(yè)硅生產(chǎn)工藝 （1）I區(qū)為爐料預(yù)熱區(qū) 爐料加入，上升爐氣加熱。中心部位700-800度，電極

7、附近1000度，外圍400度。水分100度-200度蒸發(fā)掉，化學(xué)結(jié)合水400度排除。 （2）II區(qū)為反應(yīng)區(qū) 部分電極周圍空間及電極下部空腔。 爐料沉落，強(qiáng)烈加熱。下部電弧區(qū)溫度可達(dá)4000度，物料 轉(zhuǎn)化為氣態(tài)。氧化硅被碳還原生成大量氣體，以較大壓力向上排出，生成的硅和熔渣流到爐底，物料體積縮小，形成自由空間，被上面下來(lái)的另一些爐料填充。反應(yīng)中產(chǎn)生的氣體經(jīng)爐膛料面逸出，主要成分：CO、CO2、O2、CH4、H2，含有大量粉塵，主要是SiO2，是造成硅損失的主要原因。2.2工業(yè)硅生產(chǎn)工藝 （3）III區(qū)為形成爐膛結(jié)殼的死料區(qū) 燒結(jié)狀態(tài)物料及少量SiO2構(gòu)成 大修或新啟動(dòng)電爐開(kāi)爐后幾天內(nèi)形成，之后基

8、本固定。防止熔煉產(chǎn)物破壞爐襯和保證熱量集中在反應(yīng)區(qū)。 （4）IV區(qū)為熔煉產(chǎn)物和爐底死料區(qū) 反應(yīng)區(qū)下部爐底，由熔煉產(chǎn)物和爐底死料構(gòu)成，主要為沒(méi)有還原的硅、鈣、鋁和鎂的氧化物構(gòu)成。 各區(qū)之間無(wú)明顯界限。2.2工業(yè)硅生產(chǎn)工藝 （2）熔煉時(shí)的電流分布 電流流經(jīng)路線大致分為三部分。I1由一根電極拉弧、熔體硅、爐底、熔體硅、電弧、另一根電極。 I2從電極側(cè)表面經(jīng)爐料到另一電極的側(cè)表面和電極。 I3從電極側(cè)表面、爐料、電爐側(cè)部碳磚、爐底碳?jí)K、另一側(cè)側(cè)部碳磚、碳料、電極側(cè)表面、電極。 為提高生產(chǎn)率和熱能利用率，反應(yīng)區(qū)能量應(yīng)集中，I1應(yīng)盡量大，電極拉弧端與爐底電阻相對(duì)要小，所以應(yīng)深埋電極。 理解基于非直接定性觀測(cè)和體系化學(xué)性質(zhì)一般知識(shí)。2.2工業(yè)硅生