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1、工业硅生产操作,工业硅生产操作,2.1工业硅生产操作,一、生产过程示意图,2.1工业硅生产操作一、生产过程示意图,2.1工业硅生产操作,二、操作要点1.配料：各种原料的称量和混匀过程称为配料。小型电炉，人工操作，称量，铁锹混匀，添加。大型电炉，生产配比，计算机输入数据，下料称量，布到水平带，皮带输送。配料影响产品质量、原料单耗、产品本钱。三个比例：复原剂组分比、原料计算比例、实际配料比例。,2.1工业硅生产操作二、操作要点,2.1工业硅生产操作,硅石水洗筛分,低灰分煤、石油焦,木块、木炭等,称量配料,电炉熔炼,工业硅精炼,浇铸破碎,烟气回收,微硅粉,2.1工业硅生产操作硅石水洗筛分低灰分煤、石
2、油焦木块、木炭等,2.1工业硅生产操作,SO2,石油焦,烟煤,木炭,2.1工业硅生产操作SO2石油焦烟煤木炭,100kg硅石所需固定碳量硅石：木炭：低灰分煤=100：40*0.低灰分煤水分4%，挥发分32%，灰分2.下部电弧区温度可达4000度，物料 转化为气态。三个比例：复原剂组分比、原料计算比例、实际配料比例。I3从电极侧外表、炉料、电炉侧部碳砖、炉底碳块、另一侧侧部碳砖、碳料、电极侧外表、电极。旋转炉体可减少电能消耗3%-4%，提高了电炉生产率和原料利用率，减轻炉口劳动强度，不需炉口料面扎眼透气，改善料面操作过程。电极周围形成椎体是连续熔炼所必需的条件之一。局部电极周围空间及电极下部空腔
3、。K煤-低灰分煤的损失系数容量大于5000KVA的三相电炉使用石墨电极或碳素电极。电炉正常运行时，只有当炉料在炉膛上部已被很好加热以后或者出现形成“刺火孔的迹象时，才实施捣炉沉料。实际生产 原料水分、电气参数、操作等，差异，调整某一复原剂 实际配料比电炉正常运行时，只有当炉料在炉膛上部已被很好加热以后或者出现形成“刺火孔的迹象时，才实施捣炉沉料。为提高生产率和热能利用率，反响区能量应集中，I1应尽量大，电极拉弧端与炉底电阻相对要小，所以应深埋电极。水分100度-200度蒸发掉，化学结合水400度排除。,2.1工业硅生产操作,原料比例计算SiO2+2C=Si+2COSiO2 100%100kg硅
4、石所需固定碳量固定碳量=100*2*碳的相对原子质量/SiO2的相对分子质量=100*2*12/28+32=40kg),100kg硅石所需固定碳量2.1工业硅生产操作原料比例计算,2.1工业硅生产操作,木炭水分7%，挥发20%，灰分3%，木炭固定碳70%；低灰分煤水分4%，挥发分32%，灰分2.5%，固定碳61.5%。木炭：低灰分煤=32：68，损失系数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=100：21：51,2.1工业硅生产操作木炭水分7
5、%，挥发20%，灰分3%，木炭,2.1工业硅生产操作,C木炭固-木炭中的固定碳C-低灰分煤中的固定碳K木-木炭的损失系数K煤-低灰分煤的损失系数实际生产 原料水分、电气参数、操作等，差异，调整某一复原剂 实际配料比称量工作极为重要,2.1工业硅生产操作C木炭固-木炭中的固定碳,2.1工业硅生产操作,2.加料捣炉1加料工业硅熔炼是连续过程，加料时注意保持炉膛上部规定的料面水平。加料方法。A.电极深而稳地插入炉料内；B.气体经炉膛上部整个有效外表均匀冒出，没有暗色烧结局部，气体由小孔排出；C.炉料沿炉膛上部的整个有效截面下落；D.熔体硅液的出炉正常，出炉量与规定的电能和原料消耗相适应；E.电极的电
6、流负荷稳定。,2.1工业硅生产操作2.加料捣炉,2.1工业硅生产操作,加料间断进行，总量根据额定产能确定。防止加料过重，前一批熔尽，加新料。加料前，捣下旧料，预热料扒到电极周围，加新料，在电极周围形成椎体。正常熔炼，加料量、电能消耗量、放出熔体硅量一致。2捣炉为保证需要的炉料适时进入反响坩埚，要通过捣炉强制炉料下沉。在实际生产中，加料和捣炉是结合进行的。早期捣炉用木棒进行，现在已大多使用半自动或全自动捣炉机。电炉正常运行时，只有当炉料在炉膛上部已被很好加热以后或者出现形成“刺火孔的迹象时，才实施捣炉沉料。,2.1工业硅生产操作加料间断进行，总量根据额定产能确定。防止,2.1工业硅生产操作,A.
7、捣炉作业一般是一个电极区一个电极区地依次进行。B.捣炉前先定好捣杆运行方向，捣炉时捣杆切勿触碰电极。C.捣杆抽回后，马上把被撬散的热料堆到电极周围，并在整理好的料面上加上新料。加料应均匀，对易产生刺火处要先加料。加料可适当多些，以增大气体喷出的阻力。电极周围形成椎体是连续熔炼所必需的条件之一。,2.1工业硅生产操作A.捣炉作业一般是一个电极区一个电极区地,2.2工业硅生产工艺,工业硅是在单相或双向电炉中冶炼。容量大于5000KVA的三相电炉使用石墨电极或碳素电极。传统电炉炉体固定，近年来开始使用旋转炉体。旋转炉体可减少电能消耗3%-4%，提高了电炉生产率和原料利用率，减轻炉口劳动强度，不需炉口
8、料面扎眼透气，改善料面操作过程。电气参数通常不变，电压80-190V，电流为35000-100000A，以致数十万安培。炉口料面操作特征A沿整个炉口料面冒出均匀的气体，不存在黑色的烧结区域，没有局部气体喷出，炉料均匀下沉，没有大量塌料和刺火现象。,2.2工业硅生产工艺工业硅是在单相或双向电炉中冶炼。容量大于,2.2工业硅生产工艺,B.电极周围料面椎体正常，中心炉料比周围炉料下降快，整个料面冒出黄色火焰。C.电极深而稳地插入炉料中。D.出硅时液态炉渣常伴硅液，出硅后期出硅口喷明亮的黄色火焰。E.电能消耗稳定F.配料按实际电能消耗精确进行。,2.2工业硅生产工艺B.电极周围料面椎体正常，中心炉料比
9、周围,2.2工业硅生产工艺,大型三相电炉用加料管附以加料机加料，机械加料效果较好。操作应减少硅挥发增加最大熔化炉料的数量，电极插入深而稳，炉气冒出均匀、透气良好。在每根电极下部形成的坩埚区是电炉温度最高的区域，在那里硅被复原的最多，炉料在电极附近融化。,2.2工业硅生产工艺大型三相电炉用加料管附以加料机加料，机械,2.2工业硅生产工艺,1.熔炼时的炉膛结构,2.2工业硅生产工艺1.熔炼时的炉膛结构,2.2工业硅生产工艺,1I区为炉料预热区炉料参加，上升炉气加热。中心部位700-800度，电极附近1000度，外围400度。水分100度-200度蒸发掉，化学结合水400度排除。2II区为反响区局部
10、电极周围空间及电极下部空腔。炉料沉落，强烈加热。下部电弧区温度可达4000度，物料 转化为气态。氧化硅被碳复原生成大量气体，以较大压力向上排出，生成的硅和熔渣流到炉底，物料体积缩小，形成自由空间，被上面下来的另一些炉料填充。反响中产生的气体经炉膛料面逸出，主要成分：CO、CO2、O2、CH4、H2，含有大量粉尘，主要是SiO2，是造成硅损失的主要原因。,2.2工业硅生产工艺1I区为炉料预热区,容量大于5000KVA的三相电炉使用石墨电极或碳素电极。电极周围料面椎体正常，中心炉料比周围炉料下降快，整个料面冒出黄色火焰。为保证需要的炉料适时进入反响坩埚，要通过捣炉强制炉料下沉。工业硅是在单相或双向
11、电炉中冶炼。大型三相电炉用加料管附以加料机加料，机械加料效果较好。捣炉前先定好捣杆运行方向，捣炉时捣杆切勿触碰电极。,2.2工业硅生产工艺,3III区为形成炉膛结壳的死料区烧结状态物料及少量SiO2构成大修或新启动电炉开炉后几天内形成，之后根本固定。防止熔炼产物破坏炉衬和保证热量集中在反响区。4IV区为熔炼产物和炉底死料区 反响区下部炉底，由熔炼产物和炉底死料构成，主要为没有复原的硅、钙、铝和镁的氧化物构成。各区之间无明显界限。,容量大于5000KVA的三相电炉使用石墨电极或碳素电极。2.,2.2工业硅生产工艺,2熔炼时的电流分布电流流经路线大致分为三局部。I1由一根电极拉弧、熔体硅、炉底、熔体硅、电弧、另一根电极。I2从电极侧外表经炉料到另一电极的侧外表和电极。I3从电极侧外表、炉料、电炉侧部碳砖、炉底碳块、另一侧侧部碳砖、碳料、电极侧外表、电极。为提高生产率和热能利用率，反响区能量应集中，I1应尽量大，电极拉弧端与炉底电阻相对要小，所以应深埋电极。理解基于非直接定性观测和体系化学性质一般知识。,2.2工业硅生产工艺2熔炼时的电流分布,2.2工业硅生产工艺,3操作人员的经验典型操作：捣炉完成、加料、运行、新捣炉。捣炉时机：白烟、刺火，烟温指示，大量塌料。捣炉准那么：电极周围腾出空间参加新料，捣炉要轻。,2.2工业硅生产工艺3操作人员的经验,工业硅生产操作课件,
