浅谈国内大工业硅炉的冶炼操作

33000kv.A工业硅冶炼的基本原理和一、二氧
化碳在冶炼反应中的作用是什么？
一、为什么用硅石、碳质材料在矿热炉中经过高温加热后，能冶炼出工业硅？要想知道这个道理首先就要了解冶炼硅工业所用的各种原料，在各种高温条件下的变化规律。

冶炼工业硅主要原料是硅石，硅石中含二氧化硅约98﹪.二氧化硅很稳定，硅和氧之间的亲和力很强，不易分离。

生产上为了把氧从二氧化硅分离除去，采用在矿热炉内高温条件下，以碳质材料中的碳夺取二氧化碳中的氧，而且温度越高，碳夺取氧的能力随之增强。

这是因为在高温条件下，碳对氧的结合能力比硅对氧的结合力大。

可见高温时有了碳，二氧化硅就不稳定了，这时二氧化硅中的氧和碳进行反应，生成气态的一氧化碳，通过料层从炉口逸出。

二氧化硅中的氧被碳夺走后，剩下的形成硅。

其中有一定数量的硅与铁、铝、钙生成化合物。

二氧化硅与碳作用其反应如下：SiO2+2C=Si+2CO↑
上式是吸热反应，从反应式中可知，为了加速反应的进行，应把电极往炉料中插的深些，以提高炉温，扩大坩埚区，同时应增加料面的透气性，使一氧化碳气体尽快逸出。

如果取扎透气眼，捣炉等措施，均有利于二氧化碳与硅的反应加速进行，使硅较快地生成。

由于冶炼工业硅中的矿热炉原材料中有微量的铁，使二氧化硅的还原反应较容易进行，这是因为被还原出来的硅与铁形成硅铁，于是改善了还原过程的条件，所以铁越多二氧化硅的还原反应越容易进行，生产也证明这点，冶炼含硅越低的硅铁，则其单位电耗越低。

如冶炼每吨45硅铁的电耗，约为4500～4800度，每公斤硅耗电约为11度。

冶炼每吨75硅铁的电耗约为8200～9000度，每公斤硅耗电约为12度。

冶炼每吨硅的电耗约为12000～13000度，每公斤硅耗电约13度。

从化学反应上说一般认为，氧化物中的氧被其他物质夺去的反应，叫还原反应。

夺取氧的物质，叫还原剂，如碳质材料等。

依上述工业硅冶炼原理是还原过程。

反应过程中，硅石内的二氧化硅绝大部分被碳还原之外，其他杂质和碳质材料带入的灰分，如氧化钙﹙CaO﹚，五氧化二磷﹙P2O5﹚和三氧化二铝﹙AI2O3﹚等也被碳还原，其中五氧化二磷绝大部分被还原。

各反应如下：
CaO+C=Ca+CO↑
P2O5+5C=2P+5CO↑
AI2O3+3C=2AI+3CO↑
反应中生成的一氧化碳气体，从炉口逸出，其他生成物如钙、铝和磷等进入硅铁中，因此，要求原料中的杂质尽量少，以保证硅铁的质量。

在冶炼过程中有少部分的二氧化硅，三氧化二铝和氧化钙等未被还原，而形成炉渣。

炉渣成分约含 SiO2：30～40﹪;AI2O3：45～60﹪;CaO：10～20﹪。

此种炉渣熔点约为1600～1700℃.渣量大时，消耗电量增加，同时过粘的炉渣，不易从炉内排除，引起炉况恶化。

故要采用较好的原料，以减少渣量，降低单位电耗。

正常情况下，渣量控制在不大于硅量的百分之五为宜。

以上是硅铁冶炼基本原理，工业硅冶炼的基本反应如下:
SiO2+2C=Si+2CO↑
实际炉内的化学反应比这复杂.实验证明氧化物的还原,是由高价氧化物逐步还原成低价氧化物.二氧化硅的还原,在高温情况下,首先被还原成一氧化硅（SiO）,而后再被还原成硅（Si）,其顺序是SiO2→ SiO →Si冶炼工业硅,在1700～1800℃时，将发生如下反应：SiO2+C=SiO+CO↑
也就是说二氧化碳硅首先被碳还原成一氧化碳，然后再被还原成硅，其反应式如下：
SiO+C=Si+CO↑
被还原出来的硅，部分的将和二氧化硅作用，又产生一氧化硅，其反应式如下：SiO2+Si=2SiO↑
从上述的三个反应式中，可以看到一氧化硅对促进冶炼反应的进行是个重要环节。

一氧化硅在高温情况下是以气体状态存在，低温时不稳定。

因此，一氧化硅在炉内坩埚中是气体，少量的一氧化硅从炉口逸出后，被空气氧化﹙SiO+1
∕2O2= SiO2﹚
而成为二氧化硅，冷却后呈灰白色，部分凝结在电极，筒瓦等处。

在约为1700℃以上高温时，大部分的一氧化硅挥发到碳质材料的气孔中，广泛地和碳接触并作用，按第二个反应式，还原成硅，少部分的硅在高温区与二氧化硅作用，按最后反应式又生成一氧化硅，然后又和碳进行反应，结果反应连续不断地进行。

由此可知，一氧化硅不但是反应的中间产物，同时，它可促进反应加速进行。

由于一氧化硅在高温下是气体，易挥发而损失掉，尤其当塌料或大刺火时，逸出或喷出白色气体多是一氧化硅。

因此，要求及时处理“塌料或大刺火”的现象，否则，将造成一氧化硅的大量损失，减少产量，增高单位耗电。

二、反应中碳化硅的产生和破坏的原因是什么？
冶炼工业硅时在反应中的二氧化硅首先破坏被还原成一氧化硅。

部分的一氧化硅气体在上升过程中与料层中碳质材料接触并作用后，较易生成碳化硅。

其反应如下：
SiO+2C=SiC+CO↑
冶炼过程中，碳质材料加入量过多时，更易产生碳化硅。

其反应式如下：
SiO2+3C=SiC+2CO↑
往往在修炉时于料层内部发现大量碳化硅﹙冷却后呈褐色，稍有光泽并是针状结晶﹚，说明产生碳化硅的反应是存在的，并且是中间产物。

碳化硅SiC的熔点约为2500℃，不易熔化，电阻小，导电性强。

因此，炉中积存过多碳化硅，使炉况恶化。

例如：（虽然碳化硅易产生，但在冶炼硅铁中由于炉料中有钢屑，碳化硅较轻易被铁﹙Fe﹚破坏），其反应式如下：
SiC+Fe=FeSi+C
冶炼45硅铁，因炉料中钢屑较多，碳化硅更易破坏，所以，碳化硅对炉况没有影响。

碳化硅在高温时，还可被二氧化硅所破坏，其反应式如下：
SiO2+2SiC=3 Si+2CO↑
2SiO2+SiC=3SiC+CO↑
较大容量工业硅电炉，因炉温高，碳化硅易被破坏。

碳化硅在高温时还可以被一氧化硅破坏，其反应式如下：
SiO+SiC=2Si+CO↑
三、高温下形成的“坩埚”作用是什么？
什么是坩埚？坩埚就是每相电极下面的“埚”型高温区，也就是主要的发言区。

二氧化硅在较高温度下，粘度比较大，每当捣炉时就会发现很粘稠的炉料，甚至呈玻璃丝状。

电极附近的炉料，因距离电极位置不同，高温处即熔化，低温处即粘结。

所以，在电极周围自然形成有粘结炉料组成的“埚”型高温区，即主要
反应区，习惯称为坩埚。

坩埚顶和壁是粘稠的熔融状炉料，其组成为粘稠的炉料混合物；已进行部分反应而生成的化合物；硅颗粒；液体合金；碳化硅和三氧化二铝等。

坩埚内部是气体空间也就是电弧区。

坩埚内的温度约为1800～2000℃以上，能够使化学反应比较充分地进行。

冶炼工业硅，当大塌料时，可看到坩埚的部分形状，在电炉修洗炉时，也可看到坩埚的部分轮廓。

坩埚顶和壁的炉料，在高温下不断地反应，生成硅落入熔池内，又不断地加入新炉料。

所以，坩埚是主要反应区。

坩埚的大小对冶炼有很大的影响。

电极插入炉料较深时，热量损失较少，炉内温度高，坩埚则较大，反应速度较快，产量高，单位电耗低。

反之，电极插入炉料浅时，热量损失增加，炉内温度较低，坩埚则较小，反应速度减慢，产量低，单位电耗势必增高
坩埚的大小也可以从料面的透气性来判断，当料面透气性比较均匀时，说明坩埚较大。

当料面透气性不好时，炉中的料下沉速度较慢时，则说明坩埚较小。

控制合适的配料比，操作中不偏加料；维护好炉况，使料面保证较低的高度，并保持炉料有良好的透气性等，这样就有较大的坩埚。

供电制度对坩埚的大小也有影响，使用的功率高，则坩埚较大；反之则坩埚较小。

每相电极的坩埚扩大到一定程度时，坩埚间必然互相沟通，出炉时硅水就比较容易全部流出。

如因炉温低或炉底上涨等原因，造成坩埚小，甚至使三个坩埚不能连通，这样不但硅水不能全部排出，并对下一炉冶炼造成不利的影响。

四、原料和配料
1.什么样的硅石适于冶炼工业硅？
硅石是冶炼工业硅的基本原料之一。

为减少渣量，降低电耗和提高产量，要求硅石中的二氧化硅含量大于99％。

硅石中的，三氧化二铝是有害杂质，它的熔点高约为2050℃当炉渣中含有较高的三氧化二铝时，将造成排渣困难。

同时硅石中三氧化二铝较多时，易使铝被还原出来而进入硅中，使硅的含铝量增加，影响硅质量。

因此，要求硅石中的三氧化二铝不大于0.2％.硅石表面呈现粉红色线条是三氧化二铝存在的象征。

三氧化二铝也常存在硅石表面泥土中。

为此，硅石入炉之前用水冲洗，以减少冶炼时的渣量。

硅石中的含硫量，由于冶炼过程中硫﹙S﹚和硅﹙Si﹚形成硫化硅，如SiS、SiS2等化合物，这些化合物在高温下易挥发跑掉，因此对硅石含硫量不作要求。

硅石中的氧化钙﹙CaO﹚和氧化镁﹙MgO﹚含量较高，冶炼时就会增加渣量，并侵蚀出铁口，为此要求硅石中氧化钙和氧化镁含量之和小于0.5％.
硅石加入炉内预热时均有不同程度的爆裂，这是因二氧化硅晶格变化时体积膨胀造成的。

不同产地的硅石，其爆裂程度不同。

受热后爆裂程度较大的硅石，在冶炼时会恶化料面的透气性，造成炉况变坏。

因此。

要求硅石在高温下，应具有一定热稳定性。

大工业硅矿热炉温度较高，硅石更易早期爆裂，因此要用质量好些硅石。

选矿源时要把硅石先做炉内试验，再确定是否能用。

小炉子用的硅石，可因地制宜，适当酌情降低质量要求。

对硅石粒度也有要求，粒度过大，反应速度减慢，粒度过小或粉末多，会影响料面的透气性。

粉末多的硅石带入泥土也多，使渣量增加。

生产证明︰大工业硅矿热炉用的硅石，要求粒度为60～120毫米，其中大于80毫米的要大于50％。

五．什么样的碳质材料适于冶炼工业硅？
冶炼工业硅石油焦、煤是主要原料，它是冶炼硅的还原剂，所以要求碳质材料内的固定碳的含量越高越好，要大于84﹪，同时要求碳质材料灰分要低。

因碳质材料灰分含量高时，渣量增加，由于灰分内含60﹪左右的三氧化二铝
﹙AI2O3﹚，造成炉渣粘不易排除。

此外，灰分高的碳质材料加入炉内易使料面烧结，影响透气性。

因此，要求碳质材料灰分含量应低于2.5﹪.
碳质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氢化合物﹙通常称为挥发分﹚形式存在。

这部分碳氢化合物在高温下即挥发跑掉，所以要碳质材料的挥发分含量不大于26-38﹪.
除对碳质材料有化学成分要求外，对其物理性能也有要求。

碳质材料高温下电阻越大，电极插入炉料越深，有助于提高炉温，从而扩大坩埚。

碳质材料的气孔率大，不但电阻大，表面积也大，增加了化学反应面积，加速了化学反应的速度。

碳质材料的粒度对冶炼有很大影响。

粒度过大时，炉料电阻减小，电极不易深插入炉料，造成炉温低和坩埚小，冶炼不正常。

粒度过小或粉末多，则烧损较
大，易使炉况变粘，影响料面的透气性。

因此，碳质材料要有一定的使用粒度。

大硅铁电炉所用碳质材料粒度以小于8-25毫米为宜。

对碳质材料物理性能要求不做具体规定。

可根据生产实践，来选择较合适的碳质材料。

目前，我国冶炼硅用的石油焦、煤，多是筛下的小颗粒。

六、为什用小颗粒可使电极较深地插入炉料？
冶炼工业硅所用的碳质材料，很重要的是希望它在高温下的电阻大，可使电极较深地插入炉料内，有利于提高炉温和扩大坩埚区。

碳质材料电阻大为什么使电极插入炉料较深？这是因为电阻大，通过的电流必然减少，为保持负荷就要增加电流，于是向下移动电极，增加插入深度，从而使电极插入较深的炉料中。

不同粒度碳质材料的电阻变化原因如下：
1.电流通过碳质材料，因这块碳质材料中间无缝隙，电流受的阻力很小，说明这块碳质材料的比电阻较小。

2.把这块碳质材料分为两块，因中间有缝隙，电流通过时略有阻力，说明这时碳质材料的比电阻有所增加。

可见，碳质材料的粒度越小，它的电阻就越大。

反之，碳质材料粒度越大，电阻则越小。

原因是：粒度小表面积就大，接触电阻增大，所以粒度小的碳质材料电阻大。

反之，粒度大表面积减少，接触电阻变小，因此，力度大的碳质材料电阻小。

由于粒度小的碳质材料电阻大，所以用小粒碳质材料做还原剂时可使电极较深的插入炉料中，这样有利于提高炉温，从而扩大坩埚，加速冶炼化学反应的进行，提高产量，降低单位电耗。

七、冶炼工业硅为什么可用部分粘结煤？
冶炼工业硅的还原剂多数用粘结煤。

粘结煤在炼焦过程中焦化温度约为1100～1300℃而形成的焦炭，所以也称冶金焦为高温焦或全焦。

焦化温度约600～800℃而形成的焦炭称为低温焦或半焦。

煤气焦就是低温焦的一种，所谓煤气焦就是生产煤气时的副产品。

煤气焦和冶金焦性质比较如下：
1.电阻
粒度10～15毫米的各种焦炭，比电阻与温度之间关系，根据实际测定如图4所示。

煤气焦的电阻大于冶金焦，即使在较高的温度时，它的电阻仍大于冶金焦的电阻。

电阻大时煤气焦的重要的优点。

实践证明，冶炼工业硅时使用部分煤气焦，电极可较深的插入炉料中，从而降低电耗。

2.化学成分
粘结煤中含固定碳较低，灰分较高，从化学性质上来说它不如冶金焦好。

这是因粘结煤的焦化温度较低造成的。

粘结煤的含碳量低，用它做还原剂时加入量应多些，同时由于粘结煤中灰分高，冶炼时渣量也增加，另一方面也由于粘结煤中含碳较低和它的机械强度较差。

在冶炼中往往在坩埚中和下部有缺碳现象。

可见，冶炼工业硅全部用粘结煤做还原剂，炉况不易维护。

3.气孔率和反应能力
粘结煤的气孔率比冶金焦的气孔率大40～60﹪，这样不但使粘结煤的电阻大，同时也扩大反应接触面，另一方面粘结煤的反应能力也较高，均有利反应速度加快进行。

上述粘结煤有气孔率高、电阻大和成本低的优点，但它又有含碳较低、灰分高和机械强度差的弱点。

所以冶炼时不宜全部使用粘结煤，可与石油焦搭配使用。

实践经验证明搭配30～40﹪的粘结煤和石油焦共同使用其效果较好，单位电耗有所降低。

八、为什么可以使用少量的碳化硅
有些单位为降低单位电耗，在冶炼工业硅时加入少量的碳化硅﹙SiC﹚，这样可节约部分电能。

这里指的“碳化硅”，并不是一种特定的原料，而是制造石墨电极时石墨化炉的保温废料。

它含有大量的碳化硅，因此，习惯这种废料叫“碳化硅”。

它的成分如下：SiC2：5～40％；SiO2：20％；C25％；其余为Al2O3 和CaO等。

为什么冶炼时加入少量的“碳化硅”可以降低电耗。

冶炼工业硅时，二氧化硅被还原是吸收大量热能的反应，因此要在很高的温度﹙约1800～1900℃﹚下，才能使这一反应激烈进行，因此要消耗大量的电能。

当炉料中加入部分碳化硅时，它和炉料中的铁在炉内发生如下反应：SiC＋Fe= FeSi＋C
这个反应是吸热反应，它吸收的热量和反应温度，要比二氧化硅还原时所需的热量和温度要低。

所以炉料中加入部分碳化硅，可以降低电耗。

冶炼工业硅因炉料中铁含量很少，硅石数量较多，碳化硅的破坏反应，将主要按下式进行：
2SiO2＋SiC= 3SiO＋CO↑
SiO＋SiC=2Si＋CO↑
这两个反应都约在1800℃以上的高温下进行，并且因有气态的SiO参加反应。

而因气态的SiO较易挥发，因此，破坏碳化硅的反应，不易较安全地进行。

可见冶炼工业硅铁时，碳化硅的利用率低。

碳化硅的熔点高，导电性强，冶炼时加入强化硅后，电极不易稳定，炉况不好掌握，并且碳化硅粉末多，影响料面的透气性，有时刺火较严重。

为此，冶炼时不易加入过多的碳化硅，而所用的碳化硅应精选，以减少粉末。

经验证明，冶炼45硅铁时，每批料﹙硅石按300公斤算﹚，可加50～70公斤碳化硅；冶炼工业硅时，每批料加入2～5公斤较为合适。

九、如何计算碳质材料的加入量？
由工业硅冶炼原理可知，用碳质材料中的碳，还原硅石中的SiO2而生成硅。

因此，粘结煤加入量直接影响到SiO2能否充分还原和炉况是否正常。

所以碳质材料加入量是重要的。

在计算前要说明以下几个问题：
硅因炉内各个区域冶炼温度有所不同，故计算时碳的过剩量和硅的回收率也不同。

硅冶炼温度较低；碳和的硅冶炼温度较高，碳和硅的损失较大，所以碳的过剩量按10％计算，硅的回收率按92％计算。

2.原子量﹑分子量的计算
根据化学元素周期表可知Si原子量为28，C原子量为12，﹙O﹚氧原子量为16。

所以SiO2的分子量是28＋16×2=60.
3. 根据原料化学分析结果和实际工作经验采取：
﹙1﹚计算冶炼工业硅的碳质材料加入量
为计算方便，以100公斤硅石为基础，计算碳质材料加入量。

100公斤硅石中含SiO2为：100×98％=98公斤
硅铁冶炼反应式：SiO2＋2C=Si＋2CO
SiO2和2C分子量：28＋2×16=60 2×12=24
90公斤SiO2纯碳量为：24/60×98=39.2公斤
我们所用的是含碳84%的碳质材料，将39.2公斤的纯碳换算为碳质材料，则为：100／84×39.2=46.6公斤
冶炼工业硅，碳质材料烧损约10%，所以碳质材料的加入量为：
46.6×100/90=51.7公斤≡52公斤
碳质材料中含水量约为5%～15%。

经验证明碳质材料含量每增加1%时，要相应增加0.6公斤碳质材料。

若碳质材料含水量按5%计算，焦炭实际加入量则为：52+52×5%×0.6≈54公斤
将上述和计算式化简，冶炼工业硅时，100公斤石的碳质材料加入量则为：100×SiO2×24/60×C%×0.90=碳质材料加入量(公斤)
式中 SiO2-硅中的二氧化硅含量%
C%-碳质材料中的固定碳含量%
0.9-碳的利用率(因碳烧损10%);
24和60-分别为2个碳和二氧化硅的分子量。

用简化式计算出的碳质材料加入量，并非实际需要量，而要根据碳质材料含量有所增加。

9.碳质材料加入量与哪些因素有关?
上述碳质材料加入量的计算,只根据原料的化学成分和一些实际经验而得出的。

但碳质材料的实际加入量，往往不准确、所用二次电压及工业硅矿热炉的容量有关，并且和电极的极心圆直径的大小有关。

理论计算出的碳质材料加入量是主要根据，但还要按下述具体情况进行调整。

1.炉况变化时要调整碳质材料的加入量。

炉况发粘时，应适当增加碳质材料加入量。

炉况碳过剩应适当减少碳质材料加入量。

2.电极插入炉料较浅时，可适当减少碳质材料加入量。

4.同一炉子，冶炼时用二次电压较高时，碳质材料的加入量应适当少些。

5.同容量的矿热炉，其电极间的极心圆直径较大时，碳质材料加入量应多些，极心圆直径较小时，碳质材料加入量应少些。

6.如何配料,为什么大料批不好?
配料是冶炼工业硅的第一道工序,是一项很重要的工作配料时要注意以下几点: 1.称量准确,各种材料必须按规定的数量进行称量,误差要小。

如果称量不准，炉况不易掌握，甚至可能出废品。

因此，配料工作要细心，还要经常检查称量工具的准确度，发现问题应及时调整或修理。

2.要按规定的是顺序进行配料，以使炉料均匀混合。

碳质材料的堆比重约0.5～0.6硅石的堆比重约为1.5～1.6,原料堆比重相差很大。

为了炉料混合均匀，配料顺序为碳质材料、硅石、木片。

采用这样的配料方法，炉料由料管下降后，能较均匀混合。

炉料混合均匀与否对冶炼有很大影响。

为使炉料混合均匀，每次只准量一批料，每个料斗存料为得超过二批料。

为什么大料批不好？料批的大小是以批料中硅石数量为准。

目前冶炼工业硅时，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。

从炉料混合均匀角度来说，料批越小混合得越均匀，料批越大炉料越难混合均匀。

因此，要尽量采用小料批，以使炉料混合均匀，但是，小批量为配料为配料操作带来一定困难。

以下是较大容量的工业硅电炉，冶炼工业硅，料批大小不同时的单位电耗示例：料批大，电耗较高，料批小，则电耗较低，故采用小料批较好。

十、硅铁冶炼工艺
.冶炼工业硅如何加料？
工业硅冶炼的基本反应，是利用碳质材料中的碳，将硅石中二氧化硅的硅还原出来的反应。

要使这一反应顺利进行，必须有良好的炉况。

正确的加料方法，是获得良好炉况、达到高产量低消耗的关键环节之一。

因此，加料时应注意以下几点：
1.每批料必须混合均匀后加入炉内，不准偏加料。

大家知道，每批料的配比，是根据硅冶炼的化学反应原理和所用原料的成分，并结合实际情况计算出来的。

所以，加入炉内的每批料的组成，必须符合批料的配比。

均匀地混合炉料是保证炉内反应正常进行的重要操作条件。

如果炉料未经均匀混合或任意选择性的加入炉内，这就是同常所说的“偏加料”，其结果是在炉内局部区域造成硅石过剩或焦碳过剩，这两种情况都不利于炉内反映顺利进行，而使炉况恶化。

可见，炉料混合均匀是十分重要的。

2.炉料要连续地一小批一小批地加入炉内。

这样不但易于控制料面的高度，而且可以使加入炉料的组成及其分布比较均匀。

3.必须适当地控制料面的高度。

料面高度过高则电极上升，料面过低易塌料，两者都不能充分的利用热量，都会对炉况产生不利的影响。

料面高度控制适当，可使电极较深的插入炉料中，从而提高炉温和扩大坩埚，使炉料可得到充分的预热，促使炉内反应加快进行。

4.加料时要随时观察炉况，如料面透气性及电极动态等，必要时应采取相应的措施进行处理。

5. 应使炉料与电极成垂直方向加入，但要防止炉料碰撞电极。

这种加料方法，可使料面成为低料面宽锥体的形状，不致引起电极波动。

小容量工业硅矿热炉，因其炉温度较低，熔炼速度较慢，应力求减小热量损失。

加料时应注意如下几点：
1.勤加、薄盖。

2.随时注意刺火并在处理火后应及时加料。

3.在保持适当的锥体和料面的前提下，进行焖烧，直到出硅后将炉料捣下去，再重新加料焖烧。

现在，我国工业硅生产的加料方式，大多采用加料机加料。

加料时应注意以下几点：
1.少加勤快为宜。

不能一次加得过多，以便保持良好的料面透气性。

2.应先从锥体底部往电极根部逐渐地加入炉料。

这样可以保持炉料的组成，分布比较均匀，不致使硅石块滚到锥体底部边缘。

3.摆动加料机流槽时,其方向与电极成垂直或平行,两种异向投料方式应当交替
进行使用.防止加料机槽碰撞电极。

.为什么不能偏加料?
炉况不正常时出于某种原因，为使电极较深的插入炉料或为了稳定电极，要在电极周围加入较多的硅石；有时炉况不正常，在电极周围加入过多焦炭或过多硅石炉料，这就电偏加料。

此种操作方法是错误的，危害极大。

1.加入过多的硅石炉料时，初期电极可能插得深，时间过长就会造成电极周围缺碳，坩埚缩小，电极容易上抬，料面透气性不好并有刺火现象，甚至给不足负荷，炉总值恶化，尤其是当出炉口相电极其出现这种情况，其后果更为严重，出炉操作不容易顺利进行。

2.加入碳质材料过多时，电极易上升，同时其他的部位必有缺碳现象，料面会有烧结，透气性不好，不得炉况正常进行。

3.料在炉内分布不均匀，使化学反应不能充分进行，尤其偏加硅石过多，二氧化硅的还原速度大为减慢。

十一、为什么料面要保持一定的高度?
料面高度对充分利用热量，加速炉内化学反应的进行，有很大影响。

料面高度过高，电极与炉料的接解面积增加，通过的电流增大为保持额定电流，需要提升电极，因此，使电极插入炉料中的深度变浅，高温区上移，坩埚缩小，热量损失增多，化学反应速度减慢；炉底温度低，排渣情况不好，甚至引起炉底上涨，使炉况恶化。

料面的高度过高，炉料中的硅石滚到锥体底部边缘，其恶劣影响更为严重。

如料面过低，电极插入炉料较深。

但由于料层薄，容易埸料，甚至产生露弧现象。

料层薄，炉料不能充分预热，热量损失较大，不利于扩大坩埚区。

实践表明，平顶形料面较为合适，因料面具有合适的高度，锥体宽大并平缓，加入的炉料仍保持正确的组合，布料均匀，很少产生硅石的下滚的现象。

所以，电极能比较深而稳的插入炉料中，利于提高炉温和扩大坩埚，炉内化学反应得以充分进行，料面透气性好，炉料预热较好，从而炉况正常。

料面的高度与冶炼品种，原料条件和电炉容量大小有关。

冶炼45硅铁时，炉料中铁屑数量较多，其导电性强，电极不易较深地插入炉料内，料面应较低，料面高度以低于炉衬上部边缘100～500冶炼75硅铁时，料面高度以低于炉衬上部边缘100～300毫米较为合适。

小容量工业铁矿热炉的料面高度高深莫测取下限，较大容量工业硅电炉的料面高度应限上限。

相同容量的矿热炉，所用的原料产地不同，其性质有显著差时，应适当地调整料面的高度。

应当充分注意较大容量矿热炉大面的料面高度。

通常所说“大面”，是指两相。