工业硅冶炼操作工艺
工业硅冶炼操作工艺
工业硅冶炼操作工艺工业硅是一种重要的非金属材料，广泛应用于电子、航空、军事等领域。
其冶炼操作工艺主要包括原料准备、炉料配比、冶炼过程、熔体处理和成品收得等环节。
下面将详细介绍工业硅冶炼操作工艺的各个环节。
首先是原料准备。
工业硅的主要原料是二氧化硅和碳素材料。
优质的二氧化硅可以通过矽石、石英砂等进行提取和煅烧得到。
而碳素材料可以选择木炭、石墨等。
这些原料需要经过破碎、筛分等工序处理，确保其质量符合要求。
其次是炉料配比。
炉料配比的目的是根据所选用的原料和生产要求确定每种原料的使用量，并进行合理的混合。
炉料配比的关键是保证二氧化硅和碳的物料进入炉内的均衡性，以提高冶炼的效率和质量。
根据不同的冶炼工艺和设备的要求，炉料配比可能有所不同。
然后是冶炼过程。
冶炼过程主要包括炉外预加热、炉内加热和化学反应。
首先，将炉料通过预加热装置进行预热，使炉料达到一定的温度，以提高冶炼效率。
接着，将预热后的炉料投入到冶炼炉内，进行加热。
在冶炼炉内，通过高温作用，碳素材料与二氧化硅发生化学反应生成工业硅。
整个冶炼过程需要通过稳定的供气系统和控制系统来确保冶炼炉内的气氛和温度的稳定。
接下来是熔体处理。
冶炼出的工业硅一般存在着一定的杂质，需要通过熔体处理进行脱杂。
熔体处理主要包括除杂、升温和浇注等步骤。
首先，通过加入脱杂剂，在一定的温度和时间条件下，将杂质置于熔体表面，并使用推拉或真空泡沫方法将其排除。
然后，逐渐升温，使得工业硅达到成品要求的温度。
最后，将熔体浇入预先准备好的模具中，待其冷却凝固后，得到成品工业硅。
最后是成品收得。
在冶炼工艺中，冶炼的成品工业硅必须经过包装、存放和质量检测等环节。
对于不同规格和要求的工业硅，需要采用不同的包装方式进行包装，并进行标识和存放。
此外，还需要对成品进行质量检测，以确保其达到国家或行业标准的要求。
总之，工业硅冶炼操作工艺涵盖了原料准备、炉料配比、冶炼过程、熔体处理和成品收得等环节。
通过合理的操作和控制，可以获得质量稳定、合格的工业硅产品，满足不同行业的需求。
工业硅生产工艺流程
工业硅生产工艺流程工业硅是一种广泛应用于电子、光电、化工等领域的重要原材料，其生产工艺流程主要包括硅石破碎、硅石烧结、氟化铝冶炼、硅棒拉制等环节。
1. 硅石破碎：首先将原材料硅石进行破碎，通常采用颚式破碎机或圆锥破碎机进行破碎。
破碎后的硅石颗粒度一般控制在10mm以下，以便后续的烧结处理。
2.硅石烧结：将破碎后的硅石放入烧成炉内进行烧结处理。
烧成炉通常为间接加热方式，使用电阻加热器进行加热，温度可达到1500℃以上。
在高温下，硅石中的杂质与硅石本身发生反应，生成气体或气体相，从而实现烧结和热解。
3.氟化铝冶炼：烧结后的硅石与氟化铝粉末按一定比例混合，放入氟化铝冶炼炉中进行冶炼。
氟化铝冶炼炉是一种高温熔融设备，温度可达到2000℃以上。
在炉内，硅石与氟化铝发生反应生成硅四氟化物，同时将硅中的杂质也转化为气体的形式，通过炉顶排出。
4.硅棒拉制：在氟化铝冶炼之后，可得到纯度较高的硅四氟化物。
接下来将硅四氟化物通过氯化反应，转化为三氯硅气体，并与氢气反应生成高纯度的气相多晶硅。
在拉制过程中，先将硅棒预拉制成较粗的直径，然后逐渐拉细，最终得到所需直径的硅棒。
5.硅棒切割：将拉制后的硅棒切割成较短的硅片，可用于制作太阳能电池、集成电路等应用。
6.表面处理：对硅片进行表面处理，如酸洗、碱洗、清洗等，以去除表面杂质和氧化物，提高硅片的质量。
7.晶圆切割：将硅片切割成较薄的硅片，即晶圆。
晶圆可以用于制造集成电路，通常直径为2-6英寸。
8.其他加工：根据需求和应用，对晶圆进行掺杂、蚀刻、沉积等加工工艺，以实现电子器件的制造。
以上是工业硅的生产工艺流程，其中每个环节都需精确控制工艺参数和操作条件，以确保最终产品的质量和性能。
随着技术的不断进步，工业硅的生产工艺也在不断优化，以提高硅材料的纯度和晶体质量。
硅冶炼技术
炉料的配比根据要求所生产的产品级别来定。石油焦和烟煤的配比按每批矿硅需要的碳量来确定。石油焦和烟煤的比例对炉料的工作电阻影响较大。
炉料各组分经称量后，将炉料混合均匀，待捣炉后，将混合均匀的炉料集中加入炉内。保持一定的料面高度，加料均匀。
化学硅生产是连续不断进行的。炉内的状况也不是永恒不变的。化学硅生产在电炉内是以电能转换成热能，然后再用热能直接加热物料而产生化学反应的过程。所以炉内的电气特性是非常重要的，熔炼实行闭弧操作，保持高温炉，提高热效率，提高电炉利用率，在研究中使用容量为3200KVA和6300KVA工业硅炉各一台。熔炼采用一定时间的焖烧和定期集中加料的操作方法进行。正常情况下炉料难以自动下沉，一般需强制沉料。炉况容易波动，较难控制。因此，在生产中必须正确判断，及时处理。每4小时出一次炉，进行精练浇铸，破碎挑渣整理入库。
化学用硅是指用于有机硅和多晶硅生产的工业硅。从世界范围来看，现在冶金用硅的消费量多于化学用硅的消费量，但随着科学技术的不断发展，化学用硅用于有机硅和半导体生产等领域不断拓宽，广泛用于生产有机硅单体和聚合物硅油，硅橡胶、硅树脂建筑物防腐、防水剂等，它们具有耐高温、电绝缘、耐辐射、防水等独特性能。用于电气、航空、机械、化工、医药、国防、建筑等部门。作为集成电路核心的电子元器件，95%以上是用半导体硅制成的，半导体是当代信息工业的支柱。“信息高速公路”中大量应用的光纤电缆中的光纤，也是以工业硅为原料生产的。现在美国和欧盟化学用硅的消费量已占工业硅总消费量的一半以上。化学用硅作为高新技术领域和重要基础产业得到广泛应用，其消费量是趋于稳定增长的。在国际市场正常情况下，每吨化学用硅比冶金用硅售价高300-400美元。所以，无论从满足出口和国内需求，还是从提高工业硅企业经济效益，提高产品质量，大力发展化学用硅生产都是必要的。
工业硅生产工艺流程
工业硅生产工艺流程简介硅石及炭质还原剂按一定的配比称量自动加到矿热炉内，将炉料加热到2000摄氏度以上，二氧化硅被炭质还原剂还原生成工业硅液体和一氧化碳(CO)气体，CO气体通过料层逸出。
在硅水包底部通入氧气、空气混合气体，以除去钙、铝等其他杂质。
通过电动包车将硅水包运到浇铸间浇铸成硅锭。
硅锭冷却后进行破碎、分级、称量、包装、入库得到成品硅块。
烟气经炉口烟罩进入烟道，经空冷器、风机进入布袋除尘器除尘等环保设施处理后，达到国家规定排放标准排放。
一、原材料及电力（一）硅石：储量丰富，但整体质量不高硅在地壳中资源极为丰富，仅次于氧，占地壳比重超四分之一，主要以二氧化硅或硅酸盐形式存在于岩石、砂砾、尘土之中。
其中，硅石的主要成分是二氧化硅，种类包括石英岩、石英砂岩、天然石英砂、脉石英等。
我国硅石矿资源丰富，保有矿石储量超过40亿吨，但整体质量不高。
石英岩、石英砂岩、天然石英砂岩是国内常见的硅石资源，三者占我国硅石矿资源的99.07%，而高品质的脉石英仅占我国石英矿资源的0.93%。
每生产1吨工业硅大约需要2.7-3吨硅石，大约占比成本10%左右。
国内工业硅使用的硅石矿主产地集中在新疆、云南、湖北、江西、广西等地。
其中湖北、江西硅石质量较高，云南硅石供应充足但质量较普通，新疆硅石供给在品位上则较为复杂。
在考虑经济成本的情况下，硅石品位的高低直接决定了产成品工业硅的品质，具体而言：纯净的硅(Si)是从自然界中的石英矿石(主要成分二氧化硅)中提取出来的,分几步反应:1.二氧化硅和炭粉在高温条件下反应,生成粗硅:SiO2+2C=Si(粗)+2CO2.粗硅和氯气在高温条件下反应生成氯化硅:Si(粗)+2Cl2=SiCl43.氯化硅和氢气在高温条件下反应得到纯净硅:SiCl4+2H2=Si(纯)+4HCl以上是硅的工业制法,在实验室中可以用以下方法制得较纯的硅:1.将细砂粉(SiO2)和镁粉混合加热,制得粗硅:SiO2+2Mg=2MgO+Si(粗)2.这些粗硅中往往含有镁,氧化镁和硅化镁,这些杂质可以用盐酸除去:Mg+2HCl=MgCl2+H2MgO+2HCl=MgCl2+H2OMg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4（二）太阳能级多晶硅新工艺技术（1）改良西门子法—闭环式三氯氢硅氢还原法改良西门子法是用氯和氢合成氯化氢（或外购氯化氢），氯化氢和工业硅粉在一定的温度下合成三氯氢硅，然后对三氯氢硅进行分离精馏提纯，提纯后的三氯氢硅在氢还原炉内进行CVD反应生产高纯多晶硅。
工业硅的冶炼工艺
工业硅的冶炼工艺---昌宁立得硅业有限责任公司艾发斌一、工业硅冶炼的原料冶炼工业硅的原料主要有硅石、碳质还原剂。
由于对工业硅中铝、钙、铁含量限制严格，对原料的要求也特别严格。
硅石中SiO2>99.0%，Al2O3<0.3%，Fe2O3<0.15%，CaO<0.2%，MgO<0.15%；粒度为15～80mm。
选择碳质还原剂的原则是：固定碳高，灰分低，化学活性好。
通常是采用低灰分的石油焦或沥青焦作还原剂。
但是，由于这两种焦炭电阻率小，反应能力差，因而必须配用灰分低，电阻率大和反应能力强的木炭（或木块）代替部分石油焦。
为使炉料烧结，还应配入部分低灰分烟煤。
必须指出，过多或全部用木炭，不但会提高产品成本，而且还会使炉况紊乱，如因料面烧结差而引起刺火塌料、难以形成高温反应区、炉底易开成SiC层、出铁困难等。
对几种碳质还原剂的要求如表1-1所示。
表1-1 碳质还原剂成分粒度要求名称挥发分/%灰分/%固定碳/%粒度/mm木炭25～30 〈2 65～75 3～100 木块〈3 〈150 石油焦12～16 〈0.5 82～86 0～13烟煤〈30 <8 0～13 此外，碳质还原剂含水量要低且稳定，不能含其他杂物。
二、工业硅冶炼基本原理碳还原氧化硅的反应，通常以下式表示：SiO+2C=Si+2CO这是硅冶炼主反应的表达式，也是一般计算和控制正常熔炼依据的基础。
但就碳还原氧化硅的整个反应过程来说，却有着复杂的反应机构。
A·Γ·沃多普亚诺夫(Bодопьянов)等指出，碳还原氧化硅是通过气相实现的。
二氧化硅在变为气上时，分解出一氧化碳和分子氧，在惰性气氛中在非接触相互作用条件下，氧化硅和碳之间产生如下反应：氧化硅的表面分解：2SiO2=2SiO+O2碳的表层与氧化硅分解产物相互作用：SiO+2C=SiC+COO2+2C=2COиoсo库勒科夫 (Kyлков)认为游离碳的存在能保证由SiO2把硅还原成碳化硅，但在温度低于1400℃时反应速度不大。
工业硅生产工艺
工业硅生产工艺传统的工业硅生产工艺流程如下：将原料硅石经过洗选、筛分并干燥后，根据所用还原剂的种类，分别按不同的比例配料，用计算机程序控制各料比例，分别从料仓汇集到一条皮带上，通过送料过程进行混匀，进入电炉内；自动化程度高和规模化的加料过程是连续进行的。
在电极上通往电流，加热颅内的物料，达到1800摄氏度以上的高温，硅在颅内被还原出来，并呈液态，通过出硅口放出并铸成硅锭，经过破碎、包装成工业硅粉销售。
自电炉溢出的气体，经过除尘，回收其中的硅粉，得到微硅粉产品；微硅分为混凝土的掺和物可改善混凝土的多种性能；还可作为返回电炉的配合原料、用于橡胶的填料、防肥料结块剂、硅酸盐砖和耐火材料的原料、生产催化剂及其它用途。
下图是工业硅生产工艺的详细流程图：9000—15000KVA工业硅电炉时间:2011-07-16 11:21 来源:中国玻璃钢信息网点击: 2次（前言：本文章是博主在2010年12月贵阳《全国工业硅核心技术暨上下游产业链高峰论坛会议》上的演讲资料）“人类社会的进化和发展一般是以材料为标志，即石器时代、青铜器时代、铁器时代。
但 ...中国玻璃钢信息网致力于提供高质量内容和广告,如果您喜欢本文内容,不要忘了推荐给您的好友!(标题：9000—15000KVA工业硅电炉)（前言：本文章是博主在2010年12月贵阳《全国工业硅核心技术暨上下游产业链高峰论坛会议》上的演讲资料）“人类社会的进化和发展一般是以材料为标志，即石器时代、青铜器时代、铁器时代。
但随着社会发展和科学的进步，半导体特别是硅的发现和应用使我们的生存条件、社会及生活发生了革命性变化，甚至超过了以前所有材料时代所发生变化的总和，这就是…硅时代‟。
我们生活在…硅时代‟仅仅只有半个世纪”。
生活中我们的手机、电视机、电脑、数码产品，乘坐的飞机、汽车、轮船，航空领域的卫星、飞船、火箭等等，都与硅有关，还有当前炙手可热的材料名词如光伏材料、单晶硅、多晶硅、硅橡胶、硅油、硅树脂、硅铝合金等等随处可见、不绝于耳。
工业硅、硅铁冶炼技术操作规程
硅铁冶炼技术操作规程一．1.成品技术规格硅铁应呈快状，硅的偏析不大于4％，小于20×20毫米的数量，不超过总量的8％。
2.原料技术条件.冶炼硅铁使用的原料：硅石、焦炭和石油焦、钢销。
硅石（1）化学成份A.含siO2不小于97％。
B.含Al2O3不大于0.8％。
C.含P2O3不大于0.02％D.含其它杂子总和不大于1％（2）物理性质A、硅石表面不得有泥土等杂质，入炉前尽量经过水洗。
B、硅石应有较好的机械强度和抗爆性。
C、新硅石末经实验，不得大量使用。
（3）入炉粒度5000KV.A和6300KV.A硅铁电炉40－100mm.焦炭（1）化学成份A、固定碳大于82％B、灰分小于14％C、挥发份1－3％（2）物理性质A、入炉粒度6300KV.A硅铁电炉5－16％钢销（1）化学成份含铁量不低于97％（2）应是普通碳素钢销，不得混有合金钢销，有色金属销和生铁销等。
（3）生锈严重的钢销不得使用（4）钢销的卷曲长度不大于100mm（5）要纯净，不得混有泥土等杂质二、配料操作1、每班配料前要一次小车重量和磅秤的准确度。
2、在按照冶炼班长通知的料比组成进行配料。
每批料以200公斤硅石为基准，8500KV.A以上电炉每批料以300公斤硅石为基准。
3、称量要准确，误差正负1％，钢销要单称后再混入配料小车内。
4、每次只准称量一批料。
5、发现原料质量有变化和设备有问题时几时报告班长。
6、下班前要将配料场地清扫干净，所有的工具设备要精心保护交换。
7、下班前要把当班配料批数报告班长做好记录。
三、冶炼供电和电极操作1、正常冶炼操作使用电压：6300KV.A电炉104V-125V为宜8500KV.A电炉140V－188V为宜2、一次电压波动较大时，为保证炉用变压器正常运行和冶炼的适宜的功率，经炉长批准可在规定级别内调整二次电压。
3、严禁超负荷运行、4、三相电流应尽量保持平衡，最大波动不准超过25％。
5、冶炼保证应认真贯彻执行电器工作制度。
工业硅产品冶炼工艺规程
工业硅产品冶炼工艺规程（YL/JS—G-04）范围本规程规定了7500KVA工业硅电炉熔炼生产的技术要求启动方案1启动前的检查1.1炉子验收合格后启动前检查绝缘系统是否符合要求，合格后在炉变空运转合格的基础上对炉子空送电一次，用8#铁线连三相电极送一次。
循环冷却水系统是否畅通，有无漏水现象。
1.2启动液压系统进行试运转，检查所有液压管路及液压部件是否有漏油现象，动作要求灵敏可靠。
1.3检查变压器及其它电气设备、开关、仪表运转是否正常，对变压器进行空运转24小时，此期间派电工进行监视，要求每1小时检查一次并按规定详细做好记录。
2启动前的准备2.1准备40吨木材，直径50—400mm，长度≤2 m，6吨粒度为10—50 mm的焦碳。
2.2准备好清炉的专用工具，加长铁铲6把，耙子6把，并准备好灭火器及事故处理工具。
2.3做好电炉启动前所需要的原材料的准备工作。
2.4炉侧部碳块抹一层5—10 mm的防氧化涂料（微硅粉+糖浆），砌一层耐火砖保护高温氧化。
在炉底用铁皮铺好，防止在加木材的过程中砸坏炉底。
2.5表面测温计一只。
3木材烘炉3.1第一天，将木材均匀布满炉底，点火后，微火控制，视木材消耗微量补加。
在补加木材时要均匀，轻放，本着少加、勤加的原则，切勿将炉内耐火砖砸掉，造成碳块氧化。
放木材是不要砸坏炉底。
木材消耗量约为3—5吨。
3.2第二天，木材燃烧火焰比第一天长，木材消耗约为8—12吨。
3.3第三天烘炉应加快木材燃烧速度，提高温度，木材消耗量约为12—15吨。
4电烘炉4.1电烘炉前，应尽量将炉内的木灰清理干净。
4.2对炉体设备进行彻底检查，绝缘螺丝松动的要紧固。
4.3提起电极，在三相电极根部各放一块100—200mm厚的碳块。
在底部均匀布满粒度10—50mm，厚度约为200—400mm的焦碳，三相电极根部可厚一些。
4.4送电前应不带负荷送一次，以便检查炉体导电部件情况，发现问题及时处理。
4.5送电前必须有相关部门人员在场，由炉长指挥送电。
工业硅的操作方法
工业硅的操作方法
工业硅是一种常见的工业原料，广泛用于制备硅晶圆、光纤、太阳能电池等产品。
下面是工业硅的一般操作方法：
1. 准备工作：确保操作区域干净整洁，并配备好必要的安全设备，如防护眼镜、手套、防护服等。
2. 加工工艺：根据需要，选择适当的加工工艺。
常见的加工方法包括切割、抛光、研磨、蚀刻等。
3. 切割：使用适当的切割设备，如高速电火花线切割机，将工业硅切割成所需尺寸的片状或块状。
4. 抛光：使用研磨机和抛光液，对工业硅进行表面处理，以获得平整、光滑的表面。
5. 研磨：根据需要，使用研磨设备对工业硅进行研磨加工，以改变其形状、尺寸或表面特性。
6. 蚀刻：使用蚀刻液对工业硅进行蚀刻处理，以改变其表面形貌或获得特定的表面结构。
7. 清洁：完成加工后，及时清洁工业硅表面，去除残留的切割液、抛光液等，以保证工业硅的纯净度。
8. 检验：对加工后的工业硅进行品质检验，检查其尺寸精度、表面质量等是否符合要求。
9. 存放：妥善存放工业硅，避免受到阳光直射、湿度过高、化学物质等有害环境影响。
请注意，以上仅为一般操作方法，具体操作步骤还需根据所需产品和材料的特性进行相应调整，并按照相关安全规范进行操作。
在操作过程中应严格遵守相关安全操作规程，确保人身安全和操作环境的安全。
工业硅生产实用技术手册
工业硅生产实用技术手册一、前言工业硅是一种重要的无机材料，广泛应用于电子、光伏、化工等领域。
随着技术的不断发展和工业的增长，对工业硅的需求也在不断增加。
掌握工业硅的生产实用技术对于提高生产效率、降低生产成本具有重要意义。
本手册从工业硅生产的基本原理、工艺流程、设备技术等方面，对工业硅的生产实用技术进行了系统整理和归纳，旨在帮助相关工作者更好地掌握工业硅生产的关键技术，提高生产效率，确保产品质量。
二、工业硅的生产原理工业硅主要通过冶炼石英矿石或冶炼硅矿的方式来生产。
石英矿石主要是SiO2，硅矿则含有SiO2、Fe2O3等杂质。
冶炼的基本原理是通过高温还原反应将石英矿石或硅矿中的二氧化硅还原为金属硅。
三、工业硅生产的工艺流程1. 原料准备：石英矿石或硅矿是工业硅生产的原料，其品质直接影响硅的输出品质。
在准备原料时，需要对原料进行破碎、粉碎和洗选，以确保原料的纯度和适宜颗粒大小。
2. 炉料配比：根据原料的化学成分和含量，需进行合理的配比设计，以保证炉料中硅的含量和熔点的控制。
3. 熔炼过程：将炉料装入电炉或火炉中，通过高温加热和还原反应，使原料中的二氧化硅还原为金属硅。
在熔炼过程中，需要严格控制炉温、炉料温度和还原气氛，以确保反应的进行和硅的产出。
4. 精炼处理：熔炼后的硅块中还含有杂质，需进行精炼处理，如湿法精炼、真空精炼等，以提高硅的纯度。
5. 成品包装：经过精炼处理后的硅块成为成品硅，需要根据客户的要求进行包装，以便运输和使用。
四、工业硅生产的设备技术1. 熔炼炉：对于工业硅的生产，常见的熔炼炉有电弧炉、电阻炉、电石炉等。
这些炉具有不同的优缺点，选择合适的炉型对于提高生产效率和产品质量具有重要意义。
2. 炉料搅拌技术：为了保证炉料的均匀性和还原反应的进行，需利用搅拌技术对炉料进行搅拌和混合，以确保原料的均匀性和反应的进行。
3. 控温控气技术：熔炼过程需要严格的温度控制和还原气氛控制，因此需要利用先进的控温控气技术，如自动化控制系统、气氛监测系统等。
硅电炉冶炼工艺
硅电炉冶炼工艺工艺流程冶炼工艺原则上分为原料制备、电炉还原熔炼、产品精整包装、烟气除尘净化四部分。
原料制备包括进厂块状原料的破碎筛分，入炉合格料计量配料和混料。
电炉还原熔炼含电炉加料、炉料还原熔炼、出铁、硅铁铸锭等过程。
铸锭后硅铁经人工破碎、清理残渣、计量包装入库。
含尘烟气净化后排空，收集的硅粉人工包装入库。
工艺简述设计采用固定式三相矿热电炉还原熔炼的传统工艺生产硅75。
矿热电炉为半敞口式，石墨电极，碳质炉衬。
生产工业硅的进厂原料有硅石、焦丁、精洗烟煤、木片等。
硅石采用一次破碎、一次擦洗筛分，焦顶采用一次破碎、一次筛分，精洗烟煤也采用一次破碎、一次筛分工艺。
破碎后的原料经筛分后除去少量的细粒级部分，用人工手推车送入精矿车间。
按照配料计算结果，将硅石、焦丁、精洗烟煤、木片等进行人工称量配料，混合均匀后用手推车送至电炉熔炼车间，再用电动单梁起重机提升至电炉操作平台，加入电炉中。
电炉采用集中加料、小批调整火焰加料，每班沉料4～5次，每炉冶炼时间为2小时。
出炉后彻底捣炉，先加木片，盖热料，再集中加盖新料，进行焖烧提温。
出炉时，用石墨棒的烧穿器进行开眼，熔体直接流到浇注包中再进行铸模，自然冷却后人工破碎去渣精整，装桶包装，入库贮运。
熔炼过程产出的含尘烟气，经收尘系统净化除尘，净化后的烟气经引风机送如烟囱排入大气。
销售排空产品销售图3-1 工艺流程图3.4 冶金计算硅石耗量按硅石含SiO298.6%计算，每消耗一吨硅石所产生的铁合金进行计算，冶炼的物料平衡见表3-5，冶炼热平衡见表3-6。
（还原剂按焦炭计算，在生产中可以采用部分精制烟煤和木片）表3-5 物料平衡3.5 原燃料消耗单位产品原燃料消耗见表3-7，年消耗量见表3-8。
表3-7 单位产品原燃料消耗表3-8 年消耗量3.6 主要设备选型全厂年工作日为330天，原料破碎、筛分系统为一班作业，电炉、精整系统为三班作业。
破碎机采用一台PE150×250型复摆颚式破碎机，最大给矿粒度为125 mm ，排矿口调节范围为10～40 mm ，处理量2～5 t/h 。
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工业硅冶炼操作工艺西安宏信矿热炉有限公司一、工业硅生产工艺流程图二、工业硅生产安全管理制度工业硅生产是铁合金生产中最为精细的一种产业，要求每个操作人员必须经过严格培训，掌握生产个环节的重点和工艺要素，作到心中有数。
只有这样才能将生产管理规范化、精细化，生产出高品级的工业硅。
1、冶炼工技术操作职责⑪保证高温冶炼，尽量减少热损失，使SiC的形成和破坏保持相对平衡。
⑫炉料混合均匀后加入炉内。
⑬正常冶炼的操作程序是沉料—攒热料—加新料—焖扎盖。
⑭要垂直于电极加料，不要切线加料。
料落点距电极100mm左右，不允许抛散炉料。
⑮炉料形状和分布要合理，集中加料后，使料面呈馒头形状，料面要高于炉口200—300mm。
⑯每班接时要捣炉，捣出的黏料捣碎后推到炉心。
⑰沉料、捣炉时动作要块，不要碰撞电极、铜瓦和水套。
⑱根据炉料融化情况加料，尽量做到加料量、用料量和出硅量相适应。
⑲保持合理的料层结构，捣松的炉料就地下沉，不要大翻炉膛。
⑳使用铁质工具沉料、捣炉时，动作要块，避免融化铁铲和捣炉棒。
⑴木块等碳质还原剂在加料平台上可单独堆放，沉料结束或处理炉况时先加木块于电极根部凹坑处，然后加混合料盖住。
⑵ 仔细观察仪表，协调其他人员用计算机控制电极的压放，使三根电极平衡运行。
⑶ 随时了解电炉电流、电压的变化情况，给予适当的调整。
2、出炉工技术操作职责①正常情况下，每班出3—4炉，尽量大流量、快出硅。
②出炉前先将炉眼、流槽清理干净，准备好出炉工具和材料。
③用烧穿器前，要先将钢钎清除炉嘴外的结渣硅，使炉眼保持φ150mm左右的喇叭口形状，然后用烧穿器烧开炉眼。
能用钢钎捅开时不用烧穿器。
④当流量小时，要用木棒捅炉眼、拉渣，用烧穿器协助出硅。
⑤堵炉眼前炉眼四周和内部渣滓扒净，用烧穿器修理炉眼至通畅光滑，然后堵眼，深度超过或达到炉墙厚度。
⑥堵眼时如果炉气压力过大无法堵塞，要停电堵眼。
⑦出炉口和硅包附近要保持干燥，禁止积水，防止跑眼爆炸。
⑧精练产品要按方案进行，不可随意改变供气量、精练时间、造渣剂的比例等。
精练时注意安全，防止硅液飞溅、过大氧气回火等事故发生。
⑨浇注前要修补好锭模，放好挡渣棒，锭模底部可适当放适量合格硅粒，或涂脱模剂，保护锭模。
⑩浇注时，硅包倾倒至硅液快要流出时，稍停片刻，使硅渣稳定，再使硅液从包嘴慢慢流入缓冲槽。
⑴工业硅锭冷却到乌红时，用专用吊具从锭模中吊出，转移到冷却间。
严禁用水急冷。
3、电工技术操作职责①持证上岗，遵守供用电制度，要求与变电站和生产指挥紧密配合。
②电工作到四会：会原理、会检修、会接线、会操作③变压器需要（有载调压除外）换挡、检修或长时间停炉检修时，电炉变压器必须停电。
④每隔2h要检查一次高压柜（盘）内有无异常，如有焦臭、发红、发热等现象应立即停电，迅速处理。
⑤检查和巡视全厂电气设备，各关键部位要心中有数，待计划停炉检修时趁机检修。
⑥每月检修时间不得超过10h，保证设备处于完好运行状态。
⑦电炉变压器送电前，要先打开油水冷却器，检查水压不超过0.15Mpa，出水不烫手。
⑧长期停电或大修后的送电，由值班电工、仪表工和生产负责指挥，电流由小到大逐渐送足。
4、仪表工技术操作职责①配电工听从生产负责人和电工指挥，按供用电制度。
②作到眼明、耳灵、手快，眼看仪表和电炉，随时掌握电流、电压的变化情况，必要时给予一定的调整，注意电极下滑和铜瓦打弧现象。
③送电前先将电极提起200mm左右后再合闸送电，待负荷稳定后再下插电极到额定负荷。
低负荷送电，满负荷供电。
④三相电流要保持平衡，最大波动不超过20%。
⑤送电先合闸后插电极，停电先提电极后分闸。
如电极打滑、铜瓦打弧可立即停电。
⑥停电时间较长时要活动电极。
第一小时内每10分钟活动一次，后每隔半小时活动一次。
⑦如遇电极与炉料黏结，变压器应变为Y送电，设法尽快松动电极，待电极周围黏料化开后恢复正常生产。
⑧操作电极的倒拔或压放。
⑨全面、详细地做好各项配电操作记录。
三、冶炼操作管理图中：Ⅰ—预热区400—1000℃，Ⅱ—反应坩埚区3000—4000℃，Ⅲ—死料区1500—2200℃，Ⅳ—熔融硅液区2000—3000℃。
根据硅的还原冶炼原理：SiO2+2C=Si+2CO实际上工业硅高温冶炼反应过程是非常复杂的。
但我们一般简化分析，冶炼过程会产生三种情况：一是炉料烧结成块状死料；二是上层炉料中生成的片状SiC积存后容易促使炉底上涨；其三Si和SiO高温挥发，容易降低硅的回收率。
为此，在冶炼中必须控制Si和SiO挥发，提高硅的回收率，保持SiC 的形成与破坏相对平衡。
要达到此目的，必须加强操作细节管理，也就是下面的6个控制：一控计量误差；二控外偏加料；三控频繁塌料生料入坩埚；四控频繁捣炉；五控反应区域；六控敞弧过烧。
还有一句顺口溜：“要想炉况好，别让弧光跑”。
①配料（有些公司配料系统已采用电子监控计量统计）。
正确的配料是保证炉况稳定的先决条件。
正确配比应根据炉料化学成分、粒度、含水量及炉况等因素确定，其中应该特别注意还原剂的使用比例和数量。
配比正确，料面松软又有一定的烧结性，透气性好，火焰均匀，能够保证相对稳定的焖烧时间。
炉料配比确定后，应进行准确称量，误差不超过0.5％，均匀混合后依次整批入炉。
炉料配比不准确会造成炉内还原剂过多或缺少现象，影响电极下插，坩埚缩小，破坏正常的冶炼炉况。
配碳量与硅回收率——碳平衡的关系（图14）：配碳量过剩50%，硅的回收率为0，生成的SiC积存炉底；同理缺碳50%，SiO 不能被吸收，影响SiC的生成与破坏，造成SiO过剩。
正常情况下，碳和硅2石的分子比为2。
高焦低煤的料比（以硅石200kg为基准）一般是：油焦55—75kg、精洗煤30—55kg；木片20—30kg。
②加料。
加料的基本原则是均匀入炉。
沉料捣炉、推熟料操作完毕后，应将混匀炉料迅速集中加在电极周围及炉心三角区，使炉料在炉内形成馒头形，并保持一定的料面高度和料层厚度。
一次加入混合均匀的新料数量相当于90分钟左右的用料量。
当炉心沉料不好时，一般是炉心料重或极心圆偏大，可对炉心加轻料；但当炉心刺火或沉料太快时，一般是极心圆偏小，则对炉心加偏重料。
新料加完后，开始焖烧，焖烧时间控制在80—100分钟左右。
焖烧和定期沉料的操作方法，有利于减少热损失，有利于提高炉温和扩大坩埚。
加料混合不均同样会造成炉内还原剂过多或缺少现象，影响电极下插，缩小坩埚，使炉况变坏。
因原料中采用烧结性好的精洗煤和石油焦，料面容易结壳，难以自动下沉。
为减少反应区热量损失，扩大“坩埚”，适时捣炉，有利于炉内热量集中，为此必须采用一定时间的焖烧和定期集中加料的操作方法。
集中加料后，经一段时间焖烧，容易在料面形成一层硬壳，炉内也容易出现块料；同时炉温迅速上升，反应趋于激烈，气体生成量急剧增加。
此时为了改善炉料的透气性，调节炉内电流分布，扩大坩埚，要用捣炉机或钢棒松动锥体下脚和炉内烧结严重部位的炉料，帮助炉气均匀外逸。
操作时间一般在加料后30分钟左右进行。
至于彻底的捣炉，则要在沉料时进行。
③捣炉。
采用石油焦和洗煤炉料时，因其烧结性好难以下沉，一般需要强制沉料。
当炉内炉料焖烧到规定时间时，料面料壳下的炉料基本熔化烧空，料面也开始发白发亮，火焰短而黄，局部地区出现刺火塌料。
此时应该立刻进行强制沉料操作。
沉料90分钟以上时，先用捣炉机从锥体外缘开始将料壳向下轻压，使料层下塌，而后用捣炉机捣松锥体下脚，捣松的热料就地推在下塌的料壳上，捣出的大块粘料推向坩埚区，死料排出，同时铲净电极上的粘料，沉料时预热区外露，热损失很大，因而沉料捣炉操作必须有效彻底快速进行。
④料面。
料面除了围绕电极堆成3个馒头形之外，根据一次电压的变化，料比轻重和料面高低的控制也非常重要。
电压高，料面适当高，料比适当偏重；电压低，料面也相应低，料面也相应偏轻。
在不调整极心圆的情况下，这样做可以改善炉内电流的合理分布和电极的深埋做功。
⑤配电在硅冶炼过程中，物理化学变化与电气制度有着紧密的联系。
配电操作的好坏，对冶炼效率有十分重要的影响。
一个好的配电工相当于一个副班长。
熔炼过程中，电炉电气参数的控制是由配电工作完成的。
一般情况下就是控制电极的埋入深度。
电极埋得浅，坩埚上移，表明还原剂过剩，电极附近形成刺火，电弧声响亮，硅水发红温度低，流量小，产量低、电耗高。
电极埋得深，如果炉料中还原剂过少，电极将处于较低位置。
因为炉料电阻随着炉料中碳的减少而增大，电阻增大使电流负荷下降，电极消耗增加，生产率降低。
调节电极埋入深度就是改变炉料的电阻值，这是调节炉况的最佳手段。
当电炉二次电压超过一定值后，电弧拉得过长，硅的挥发损失增多，炉膛上部过热，刺火严重，热损失增大。
受电极允许电流密度的限制，特别是碳素电极，二次电流也不能随意增大。
电流电压的比值，是炉前操作的重要参数。
电流电压比过小，实际就是二次电压过高，电极下不去，刺火严重。
电流电压比过大，二次电压偏低，电极插入炉料过深，料面发黑温度低，生产指标不理想。
生产中，只有找到适当的电流电压比时，工作电流稳定，物料均衡和电极埋入深度平稳，才能取得最好的生产效果。
一般电极底端距离炉底距离以600—800mm为宜。
调整工作电压是调整电炉、保证生产的重要手段。
电炉工作电压取决于两个方面：一是短网结构，要求高的电效率和功率因素，一般要大于0.85以上。
二面是炉况，包括炉体设备和生产操作，冶炼中工作电阻的阻值很关键，它易变动，应努力使其稳定并趋近最佳值。
一般情况，为保证在600°C左右正常的料面温度，提高电压。
⑥出炉开眼。
因炉眼故障造成停产的比例估计占30%，因此炉眼的管理维护至关重要。
出炉制度对电炉的技术经济指标有一定的影响。
一般采用间断相互出炉。
出炉时先清出炉口处的碎硅和其他堵眼材料，用烧穿器准确掌握角度，烧穿炉眼。
不要跑偏，更不能烧高或烧低。
烧开后，多用木棒捅眼带渣。
四、炉况的判断处理1、炉况正常的标志①电极深而稳地插入炉料，电流电压稳定，炉内电弧声响稳而低沉闷声。
②整个料面冒火均匀，炉料透气性好，料面松软但又有一定的烧结性。
③焖烧时间稳定，基本上无刺火和频繁塌料的现象。
④出硅时炉眼好开，流量均匀地由大变小。
⑤产品产量、质量稳定。
2、炉况变坏的调整处理影响炉况的因素很多，但在实际生产中，最主要的影响因素还是还原剂的用量。
一般来说，炉况变化通常反映在电极插入深度、电流稳定程度、料面冒火情况、出硅情况及产量质量波动情况等5个方面。
原料含水量波动，还原剂质量变化，称量误差大，操作不当，工作电压等各种因素，均会影响实际用碳量，使炉内出现还原剂过剩或不足现象。
（1）还原剂过剩（料轻）的表现：料层松散，火焰变长，火头大多集中在电极周围，电极周围下料块，炉料不烧结，“刺火”塌料频繁，电极消耗慢，炉内积存SiC，锥体边缘发硬，电流上涨，电极上抬。