工业硅冶炼操作工艺

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。