化学工业用金属硅的冶炼工艺.docx

、 、、 化学工业用金属硅的冶炼工艺 化学工业用金属硅的冶炼工艺 化学工业用金属硅的冶炼工艺 化学用硅的工艺流程包括炉料准备，电炉熔炼，硅的精制和浇铸， 除去熔渣夹杂而进行的破碎。在炉料配制之前，所有原料都要进行必要的处理。硅石在颚式破碎机中破碎到块度不大于100mm，筛出小于 5mm 的碎块,并用水冲洗洁净。因为熔炉中碎块在炉膛上部熔融，从而降低了炉料的透气性，使生产过程难以进行。石油焦有较高的导电系数，要破碎到块度不大于10mm，又要控制石油焦的粉末量。因其在 炉膛口上直接燃烧，会造成还原剂不足。 1.化学用硅生产中，烟煤完全可以取代木炭，如湖南株洲精洗烟 煤，固定炭达77.19%，挥发分为19.4%，灰分含量3.41%，fe2o3含量 0.22%，al2o3含量0.99%，cao 含量0.17%。经生产实践，采用此种烟煤冶炼化学用硅是可行的。 2.生产化学用硅用的木块和木片是用截材机和木片削片机加工的。炉料中碳质还原剂主要以石油焦和烟煤为主，木块和木片的用量要视炉况来决定。生产中不用木质，反而产品质量还更稳定。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。 3.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6300kVA 和12500kVA 金属硅炉各一台。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。 4、电炉操作化学硅熔炼是在埋弧状态下进行的。为生产出恒定均质的金属硅，需要实行最佳的炉子操作，在熔炼过程中。热量主要来源电能。所以在炉膛内电流的流径路线及各路线的电流量的分布对 炉膛内各区的温度分布和整个熔炼过程的进行有重要的影响，要注意保持三相电能的负荷平衡，这样才能提高产量，保证质量，降低电耗。 加料和捣炉要想使硅的熔炼炉达到优质高产的目的，除了要 求良好的电炉参数，精良的原料，合理的配比之外，操作方法的好坏 是十分重要的因素。合理的加料方法对料层结构，电极在炉内的稳定性和热能的充分利用，起着主导的作用。生产中，加料和捣炉是结合进行的。要根据熔炼过程的不同情况和特点，适时地完成加料、捣炉作业。为了保持炉内有良好的透气性，需要进行扎眼和捣炉。小捣炉 根据炉况而进行，大捣炉一般每一个小时左右进行一次，捣炉要快要透，捣炉捣出的块料推向炉心，捣炉过程中不能边捣炉边加新料。一 个电极区一个电极区进行捣炉的操作是不可取的，必须集中统一捣炉、统一加料，这样才能保持较高的熔炼温度。稳定炉子操作最重要 的因素是保持料层中恒定的温度分布。如果炉膛温度分布受到[破坏， 炉子操作会受严重干扰。生产中炉料的粒度和均匀程度，加料和出炉以及炉膛料面的处理都会影响电极运动。电极移动过大、过强的捣炉都会使炉子操作不稳定。 闭弧操作 闭弧操作是将电极适当地埋入炉料中，以半熔融炉料为阻抗 体，在电极和熔融炉料之间产生电弧。要想做到闭弧操作，首先就要 考虑投料方法。投料方法有一次投料法、分次投料法、多次投料法。 除一次投料法是明弧操作外，其他方法都可以做到闭弧操作。化学硅生产中，我们采用分次投料法，料层结构稳定，电耗低，炉龄长。操 作中要处理好几个问题：一是要选择好适合的电气参数，使电极能有适当深度地插入料层；二是要想办法控制好炉料的比电阻；三是炉料粒度对硅的冶炼有重要影响，粒度过大和过小对炉况都不利。闭弧操作的优点是：①炉内料层结构能形成一个完整的体系，炉料依次下沉； ②弧光不外露，料面上辐射热损失大大减少，保持高炉温，热效率提高，从而增加产量、提高产品质量和降低电耗。③能使电极消耗量达 到平衡稳定，避免发生惦记折断事故。④料面的温度比较低，使料面 上的设备受到的热腐蚀较轻，延长了设备的寿命，提高电炉设备的利用率。⑤粉尘较少，可使炉面操作有一个较好的操作环境。炉子无论 大小，只要采取适当措施，都可以做到闭弧操作，获得理想的生产效果。 配电技术电弧炉是用电弧发生的热来进行加热的装置。在化 学硅冶炼过程中，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。电弧主要存在电末端，空腔受电弧冲击推力的作用，把物料腿开，形成灯泡形。熔炼过程中， 电炉电气参数的控制是由配