工业硅电炉生产和管
理
引用】工业硅电炉设计、生产管理专家—朱尔明
2011-12-19 18:23:34| 分类：默认分类 | 标签： |字号大中小订阅
本文引用自程士宝《工业硅电炉设计、生产管理专家—朱尔明》
9000—15000KVA工业硅电炉
主体设备设计和生产技术管理
朱尔明
“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。这些与硅有关的材料实际都离不开基础材料?——工业硅（金属硅）。
工业硅从实验室研究到规模化生产,是从1938年苏联建成世界第一台2000KVA单相单电极电炉工业硅工厂开始的。随后法国、日本、加拿大、美国、挪威和巴西等都相继建设了工业硅厂。
中国工业硅生产始于1957年的抚顺铝厂。70年代中期又在贵州遵义和青海民和建设工业硅厂。到1989年底，工业硅电炉总装机容量已达数十万kVA，最大工业硅厂年产能力为1万t。90年代后期国内开始大量建设
6300KVA工业硅炉，进入2000年后建设8000—10000KVA的，最近3年开始大量建设12500—16500KVA的，有几个规模大的硅企业比如云南永昌、河南昇阳分别引进德马克和南非技术，建设了容量为25000KVA和39000KVA的工业硅电炉。纵观国内，虽然工业硅设备技术和生产水平得到了很大促进和发展，但是工业硅行业的总体设计技术和工艺管理水平依然参差不齐，认识上也有很大区别。这也是为什么在同一个地方，有的厂的设备运行非常正常、各项指标好，而另一个厂的设备运行状况和各项指标很不理想的关键原因所在。
工业硅行业有句俗语：“原料是基础，设备是条件，操作是关键，管理是保障。”下面我就比较普遍的9000—15000KVA工业硅炉设备、原料、操作、管理4个方面的一些认识和体会，从设计和生产管理的角度与大家探讨学习，相互交流提高，为中国硅业蓬勃发展而努力。
一、9000—15000KVA工业硅炉的合理设计
任何一种材料的制取都离不开设备，工业硅也不例外。“工欲善其事，必先利其器。” 2009年初，我们通过对9000KVA以上的硅炉的故障问题和操作特点作了大量数据的收集梳理、总结分析，结合多年设计和生产管理经验，对以往的设计和理念做了重大调整改进和提炼。对新设计和改造的硅炉，在细节上下功夫，使设备故障率小于1%，保证长期稳定运行，为稳产高产、节能降耗创造条件。
1、厂房的合理设计
重点是保证捣炉机工作时伸缩、旋转自如、空间大；全方位加料无死角；出炉口宽敞不设立柱；液压系统所有元件远离高温区；电极库房（我们一般设在冶炼跨三楼平台）、浇铸车间、精整破碎包装车间、成品库独立分开。厂房布置有两种形式：
①如果电极采用倒三角布置，则选用单台三相变压器，尽量靠近炉体但又与高温烟气隔离，可以做到短网最短，而且基本对称，减少强弱相。主厂房较低，总体投资较省。（见图1）
图1 工业硅三相变压器厂房立面图
②如果采用三台单相变压器布置，则多一楼层，主厂房增高。整体投资较高。（见图2）
2、炉衬
高温区采用自焙碳砖与半石墨化碳砖结合的方式，外围用高铝砖、粘土砖、轻质保温砖，炉孔采用全石墨砖或半石墨质—半碳化硅整体转，可以正常使用四年不用大修炉衬。筑炉方式一般分为有缝和无缝砌法两种。有缝法（见图3）是传统砌法，对碳砖的外形几何尺寸没有要求；无缝法（和图4）是近几年出现的，要求碳砖必须精加工，几何尺寸要求严格。
3、电极把持设备—压力环
电炉容量越大，铜瓦数量越多，压力环结构越复杂。而压力环是整个电炉的核心设备。其设计合理与否，直接影响到连续生产、甚至电力单耗和产量指标。因此选用碟形弹簧式不锈钢压力环，设计时考虑到大电流强磁场的影响，采取了屏蔽磁场的措施来保护碟簧不被磁化发红而影响弹性，这样就做到了免维护，且抱紧力始终大于10吨，可以做到每块铜瓦一对一单独调整，与波纹管效果相同。但碟簧这种结构比较简单，无需在高温区设置液压油路。本设计已经在近30台电炉上使用，实践证明了以上优点。只要安装调整到位，保证铜瓦与电极之间3.5Kg/cm2以上的接触压力，铜瓦是不会打弧的，压放电极时也不用松铜瓦。云南德宏、四川和重庆有几个公司生产运行一年多没有打过弧，也没有换过一块铜瓦。铜瓦除被刺火烧坏之外，没有打弧损坏的。（见图5）
4、电极升降与压放
电极升降系统采用液压，用单向调速液压缸（上升靠油压，下降靠自重），电极到炉底自动停止下降，可以保护电极及设备不受损坏；压放采用液压与碟形弹簧结合的方式（也有采用气囊结构的），正常生产时弹簧抱紧。液压只在需要压放电极时工作，提高了的可靠性。一套液压系统做到了电极升降与压放、烟囱阀门和捣炉门开关的全部功能，所有动作全部在配电柜台上按钮操作实现。（图6）
5、电炉变压器
采用有充分裕量的壳式变压器：这种变压器体积轻，超负荷能力强，只是成本比传统芯式变压器略高。因为不少企业习惯超负荷10—30%长期运行，加大电流电压比，使电极深埋，表面上看炉况较好，电耗有所降低，产量有所增加。但是超负荷运行使变压器和短网电阻损耗加大，降低了电效率，功率因数
也同时降低。因此选用变压器时一定要考虑30%的裕量，这对冶炼生产是很有利的！
6、短网
通常对短网的基本要求是：①足够的有效截面积和载流能力；②充分考虑交变电流肌肤效应和邻近效应的影响，提高板材导体的宽厚比或管材导体的外径和壁厚比；③尽可能缩短导体长度、减小导体接触电阻；④避免导体附近铁磁物质的涡流损失；⑤适当的经济电流密度；⑥足够小的感抗值；⑦选用导电性好的T2铜；⑧降低导体的运行温度。根据上述8项原则，我们设计时一般取电流密度为：水冷铜管1.5—3A/mm2,水冷电缆1—1.5 A/mm2，铜瓦与电极间的接触面0.01—0.025 A/mm2。我们一般选用外径为Φ70—80mmT2铜管制作短网。
（1）如果选用单台三相变压器，则采用水冷电缆（图7）、水冷铜管短网。既节约投资，比传统的铜排节约50%的铜材，超负荷能力又强。倒三角采用我们首创设计的变压器八字形出线（图8）的短网布置，这样可以尽可能的缩短变压器到炉心的距离。阻抗小，压降低。
（2）如果选用三台单相变压器，则三相对称，变压器可以最大限度的靠近炉心。出线端直接用水冷电缆与铜瓦铜管相连，省去短网。按照已有的设计，水冷电缆长度基本不超过3米。
从理论上讲，三台单相变压器可以实现分项调压，避免强弱相，短网短而且长度一致。但是从目前多家企业的运行状况和生产指标看，三台单相变压器的电炉和单台三相变压器相比，并无明显优势。在云南德宏和保山等地，我们设计了上述两种形式的电炉和短网。
7、铜瓦
（1）采用钛铬合金铸造铜瓦，与锻造铜瓦比具有高温环境下变形小、强度高、成本低的优点。而有些锻造铜瓦存在受热后易翘曲变形导致打弧烧坏引起漏水等故障，不得不停炉更换。经过测量使用前和使用后烧坏换下的锻造铜瓦，其变形量超过5mm。这里面有设计原因，也有制造原因。因此我们在对比后选择了铸造铜瓦。通常只要保证了足够的接触压力，铸造铜瓦在生产期间很少甚至没有打弧，其变形量几乎为零。
（2）如果采用锻造铜瓦，那么结构上需要重新调整，铜瓦后面的受力点需要增加厚度和强度，尽可能减少受热受力后的变形。目前的锻造铜瓦背后顶头受力处都是加工成凹形，与内圆弧接触面之间的厚度只有50mm左右，然后做一道绝缘，实际上就降低了铜瓦的受力后抗变形能力。如图5所示的铜瓦结构就不易产生变形。
8、半封闭中烟罩
从烟罩结构我们可以看出工业硅设备的发展状况。最初设计的烟罩结构多为高烟罩。很长一段时间内，人们普遍认为高烟罩冶炼能耗低。这种意识阻碍了中低烟罩的发展。由于国家环保政策的强制实施，矮烟罩才得到进一步推广。但是传统设计的中、低烟罩结构（如图9所示），尽管许多设备隔离在高温区外，而除尘效果却很不理想，反而加剧了操作环境的恶化。
针对这种情况，我们对烟罩结构作了根本性的调整（如图10）。采用我们独创设计的中烟罩+ n型副烟罩形式（也可叫盆式烟罩，即烟罩顶部中间低，周围高）。中烟罩顶部中心的骨架和中心盖板选用不导磁的不锈钢材料制作，周围采取隔磁的措施，有利于降低电磁损耗。副烟罩顶部最高可达到4.5米，既吸取了高烟罩排烟能力强，料面温度低，也吸取了矮烟罩使主要设备远离高温区的优点。通过云南、重庆、四川等多家硅厂的使用，排烟效果相当显著，操作环境大大改善。同时水冷捣炉门开关采用液压升降，按钮操作。烟罩周围采用水冷墙板里面砌筑耐火砖或打耐火浇注料，降低周围操作环境的温度，减少热辐射。
目前这种结构的烟罩已被国内很多企业认同并开始广泛推广。如果能够在25000KVA的电炉上推广，结合改进25000KVA电炉烟罩的帘幕结构，那么可以很大程度上改善车间的高温操作环境。
9、水路设计
水路好比人体的血管，冷却水好比人体的血液。从生产过程中设备的角度上讲，水比电还重要。因此作为设计和制安人员必须要重视水路的设计和安装。水的流速要大于0.8米/秒、压力大于0.25MPa，且水路在炉内高温区的流动长度最多不超过30米，水路截面必须按照这几个参数计算设计，保证水流在水路的任意位置均为紊流，散热快，且不易沉沙积垢。进出水的开孔位置尽量坚持低进高出的原则，避免水冷件里的空气积存影响冷却效果。
在设计或安装时如果没有上述要求，很多电炉就会出现高压蒸汽断水的故障，同时结垢现象异常严重。
另外循环进水温度最好低于30℃，出水温度最好低于45℃。如果达不到要求，需另外增加降温效果良好的玻璃钢冷却塔。
10、电极选用
在硅冶炼炉中，电极就是心脏，是导电系统的重要组成部分，也是工业硅生产中主要的消耗材料之一。一般采用石墨电极或碳素电极。设计时选用电流密度：石墨电极8—14 A/cm2，碳素电极5—6A/cm2。
电极质量的好坏，直接影响电炉的正常生产。最好采用规模较大、质量可靠而且稳定、售后服务好的厂家的品牌电极。
对电极的基本要求：（1）导电性好、电阻率小（石墨电极8—13μΩ.m，碳素电极25—40μΩ.m），电能损失少。（2）热膨胀系数小，不易炸裂。（3）灰分、杂质含量低，高温时有足够的机械抗压、抗折强度。
11、电炉参数的选择
电炉参数的确定非常重要，特别是极心圆、电极（如果选用石墨电极则电极直径为Φ960—1050mm为宜；如果选用碳素电极则电极直径为Φ1060—
1100mm为宜）和炉膛直径，炉膛深度，烟罩高度的确定（具体的计算方法有很多前辈的资料已经表达得很清楚，这里不再赘述）。这些数据直接影响到生产效果和指标。比如12500KVA硅炉，如果选用Φ960的石墨电极，通常设计时极心圆直径按照经验公式得出的极心圆直径是Φ2400左右。但是在实际运行过程中，因为原材料结构的不同通常极心圆要调整到在Φ2500以上。比如用大油焦生产，因为油焦的比电阻小，为了使电极深埋，12600KVA的电炉的极心圆直径应该在2500—2800之间。如果是大木炭生产，则极心圆通常在2400—2600之间就能达到比较理想的指标。因此选择参数，按公式计算还必须结合原材料、生产工艺和实际生产效果，有所变化和调整。
通常12500KVA工业硅电炉主要设计参数如下表：
序号参数分类实选数据备注
1 额定容量 12500 超负荷30%
2 电极直径石墨电极Φ960—1020mm
碳电极Φ1060—1100mm
3 电极电密石墨电极8—1
4 A/cm2
碳素极5—6A/cm2
4 电极电流 48000—54000A
5 极心圆直径Φ2500—2800mm 高焦工艺取上限；
木炭工艺取中下限。
6 炉膛直径Φ6100—6300mm
7 炉膛深度 2500—2600mm
8 铜瓦数量 8块/相
9 烟囱直径2×Φ2200
12、捣炉机的设计
捣炉机（包括25000KVA以上电炉配套使用的加料、拨料捣炉机）是工业硅生产中重要的必不可少的冶炼辅助设备。捣炉机的设计原则：
①可靠的绝缘，特别是用于带电捣炉，绝缘的合理设计显得非常重要；
②较快的伸缩速度35—40m/min；
③整体强度。捣炉机在工作时处于500—800℃高温环境，相比常温，捣炉杆的强度会大大降低；如果我们能够设计出水冷结构的捣炉杆，那么捣炉机的使用寿命将大大延长；
④足够的行程（2.8m以上），可以保证捣炉机的工作范围，缩小捣炉盲区；
⑤足够的插入和捣炉力量。力量不足，影响捣炉效果。
二、工业硅生产工艺管理
好的设计必须有好的管理，二者相辅相成，相得益彰。
工业硅生产从工艺上来讲，目前大致分为大木炭工艺、高焦低碳、高焦低煤工艺、半焦半煤工艺、全焦工艺。随着木炭的限制，很多内地企业开始采用高焦低煤或半焦半煤工艺。
1、设备管理
设备管理是生产管理的支柱，是节能降耗、稳产增产的基础。因此如何减少设备热停炉时间，提高设备的作业率；如何制定科学合理的设备管理制度，就显得尤为重要，也是我们要重点思考的问题。
（1）主体冶炼设备实行作业率，每个月只给一定的检修时间。每节约一个小时给一定的奖励；工资的高低与停电时间挂靠，检修时间越长，工资越低，反之越高。
（2）外围设备如捣炉机、台包车、行车实行维修成本管理，控制浪费；检修按照工时制度，检查工作能力和工作状况。
从目前的运行状况来看，这种制度最大限度的提高了检修的效率，促使机修把重点放在了如何预防故障上，也就是由原来的被动维修转变成主动维护。
（3）为避免刺火烧坏铜瓦和压力环造成漏水停炉检修，工艺上控制料面，要求料面与铜瓦下端保持100mm左右的距离。如果发生漏水停电维修，那么事故责任分摊。这样做的目的就是要提高员工的责任意识。
从云南某公司的12600KVA硅炉8—10月份的生产产量和设备的热停炉时间的对比可以看出：在电力状况、冶炼操作和原材料不变的情况下，设备作业率越高，产量越高。数据如下表：
2、原料管理
（1）硅石的控制
寻找优质硅石、控制硅石杂质含量是产品品质的基本保证。因此对硅石化学成分要求如下：SiO2>98.5%，Fe2O3<0.12%，Al2O3<0.2%，
CaO<0.2%。通常硅石中Fe2O3含量x1与产品中Fe含量y1有如下关系：
y1=1.866x1+0.212。
产品中铝的含量可通过提高原料标准并进行炉外精炼来控制，而精炼去铝只能达到75%左右。通常硅石中Al2O3含量y2与最终产品中杂质铝含量x2有下面关系：y2=0.847x2+0.095。
钙的含量如果和铝的含量接近，则对冶炼和炉外精炼是有利的。钙在冶炼或吹氧精炼过程中是放热反应，因此对提高产品质量，帮助降铝有非常好的作用。精炼除钙效率可达98%。
但是硅石的高抗爆性和良好的还原性能对冶炼也会产生很大影响。抗爆性差的硅石，加入炉内后，因高温产生晶形转变，引起体积膨胀而爆裂成细小的颗粒，这些细小颗粒直接影响炉内透气性，容易导致炉况恶化。有条件的企业可以用1500℃的箱式电炉测试硅石的抗爆性。也可以组织少量的硅石入炉试烧，根据炉况来判断其物理性能。据资料介绍，还原性能和抗爆性好的硅石，电耗降低2—12%，原料消耗降低10%左右。云南的昌宁矿就具有良好的物理和化学双重性能，所以冶炼指标非常优秀。
有些企业用几种不用性能的硅石按一定的比例混合搭配使用，同样也取得了较好的生产和质量指标。
硅石粒度要求：60—100mm占75%，小于60的占10—15%，大于100—120的占10—15%。硅石的粒度是冶炼的一个重要工艺要求。硅石适宜粒度受硅石种类、操作状况以及还原剂的种类等多种因素影响。要根据具体的冶炼条件来决定。粒度过大，不能与反应速度相适应，易使未还原的硅石进入液体硅中，造成渣量增多（如果不能及时排除容易积存造成炉底上涨），出炉困难，硅的回收率降低，能耗增大，严重时影响正常生产。粒度过小，虽能增大还原剂的接触表面，有利于还原反应的进行，但反应过程中生成的气体不能顺利排出，又会减慢反应速度。同时粒度过小，带入的杂质也会增多，影响产品质量。生产中一般小于5mm的硅石不宜采用。另外还要挑除杂石、冲水洗净，做到精料入炉。
（2）石油焦
石油焦中含有0.1—0.6%灰分，固定碳大于80—95%，挥发分大于3.5—13%。因此可以提高金属硅的纯度，有利于提高产品质量。但石油焦的缺点是比电阻低（一般电阻率3—5Ω.m，经1200℃煅烧后电阻率仅400—
500μΩ.m），高温下容易石墨化，而且反应活性差。用量偏大时，导致炉况不好控制，造成炉料不烧结、刺火严重、电耗高、出炉困难。
入炉要求：磁选去铁，粒度3—15mm占75%，3mm以下的占10—15%，15—20mm以上的占10%左右。
（3）洗精煤
上世纪90年代后期，国内用精洗煤取代木炭作还原剂生产工业硅获得成功，到本世纪逐渐推广开来，目前我国完全用煤和石油焦作还原剂的工业硅生产厂家占工业硅总厂家的一半以上。
现在我国还原剂烟煤的灰分含量多在3%以上，而国外还原剂烟煤的灰分的含量多在1%左右，采用的化学法精选烟煤，能得到氧化铁含量低于0.1%的精煤。精煤是很好的还原剂，比电阻较石油焦大，化学活性好，反应能力比较强。很多企业基本在大量使用洗精煤，在还原剂中所占比例约10—45%。
质量要求：挥发份>25—40%，固定碳>55%，灰分<5%(灰分中的
Fe2O3<0.3%，Al2O3<0.7%，CaO<0.4%)，粘结指数大于85。磁选去铁，粒度2—15mm。精煤的烧结性对炉况同样产生很大影响。烧结性好的洗煤对焖烧是极为有利的。
（4）木炭和木片
木炭的比电阻高，化学活性好，是工业硅生产最理想的还原剂。但是木炭资源是非常有限的（目前使用木炭生产的企业主要分布在云南和黑龙江）。因此，木片（甘蔗渣、玉米芯、中药渣、秸秆、竹片、松果等）已成为目前内地企业进行工业硅生产的主要原料。但是由于木块着火点、含碳量都低，实际作还原剂微乎其微，主要是增加炉料的透气性和料层的电阻。木块用量的大小都对炉况产生影响。木块用量过大，料层疏松没有烧结性，容易导致炉况变坏，电耗上升。
用木炭生产高品位的低铝、低磷、低硼的化学硅，一般木炭都需要精选过筛、水洗泥沙。粒度20—100mm。
一般用木材切片机直接加工成100mm以下的片状后混合入炉。如果要生产低硼低磷的产品，最好是木材去皮。木材同样需要精选，不能参入泥土等杂质。料比中一般加入10—30%。
3、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SiO2过剩。正常情况下，碳和硅石的分子比为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。
我们以重庆某公司9000KVA工业硅炉2010年4月和10月的生产数据为例：4月份的一次电压基本稳定在35—38 KV，但是10月份的一次电压却极不稳定，在29—34KV范围内频繁波动。但是通过加强料面管理和控制，仍然取得了比较理想的电耗、产量指标，实际数据如下表：
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。
三、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。当还原剂过剩时，仅在电极周围窄小区域内频繁刺火塌料，其他区域的料层不吃料；坩埚缩小，热量高度集中于电极周围，电极上抬，热损失严重，电弧响声很大，炉底温度严重下降，假炉底很快上涨，硅水温度低，炉眼缩小，严重时甚至烧不开炉眼，被迫停炉。
在还原剂轻微过剩时，可在料批中减少一部分还原剂，同时加强操作维护，即可使电炉恢复正常。在还原剂严重过剩时，应估计炉内还原剂的过剩程度，而后采取集中添加硅石的方法处理，作为临时措施，硅石添加量必须严格把握，以防形成大量炉渣，产生石英现象，集中添加配料合理数量硅石，可在较短时间内破坏SiC和增大炉料电阻，促使电极稳定下插，逐步扩大坩埚扭转炉况。
（2）还原剂不足（料重）的表现：料面烧结严重，透气性差，吃料慢，火焰短小无力，刺火严重。①缺碳前期，电极插入深度有所增加，炉内温度有所提高，硅水流量增多，炉眼打开后冒白火，硅水过热发白；②缺碳严重时，料面发红变粘变硬，电流波动大，电极上抬，坩埚上移，刺火成亮白色火舌，难以消除，电极消耗显著增加，炉眼难开，粘料渣多，硅水发红温度低，流量小，流动性差。
还原剂轻微不足时，为迅速改善料层透气性，可在料批中添加一部分油焦。还原剂严重不足时，除在料批中添加木炭、油焦或煤外，在沉料或捣炉时
应添加适量不易烧损的石油焦（补碳），以有效消除缺碳的现象，使炉况恢复正常。
四、工业硅生产中的薪酬制度和精细化管理
1、薪酬制度。任何一个企业的制度，首先是制定薪酬制度。规模越大，炉子越多，管理难度越大，主要是对人的稳定管理。思路原则：制度简单化、通俗化，各项指标考核尽可能量化，可以独立量化定额的实行定额工资核算（比如拉料实行批料定额，这样可以控制和掌握炉台补偏加料的情况和数量）。薪酬体系设计简单合理，尽可能让员工自己算自己的工资帐，提高积极性。
2、精细化的指标考核管理。我们通过摸索和长期生产中大量数据的收集分析，对通炉棒、小电极、机零配件、易耗品、手推车和胶轮、碳砖、耐火材料等全部做单项指标考核。节约有奖，浪费有罚。提高员工细致操作、保养维护、修旧利废的成本意识。
五、加强员工的操作技能培训和职业病防治
1、操作技能培训
工业硅行业的冶炼从业人员，普遍文化程度偏低，分析和处理问题的能力不强，安全意识淡薄、健康知识缺乏。因此有针对性的加强各方面的知识教育、技能培训是企业管理工作的长期任务。
①机电设备维修技能。比如液压知识、机械原理、钳工基础、气电焊接、电气常识、起重机规范等。
②冶炼知识、捣炉技能、配电、出炉等操作要点和规程。
③安全防护、急救、健康和环保知识等。
2、职业病防治。工业硅企业主要是SiO粉尘和高温辐射。针对不同岗位，制定操作规范，改善环境，强制要求工人穿戴防护用品，定期组织一线工人体检，防止职业病特别是矽肺病的发生，是我们目前要重视的工作。
六、工艺技术、生产管理所面临的问题和工业硅电炉发展趋势
工业硅生产冶炼所用的矿石、油焦和烟煤等原料都是不可再生资源。随着国家环保政策的强制实施和原料资源的减少，工业硅的生产工艺急需顺势求变，摸索探寻新的材料和工艺。
大家都知道，根据国家的工业硅行业准入条件，要求新建或改扩建的单台工业硅电炉容量必须在25000KVA以上。因此环保节能型的工业硅电炉的大型化、自动化是未来发展的必然趋势。环保要求和发展方向也将由目前的被动的治理性环保过渡发展成为主动的生产性环保。同时随着国家资源浪费管理措施的出台，工业硅企业将面临环保减排、资源减少、工艺改进、市场竞争等多重压力和困境。
因此工业硅企业要以高标准要求自己，要有长远的、可持续发展的战略意识和规划；积极树立国家的、国际的大环境、大环保意识——地球村意识。只有加强管理，总结经验，努力降耗节能，提高综合成本优势，才能提高市场竞争力。
工业硅电炉烟气净化技术 工业硅电炉的烟气治理，目前各级政府高度重视，各厂家急需解决的首要问题。一谈到烟气治理，大家就想到先进的治理技术和投资，如何去治理的问题。根据多年的生产实践经验证明，烟气量产生的大小与厂家的技术和管理关系很大。生产技术稳定、管理先进的企业，产品质量高，消耗低，除尘效果好，排放达标。技术管理差的企业，产品质量差，消耗高，污染严重。在生产过程中，除设备结构影响外，生产操作技术的控制直接影响电炉烟气量的大小。目前研究回收一吨硅微粉价值的人多，研究在炉内变成一吨硅价值多少的人少。要解决工业硅厂家的经济技术问题，彻底治理烟气，提高经济社会效率，其措施是： (1)减少烟气量，提高生产操作技术水平。 操作技术不当是造成烟气量增大的主要原因。大多厂家存在的问题是电炉结构参数不匹配，高电压、高产量、超负荷错误用电造成了严重刺火，配比不严格，冶炼方法不当造成严重的刺火。工业硅熔炼是在电炉埋弧状态下连续进行的。操作中要做到闭弧操作，适时加料和捣炉，调整炉料电阻和电流电压的比值。闭弧操作的优点是：炉内料层结构能形成一个完整的体系，炉料依次下沉;弧光不外露，保持高炉温;电极消耗平衡稳定，避免发生电极折断;料面温度较低，提高电炉设备的利用率;粉尘量较少，可使电炉操作有一个较好的环境。无论电炉容量大小，都能做到闭弧操作，这是减少烟气量，提高硅回收率，降低消耗，解决操作和烟尘净化之间恶性循环的重要措施。 (2)烟气净化设备的选择。 熔炼一吨工业硅约产生2000-2600M3的烟气，经炉口燃烧后混入大量冷空气，硅微粉在空气中停留时间长，不易沉降，比电阻大，硅粉带油性，粘度随温度的增高而增大。因此，要净化收集硅微粉，就要必须对烟气进行二次燃烧降温和预除尘等一系列处理。6300KVA电炉的二次燃烧室选择25-30M3;预除尘器采用二级旋风除尘器;热交换器采用循环给水控制;风机功率选用180-250KVA;除尘器采用正压大布袋除尘器，设备根据实际情况，大多采用非标准件。 (3)净化原理。 采用火花捕集装置进行充分燃烧，将未燃尽带有火花的炭粒收集下来，消除了火花烧坏
.1项目主要建设内容 主要建设内容为：建设生产厂房8000平方米，供水系统、环保系统等配套设施用房10000平方米，厂区道路及停车场等4800平方米，厂区绿化3400平方米。购置和制作生产所需的冶炼炉、精炼炉、除尘系统等生产设备326台（套），监测、化验及其他设备9台套。 1.2.2产品规模 年产高纯工业硅5万吨，其中：1101级高纯工业硅4万吨，3N级高纯工业硅6000吨， 4N 级高纯工业硅4000吨。 1.2.3生产方案 1、产品方案 目前，国内外工业硅市场1101级以下（不包括1101级）产品基本处于供大于求的状况，且短时期内不会有很大变化。结合全油焦生产工艺产品产出比例，本项目产品方案为：年产高纯工业硅5万吨，其中：1101级高纯工业硅4万吨，3N级高纯工业硅6000吨， 4N级高纯工业硅4000吨。 2、技术方案 1）国内外现状和技术发展趋势 冶金级工业硅由于生产技术简单，全世界生产企业众多，产量较大，供需基本保持平衡，且耗能高、附加值低，属国家限制类行业。目前国外有工业硅生产厂家30多家，主要集中在美国、巴西和挪威三国，占世界生产能力的65%，最大生产厂家主要有挪威的埃肯、巴西的莱阿沙、美国的全球冶金，电炉变压器容量大多在10000KVA—60000KVA，通用炉型为3000 0KVA，小于10000KVA的电炉基本停用。其发展趋势是矿热炉大容量化，由敞开式的固定炉体向旋转、封闭炉体发展，自焙电极的应用、炉气净化处理、新型还原剂的开发与应用、炉外精炼技术的发展和应用、生产过程中的计算机管理和控制。其特点是电炉容量大、劳动生产率高、单位产品投资少、有利于机械化、自动化生产和控制环境污染。我国工业硅生产起步于上世纪的50年代，目前仍在生产的厂家约有300多家，电炉400多台，产能约为90—120万吨/年，产量约为70—90万吨。且大部分分布在福建和云、贵、川等小水电资源丰富的地区，受季节性影响较大。其突出特点是电炉容量小、台数多，厂家多而分散，操作机械化水平低、劳动生产率低，产品质量不稳，化学级工业硅产量低（不到产量的1/8），且能源消耗、原材料消耗和生产成本偏高（行业内称为“三高”）。从电炉变压器容量看，我国以3200Kva至6300kVA的电炉为主要炉型，2006年国内已建成的10000kVA工业硅电炉仅有
工业硅冶炼能源节约技术的研究 5.1概述 能源安全已构成我国整体战略安全的一个极大隐患，成为经济社会发展的瓶颈。我国人均煤炭、石油、天然气资源量仅为世界平均水平的60％、10％和5％。目前，我国已成为世界第二大能源消费国和第二大石油消费国，能源供应紧张局面日趋严重[81]。 与此同时，我国也存在严重能源利用效率低的问题。近年来的快速增长在很大程度上是靠消耗大量物质资源实现的。我国单位产出的能耗和资源消耗水平明显高于国际先进水平，如火电供煤消耗高达22.5％，吨钢可比能耗高21％，水泥综合能耗高达45％。据测算，我国每创造一美元GDP所消耗的能源是美国的4.3倍，是日本的11.5倍。能源利用率仅为美国的26.9％，日本的11.5％[82]。因此，提高能源使用效率是在能源总量不变条件成为中国发展中的刻不容缓的任务。 工业硅生产是高能耗行业，平均每吨工业硅需要消耗13000KWh电以上，全国年产100万吨工业硅需要13亿KWh以上。而国外先进水平吨硅消耗量为11000KWh，我国工业硅电耗比国外先进水平高10—20%，能源节约潜力仍很大（预计年节约0.2亿KWh，相当0.1亿元）。另外，国外先进水平也不是最理想的能耗水平，我国如能在国外先进水平基础上再配以精工细作，吨硅消耗量应该在10000—11000KWh间。 我国工业硅生产能源消耗高主要是因为设计上不合理、控制水平与管理水平不高。设计上不合理体现在我国普遍使用的是6300KV A左右的小炉型（散热大、产量低）、炉型设计上为隔热措施不严密、电路设计不合理、极心圆尺寸大小不合理等许多细节方面。控制水平不高体现在人工操作范围大、炉况稳定性差、造成因调整炉况波动费时较长而使得非生产性能耗损失大。管理水平不高体现在管理上不严、制度不健全、操作细节缺乏，造成物资或能源上的消耗浪费。 目前工业硅生产中能源节约途径主要有：1）炉型的大型化方向；2）炉型的密闭化方向；3）余热利用化方向；4）提高炉子电效率措施如改进短网结构设计、改善变压器性能、改善电参数、采用低频电源等；5）提高炉子热效率；6）
1、硅的主要物理化学性质有哪些 答：硅的主要物理化学性质如下： 原子量：28.086 比重：2.34g/cm3 沸点：3427 C 熔点：1413 C 比热：（25 C时）4.89卡/克分子度 比电阻：（25 C时）214000欧姆厘米 纯净结晶硅是一种深灰色、不透明、有金属光泽的晶体物质。它即不是金属，又不是 非金属，介于两者之间的物质。它质硬而脆，是一种良好的半导体材料。硅在常温下很不活 泼，但在高温下很容易和氧、硫、氮、卤素金属化合成相应的硅化物。 硅与氧的化学亲合力很大，硅与氧作用产生大量的热，并形成SiO2： Si+ O2= SiO2 △ H298=-21O.2千克/克分子 二氧化硅在自然界中有两种存在形式：结晶态和无定形态。结晶态二氧化硅主要以简 单氧化物及复杂氧化物（硅酸盐）的形式存在于自然界。冶炼硅所用硅石，就是以简单氧化 物形式广泛存在的结晶态二氧化硅。结晶态二氧化硅根据其晶型不同，在自然界存在三种不同的形态：石英、鳞石英、方石英。这几种形态的二氧化硅又各有高温型和低温型两种变体。 因而结晶态二氧化硅实际上有六种不同的晶体，各种不同的晶型存在范围、转化情况，随压 力温度的变化二氧化硅的晶型转化不同，不仅晶型发生变化，而且晶体体积也随着自发生变 化。特别是从石英转化成鳞石英时，体积发生明显的膨胀，这就是硅石在冶炼过程中发生爆 裂的主要原因。 结晶的二氧化硅是一种硬、较脆，难熔的固体。二氧化硅的熔点为1713C 、沸点为2590C 。二氧化硅的化学性质很不活泼，是一种很稳定的氧化物。除氢氟酸外、二氧化硅不溶于任何 一种酸。在低温下比电阻很高（1.0 to3Q?Cm但温度升高时，二氧化硅的比电阻急剧下降,
关于12500KVA工业硅电炉的设计思路及参数 2009-12-10 10:44 内蒙古鄂尔多斯市新华结晶硅有限责任公司于2003年5月一12月建设两台12500KVA工业硅电炉。总结部分设计思路及参数，以供大家共同探讨。内蒙古鄂尔多斯市新华结晶硅有限责任公司位于鄂尔多斯市棋盘井镇；公司于2000年建设两台10000KVA电石炉；2001年建设了两台的6300KVA工业硅炉；2002年建设了三台工业硅炉；2003年建设了七台6300KVA和两台12500KVA工业硅炉。受电力短缺的影响，目前只有部分电炉在运行。 2004年新华结晶硅有限责任公司将开工建设2*200MKV自备发电厂，建成后我公司的金属硅生产将不再受电力短缺的影响，全年可以稳定的供给客户工业硅产品。 2003年建设的2 X 12500KVA工业硅电炉，采用的是固定炉体矮烟罩半密闭式矿热炉。设计时针对工业硅生产的特点，本着经济、可靠、适用、先进的原则，力求结构简单、紧凑和实用耐用、电损耗小、绝缘可靠、便于操作和维修以提高设备的作业率。 该电炉的平面布置为： 两台炉中心距30米；变压器跨宽度6米；冶炼跨宽度15米；浇注跨宽度18米；电炉中心距变压器6米；操作平台高度5米；升降平台高度12.7米；电极平台高度16.7米：操作室及水冷装置布置于5米平台；液压系统布置在12.7米平台上。 电极提升天车两台位于 21米平台；硅液浇注天车同度 9米。 加料均为人工加料，由提升架上料，不设加料管。 电炉系统由炉体、矮烟罩、烟气导出管、电极系统、液压系统、水冷系统、短网、变压器、低压电控系统、出炉系统等部分组成。 一、本炉体为固定式炉体，炉底三层碳砖，侧壁碳砖600 X 400 X 400mm，底部用粘土砖，其余部分用高铝砖，炉口采用由河北涞水长城电极有限责任公司生产的出炉口专用石墨碳砖，三个出铁口呈120o 分布，前端一个后端两个，出铁口通水冷却，炉壳钢板用槽钢加固。 二、矮烟罩采用圆形金属水冷结构，不锈钢隔磁，盖板通水冷却并浇注耐热浇注料，立柱上下端均加绝缘，烟罩上设三只烟筒排山烟气，三个呈120”分布的宽大炉门便于揭炉操作，另设六个加料口。矮烟罩固定在5米平台上，重量由5米平台承受。 三、电极采用由河北涞水长城电极有限责任公司生产的碳素电极，把持筒下部使用不锈钢制造，由锻造导电夹导电，下部锥型斜而抱紧，上部双气囊抱紧。每只电极升降由两只布置于12.5米平台的油缸来完成，电极分布直径可在150毫米范围内调节；导电夹与导流管采用锥形连接，检修时更换导电夹极为方便。 四、液压系统由油泵、油箱、气囊式蓄能器、控制电路及油缸、液位计、温度计、电加热器、滤油器、压力表等组成，压力控制由电接点压力表和压力继电器双重自动控制机压力在设定范围，同时设有远程压力表，在操作室可以对压力进行记录。 五、短网采用铜管制作，由于变压器本与带有补偿装置，所以变压器出线侧不设温度补偿器，短网采用完全对称三角形布置，通过水冷电缆短网铜管和锻造导电夹一对一连接。 六、变压器为三相交流矿热炉变压器，一次电压35千伏，十九档有载调压。采
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 ?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。 ?炉料混合均匀后加入炉内。 ?正常冶炼的操作程序是沉料—攒热料—加新料—焖扎盖。 ?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。 ?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。 ?每班接时要捣炉，捣出的黏料捣碎后推到炉心。 ?沉料、捣炉时动作要块，不要碰撞电极、铜瓦和水套。 ?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。 ?保持合理的料层结构，捣松的炉料就地下沉，不要大翻炉膛。 ?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
工业电锅炉的主要种类及特点！ 工业电锅炉在结构上易于叠加组合，并且控制比较的灵活，维修起来也更加的方便，下面向大家介绍工业电锅炉的主要特点。 工业电锅炉又叫电采暖炉是以电力为能源，通过电加热管加热供暖、空调或卫生用热水，该机加热快、热效率高、体积小、无噪音、模块式供热、节约能源、安装使用方便、综合了国内外各方面先进技术而成的新一代产品。加热方式（电加热棒、石英管渡膜、PTC液体渡膜、陶瓷半导体、电磁式等加热方式）。 工业电锅炉行业作为一个正在走俏的行业越来越受到消费者的关注。市场上种类繁多，有：电磁工业电锅炉、电磁涡流型节能炉、
智能遥控采暖炉、自控炉、智能型变频炉等几种类型。 按泵的位置又分为：内置泵型电采暖炉、外置型电采暖炉、内置泵敞开式、外置泵敞开式电采暖炉、闭式电采暖炉、单采暖开放型、单采暖密闭型等。 一种把电能转换成热能的装置，它的原理很简单,是一种纯电阻性的用电器，通电把电能转换成热能Q=I*V*t.设计时主要考虑选材，让电能尽可能转换成热能，不发光或少发光。还要考虑发热器的几何尺寸，便于散热不至于温度太高把自身烧毁。 另一种是采用高频交变磁场，使其在需要被加热的金属表面及被加热介质在高频交变磁涡流的作用下，使其分子产生告高速无规则运动且相互碰撞、摩擦而产生热能。现在电锅炉主要适用于学校、医院、工厂等人口密集型单位使用，使用领域非常的广泛，并且方便运输节省使用场地。 以上就是中达强小编给大家介绍的工业电锅炉的主要种类及特点，如果你还想了解全直流变频电炉相关内容可以关注我们微信，或
者点击我们官网了解我们，也可以在线咨询或者拨打我们的热线电话，我们会有专业的工作人员为你实时解答。 中达强电炉有限公司介绍： 深圳市中达强电炉有限公司专注于全直流变频电炉全球行业研发、生产、网络直销、维护一体的公司，下属有深圳市龙岗区中达电炉厂(2006年6月19日成立)中达强专注高档智能环保中高档全直流变频加热设备，提供优质解决方案，服务于工业4.0制造、加工企业。 应用国际市场：蓝宝石、手机屏、陶瓷手机盖、玻璃、珠宝、金属、粉末冶金、新材料、太阳能、半导体、芯片、电子、铝合金、大学院校、五金、药业、光电、军工、航天、汽车等各行各业，应用非常广泛，有80%生产制造加工企业，都能用到全直流变频加热设备。 中达强全直流变频电炉优势： 1、长达6年使用期内无故障： 低电压大电流延时软启动，多重保护，重复开启对发热元件无冲击，使用寿命是普通交流电炉4至6倍，传统行业交流电炉发热元件只能使用3000小时，颠覆交流电炉行业标准。 2、控温精度高： 真正达到±0.1度。超过行业标准的±1度，炉内温度均匀性高，真
宜兴市中宇电冶设备有限公司 33000KVA半封闭式工业硅矿热炉 技术方案 1电炉设备
1.2 电炉设备设计 1.2.1矿热炉设备设计要求 矿热电炉采用半封闭型式，采用铜瓦压力环式电极把持器，电炉炉底通风冷却，炉体采用旋转炉体，炉体测温，变压器长期具备20%的长期超负荷能力。 短网系统、铜瓦、进线电缆都长期具备20%以上的超负荷能力。 烟道与炉盖之间设置了可靠绝缘。 液压系统采用组合阀，并设置储能器。 电极升降油缸上、下两端均设绝缘加以保护。高压油管两端全部带绝缘。 为防止电极偏斜，设计时在炉盖、平台及电极导向装置，电极导向装置设绝缘。 所有管道均设管道沟，便于检修。闸阀采用不锈钢丝杆，以增加其使用寿命。 每组分水器设3路备用水路，分水器阀门采用不锈钢或铜球阀，分水器给、回水路布局合理。 炉盖采用框架式水冷结构，中心区采用不导磁材料制作。 电炉烟道在二、三楼之间设水冷段，以降低烟气温度。 1.2.2工艺设计要求 电炉厂房柱子跨距按6m、7.5m布置。 电炉车间分设四个跨区，分别是变压器跨（偏跨）7.5m、电炉跨18m、浇注跨24m、成品跨18m。 电炉跨初定为五层平台分别为： a)+0.0m出渣铁轨道平台 包括铁道、出铁车和铁包、出渣车和渣包等。 其中+2.4m平台为局部出铁操作平台：该平台正对出铁口，包括烧穿器、出铁挡板等出炉工具等。 b)+7.0m电炉炉口操作平台
电炉控制室计算机室布置在此平台上，冷却水系统的分水器和回水槽布置在该平台上、炉口操作工具等。 C)+11.8变压器放置平台 电炉设有三台单相变压器，放置在此平台上成三角形布置，为方便变压器安装、检修、更换设有变压器吊装孔。 d)+18.3m电极升降机构平台 平台空间内安装有电极升降、压放装置及电炉料管插板阀。液压站也布置在此平台上。 e)+24.8m电炉电极支承及接长电极壳、加入电极糊及加料平台 炉顶料仓座在此平台上。环形加料机及布料皮带均布置在该平台上，此层平台布置有可储存5～8批混合料的中间过度料仓。 1.3 矿热炉结构 1.3.1矿热炉炉体 组成：炉体旋转机构、炉底、炉壳、出铁口等。 炉体旋转机构严格按图纸要求施工，炉底设计、制作、安装时其平面度误差＋10mm。工字钢板下部用钢板连接并焊制一起。炉壳内径9200mm，高度5000mm，炉壳采用焊接形式。侧壁采用20mm钢板焊接，底部采用22mm钢板制作。 炉体设有5个出炉口，出铁口夹角72o 炉壳分瓣制作，组装后炉壳的直径极限偏差为+18mm。 1.3.2铁口出铁排烟系统 组成：由烟罩、烟气管道、电动翻板阀、烟罩及烟道吊挂等组成。在出炉时，用于对出炉口烟气进行收集、输送。排烟罩上喷涂耐火材料及打结需要的锚钩，防止烟气温度高使之变形。 1.3.4 矿热炉电极把持器 组成：组合式把持器由上、下两部分组成。电极把持器上部主要包括：电极升降装置、电极抱紧压放装置，上部把持器桶及导向系统、液压机管路等。电极把持器下部主要包括：下部把持筒、防磁不锈钢水冷保护屏、炉内导电铜管、铜瓦、压力环及绝缘系统等部件。每相电极把持器设10片铜瓦，一个压力环、4
XXXX硅业有限公司安全生产各岗位职责 第一章总则 为进一步贯彻落实“安全第一，预防为主”的方针，强化各级安全生产责任制，确保安全生产，特制定本制度。 企业法定代表人是本企业安全生产的第一责任人，应贯彻管生产必须管安全，谁主管谁负责的原则。企业的各级领导人员和职能部门，必须在各自工作范围内对实现安全生产负责。 安全生产人人有责，企业的每个职工都必须在自己的岗位上认真履行各自的安全职责，实现全员安全生产责任制。
总经理安全生产职责 1、认真贯彻执行国家安全生产方针、政策、法律和法规，把安全工作列入公司管理的重要议事日程，亲自主持重要的安全生产工作会议，批阅上级有关安全方面的文件，签发有关安全工作的重大决定，对本公司的安全生产工作全面负责。 2、负责建立健全安全生产责任制，督促检查安全生产工作，及时消除生产安全事故隐患。 3、组织制定并实施公司安全规章制度、安全操作规程、重大安全技术措施和生产安全事故应急预案。 4、保证安全生产投入的有效实施，解决安全措施费用。 5、健全安全管理机制，充实专职安全生产管理人员，定期听取安全生产管理部门的工作汇报，及时研究解决或审批有关安全生产中的重大问题。 6、按规定和事故处理的“三不放过”原则，组织对事故的调查处理。 7、加强对各项安全活动的领导，决定安全生产方面的重要奖惩。
副总经理安全生产职责（生产副总） 1、组织开展安全生产技术研究工作，积极引进、采用先进技术和安全生产防护装置，组织研究落实重大事故隐患的整改方案。 2、督促车间主任落实本公司的各项安全生产规章制度、安全技术规程，编制安全生产技术措施计划、并组织实施。 3、每周组织一次安全生产大检查，着重抓好重大隐患的整改工作，坚持每周四次安全例会制度，扎实的做好安全工作。 4、在组织新车间、新设施、新设备以及技术改造项目的设计、施工和投入使用时，做到“三同时”（安全设施与主体工程同设计、同施工、同时投入使用）。 5、审查公司安全技术规程和安全技术措施时，应保证切实可行。 6 负责督促事故的调查处理，并及时上报上一级领导。 7、负责召开公司安全生产专项会议，分析安全生产动态，解决安全生产中存在的问题与隐患。
30000KV硅锰电炉烟气除尘净化系统技术及工艺方案 一、概述 工业硅锰电炉在冶炼过程中产生大量含尘烟气，其烟尘主要成份为SiO2，烟气粒径大部分小于1um—0.05um，对周边环境造成很大的污染。而这种污染物硅微粉，越来越广泛地应用于水利电力工程、耐火材料、公路工程、桥梁隧道、化工橡胶、陶瓷等工业领域，市场上供不应求。因此，投资建设工业硅锰电炉除尘回收系统，不仅具有巨大的社会效益、环保效益，更具有良好的投资效益。 我公司致力于开发环保创新技术、生产性能优越的除尘设备及系统配置，并可介入环保设备的运营管理，为客户培训技术人员，以提高设备的运转率，实现最大的经济效益。本着以最少的投入达到最理想效果的原则，特制定本方案。 二、设计依据 2.1 本设计根据中华人民共和国冶金工业局《钢铁工业烟气净化技术政策规定》第七章铁 合金电炉烟气净化之规定而设计的。 2.2 本方案排放标准执行GB9078—1996《工业窑炉大气污染物排放标准》表2 第1 序号“铁合金熔炼炉”一类地区排放标准：≤100mg/Nm3。 三、工业硅矿热电炉废气工艺参数： 3.1 30000KV工业硅炉废气参数： 炉气量：350000Nm3/h 烟气温度：600℃ 含尘浓度：4-6g/Nm3 烟气成份：% N2 O2 CO H2O 76.6 16.67 4.44 2.29 烟尘成份：% SiO2 Fe2O3 MgO CaO C 92.45 0.08 0.076 0.33 0.36 烟尘粒度：um＞1 1~0.04 0.04~0.01 % 10 30 60 烟尘堆比重：0.2t/m3 3.2 废气特征及废气主要工艺参数的确定 每生产1t 工业硅大约生成1700~2300m3炉气(标态)，相比硅铁电炉, 工业硅锰电炉的炉气量要大30%左右,其烟气主要成份CO，含量约60~80%，其次是N2 和H2O，发热值约10000~12000KJ/m3（标态），冶炼时炉气穿过料层进入烟罩，与空气接触的CO燃烧后生成 烟气，烟气量的大小及温度的高低与混入空气量的大小有直接关系。 根据上述废气特征，需对工业硅矿热电炉设置适应其废气特征的除尘系统，除尘系统可 分为余热回收型和非热能回收型，考虑到余热回收型投资太高，其投资的性价比也不经济，但可以采集热能进行其它的利用，如烘干物料或生产生活热水。因此，本方案对工业硅锰电炉的除尘系统工程按非热能回收型考虑，选型参数为： 温度：100—200℃（前置U 型冷却器，并附设混风阀） 根据计算，工况烟气量：450000m3/h 四、除尘非热能回收系统工艺流程根据上述废气特点，结合国内相同炉型除尘系统业已成功的范例，本方案认为：除尘系统可使用目前国内最先进的除尘技术，即采用新型长袋离线脉冲袋式除尘器。该系统具有钢耗量
工业硅技术问答 1．什么是硅和工业硅？ 元素硅(Si)原来称为矽，工业硅（也称金属硅或结晶硅）是指以含氧化硅的矿物和碳质还原剂等为原料经矿热炉熔炼制得的含Si97％以上的产物。“工业硅”之称是我国于1981年GB2881-81国家标准公布时正式定名，其含意主要是指这种硅之纯度是接近于99%的工业纯度，英文称为金属硅，俄文称为结晶硅。现在人工制得硅的纯度，实际上已达到99999999999％。 2.硅和工业硅有那些特性？ ①硅的主要物理性质为:密度(25℃)2．329g／cm3(纯度99．9％)，熔点1413℃，沸点3145℃，平均比热(0～100℃)为729J ／(kg·K)，熔化热为50.66kJ／mol，纯度为99．41%的硅抗压强度极限为9．43kgf／cm2。 ②硅的化学性质：硅在元素周期表中属ⅣA族，原子序数为14，原子量为28．0855，化合价表现为四价或二价(四价化合物为稳定型)。因晶体硅的每个硅原子与另外四个硅原子形成共价键，其Si-Si键长2．35A，成为正四面体型结构，与金刚石结构相近，所以硅的硬度大，熔点、沸点高。 硅不溶于任何浓度的酸中，但能溶于硝酸与氢氟酸的混合液中，与1：l浓度的混合稀酸发生如下反应： Si+4HF+4HNO3=SiF4↑+4NO2↑+4H2O 3Si+12HF+4HNO3=3SiF4↑+4NO2↑+8H2O 这个特性可用于硅的化学分析中，即先将试样硅中的硅以氟化物形式挥发，而分析硅中残留的铁、铝、钙元素。 硅能与碱反应，生成硅酸盐，同时放出氢气，如： Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑ 这是野外制氢的好办法。
工业硅冶炼及炼硅炉基本知识 工业硅消费增产降耗的措施主要有:1.把握炉况及时调整料比，坚持适合的C/SiO2分子比，适合的物料粒度和混匀，避免过多SiC生成。2.选择合理的炉子构造参数和电气参数，保证反响区有足够高的温度，合成消费的碳化硅使反响向有力消费硅的方向。3.及时捣炼硅炉，协助沉料，防止炉内过热，形成硅的挥发，或再氧化成SiO，减少炉料损失，进步Si回收率。4.坚持料层具有良好的透气性，可及时排出反响消费的气体，减少热损失和SiO大量逸出。 一、消费工业硅的原料 冶炼工业硅的原料主要有硅石、碳素复原剂。 (一)硅石硅石要有一定的抗爆性和热稳定性，其中抗爆性对大炉子很重要，对容量小的炉子请求可略为降低。有些硅石很致密，难复原，形成冶炼情况不顺，经济指标差，很少采用。 硅石的粒度视炉子容量的大小不同而异，普通5000KVA以上的炉子，硅石粒度为50-100毫米，且40-60毫米的粒度要占50%以上。 硅石要清洁无杂质，破碎筛分后，要用水冲洗，除掉碎石和泥土。目前对新采用的硅石在化学成分、破碎合格以后，还要在消费中试用。经济指标较好，才干长期运用。 (二)碳质复原剂优选各种不同碳质复原剂，请求固定碳高，灰分低，化学生动性要好，采用多种复原剂搭配运用，以到达最佳冶炼效果。冶炼工业硅所用的碳质复原剂有:石油焦、沥青焦、木炭、木块(木屑)低灰分褐煤，半焦和低灰、低硫烟煤等。
石油焦:其特性是固定碳高，灰分低，价钱低廉，并且能使料面烧结好，但高温比电阻低，影响电极下插，反响才能差。要选择固定碳大于82%，灰分小于0.5%、水份稳定，动摇不许超越1%，以免影响复原剂配入量。粒度请求4-10毫米，粒度配合比例要适宜。粉料多烧损大，下部易缺碳，透气性不好；粒度大数量多比电阻小，电极易上抬。 木块(或木屑):其性质接近木炭，在炉内干馏后，在料下层构成比木炭孔隙度、化学生动性更好的木炭。所运用的木块(或木屑)要清洁无杂物，不许代入泥土等杂质。木块长度不得超越100毫米。 褐煤、烟煤：有比电阻、挥发份高，孔隙度大，化学生动性好，料面烧结性强，价钱低廉的特性。挥发份在料层中挥发利于料面烧结和闷烧，而且能够构成疏松的比外表积大，比电阻极大的焦化碳，对冶炼很有利。请求灰分小于4%，粒度小于25毫米，否则不能运用。褐煤性质接近木炭，可作木炭的代用品。 碳素复原剂品种不同，即便同种但产地不同性质也不相同。可搭配运用，求得更好的经济效益。如运用石油焦60-80%，木炭(或加局部木块)20%；石油焦60-70%，木炭(或木块)20-40%，烟煤5-10%搭配运用，效果比拟好。国外采用石英与复原剂职称团块炉料，先焙烧停止复原，再冶炼工业硅，使电耗降低到9000Kwh/t以下。 二、冶炼原理 在工业硅的消费中，普通以为硅被复原、炼硅炉中的反响式为 SiO2液+2C=Si液+2CO T始1933K(1) 实践消费中硅的复原是比拟复杂的，从冷态下炉内状况动身，对实践消费中炉内物化反响停止讨论。消费过程中的运转表示大致如下：
引用】工业硅电炉设计、生产管理专家—朱尔明 2011-12-19 18:23:34| 分类：默认分类| 标签：|字号大中小订阅 本文引用自程士宝《工业硅电炉设计、生产管理专家—朱尔明》 9000—15000KVA工业硅电炉 主体设备设计和生产技术管理 朱尔明 “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。这些与硅有关的材料实际都离不开基础材料?——工业硅（金属硅）。 工业硅从实验室研究到规模化生产,是从1938年苏联建成世界第一台 2000KVA单相单电极电炉工业硅工厂开始的。随后法国、日本、加拿大、美国、挪威和巴西等都相继建设了工业硅厂。 中国工业硅生产始于1957年的抚顺铝厂。70年代中期又在贵州遵义和青海民和建设工业硅厂。到1989年底，工业硅电炉总装机容量已达数十万kVA，最大工业硅厂年产能力为1万t。90年代后期国内开始大量建设6300KVA工业硅炉，进入2000年后建设8000—10000KVA的，最近3年开始大量建设12500—16500KVA的，有几个规模大的硅企业比如云南永昌、河南昇阳分别引进德马克和南非技术，建设了容量为25000KVA和39000KVA的工业硅电炉。纵观国内，虽然工业硅设备技术和生产水平得到了很大促进和发展，但是工业硅行业的总体设计技术和工艺管理水平依然参差不齐，认识上也有很大区别。这也是为什么在同一个地方，有的厂的设备运行非常正常、各项指标好，而另一个厂的设备运行状况和各项指标很不理想的关键原因所在。 工业硅行业有句俗语：“原料是基础，设备是条件，操作是关键，管理是保障。”下面我就比较普遍的9000—15000KVA工业硅炉设备、原料、操作、管理4个方面的一些认识和体会，从设计和生产管理的角度与大家探讨学习，相互交流提高，为中国硅业蓬勃发展而努力。 一、9000—15000KVA工业硅炉的合理设计
我国工业硅产业如何改变无序状况 一、业内有关人士提出以产业升级为主要途径 1、工业硅生产从无到有，经过50多年的发展，我国现已成为产能、产量和出口量均居世界首位的工业硅生产大国。但多年来中国工业硅生产和出口基本处于盲目发展和无序竞争状态，企业生产和产品出口的效益欠佳。业内人士认为，在国家不断加强和改善宏观调控的情况下，工业硅应逐步实现产业升级，改变这种无序的状态。 2、工业硅产业发展现状 中国的工业硅生产始于1957年。上世纪50年代末到70年代末，工业硅生产主要是国内自产自用。1980年，工业硅开始出口，90年代末年出口量达到20万吨以上，2007年出口量增加到近70万吨。现在我国工业硅的产能产量和出口量已均居世界首位，出口的国家和地区数近60个，年出口量已相当于发达国家总消费量的一半以上。 虽然我国是世界工业硅生产大国和出口大国，却不是工业硅出口强国。多年来，工业硅生产和出口的效益一直欠佳。上世纪90年初以来，工业硅出口的价格经常比国际市场正常价低20％～30％。2007年下半年以来，特别是2008年初以来，我国工业硅出口价格有相当幅度的提高。2007年我国工业硅出口全年的平均离岸价是1381美元／吨，今年1月至5月的平均离岸价上涨到2001美元／吨。但与此同时，国际市场工业硅价格也在迅速上涨，同期美国和欧盟的工业硅现货价也从2200美元／吨左右上涨到3500美元／吨左右。 二、盲目扩张导致困局 我国工业硅出口长期价格偏低的原因，除美国、欧盟等长期对我国工业硅出口实行反倾销之外，也与我国工业硅项目的盲目扩张，低水平重复建设和相互压价的无序竞争有关。 2004年以来，在国家不断加强宏观调控下，工业硅项目低水平重复建设的势头受到一定遏制，落后生产能力开始被淘汰，节能环保意识有所增强。但在取得这些初步成效的同时，长期盲目扩张积累的问题仍很突出，整个硅业要真正遏制盲目扩张的势头，消除无序竞争，还有很多工作要做。 进入2008年以来，国家从1月1日起对出口工业硅开征10％的出口关税，年初南方地区遭遇的罕见低温雨雪冰冻灾害和5月汶川特大地震灾害，使这些地区相当数量的工业硅企业遭受不同程度的破坏，生产和贸易均受到影响。 业内人士认为，工业硅产业长期的低水平重复建设和无序竞争，不
工业电阻炉的工作原理介绍 电阻炉是以电流通过导体所产生的焦耳热为热源的电炉。 电阻炉以电为热源，通过电热元件将电能转化为热能，在炉内对金属进行加热。电阻炉和火焰比，热效率高，可达50-80℅，热工制度容易控制，劳动条件好，炉体寿命长，适用于要求较严的工件的加热，但耗电费用高。 按传热方式，电阻炉分为辐射式电阻炉和对流式电阻炉。辐射式电阻炉以辐射传热为主，对流传热作用较小;对流式电阻炉以对流传热为主，通常称为空气循环电阻炉，靠热空气进行加热，炉温多低于650℃。 按电热产生方式，电阻炉分为直接加热和间接加热两种。 在直接加热电阻炉中，电流直接通过物料，因电热功率集中在物料本身，所以物料加热很快，适用于要求快速加热的工艺，例如锻造坯料的加热。这种电阻炉可以把物料加热到很高的温度，例如碳素材料石墨化电炉，能把物料加热到超过2500□。直接加热电阻炉可作成真空电阻加热炉或通保护气体电阻加热炉，在粉末冶金中，常用于烧结钨、钽、铌等制品。 采用这种炉子加热时应注意： ①为使物料加热均匀，要求物料各部位的导电截面和电导率一致； ②由于物料自身电阻相当小，为达到所需的电热功率，工作电流相当大，因此送电电极和物料接触要好，以免起电弧烧损物料，而且送电母线的电阻要小，以减少电路损失； ③在供交流电时，要合理配置短网，以免感抗过大而使功率因数过低。 大部分电阻炉是间接加热电阻炉，其中装有专门用来实现电-热转变的电阻体,称为电热体，由它把热能传给炉中物料。这种电炉炉壳用钢板制成，炉膛砌衬耐火材料，内放物料。最常用的电热体是铁铬铝电热体、镍铬电热体、碳化硅棒和二硅化钼棒。根据需要，炉内气氛可以
工业硅电炉生产和管 理
引用】工业硅电炉设计、生产管理专家—朱尔明 2011-12-19 18:23:34| 分类：默认分类 | 标签： |字号大中小订阅 本文引用自程士宝《工业硅电炉设计、生产管理专家—朱尔明》 9000—15000KVA工业硅电炉 主体设备设计和生产技术管理 朱尔明 “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。这些与硅有关的材料实际都离不开基础材料?——工业硅（金属硅）。 工业硅从实验室研究到规模化生产,是从1938年苏联建成世界第一台2000KVA单相单电极电炉工业硅工厂开始的。随后法国、日本、加拿大、美国、挪威和巴西等都相继建设了工业硅厂。 中国工业硅生产始于1957年的抚顺铝厂。70年代中期又在贵州遵义和青海民和建设工业硅厂。到1989年底，工业硅电炉总装机容量已达数十万kVA，最大工业硅厂年产能力为1万t。90年代后期国内开始大量建设 6300KVA工业硅炉，进入2000年后建设8000—10000KVA的，最近3年开始大量建设12500—16500KVA的，有几个规模大的硅企业比如云南永昌、河南昇阳分别引进德马克和南非技术，建设了容量为25000KVA和39000KVA的工业硅电炉。纵观国内，虽然工业硅设备技术和生产水平得到了很大促进和发展，但是工业硅行业的总体设计技术和工艺管理水平依然参差不齐，认识上也有很大区别。这也是为什么在同一个地方，有的厂的设备运行非常正常、各项指标好，而另一个厂的设备运行状况和各项指标很不理想的关键原因所在。 工业硅行业有句俗语：“原料是基础，设备是条件，操作是关键，管理是保障。”下面我就比较普遍的9000—15000KVA工业硅炉设备、原料、操作、管理4个方面的一些认识和体会，从设计和生产管理的角度与大家探讨学习，相互交流提高，为中国硅业蓬勃发展而努力。
工业硅的用途及发展前景现随着科学技术的蓬勃发展,工业硅的用途越来越广泛,从用于生产硅铝合金、生产钢铁等方面,发展为用于生产有机硅、半导体材料等化学电子工业方面,应用的范围也在不断增加。工业硅分为冶金级工业硅、化学级工业硅。随着科学技术的发展,工业硅的应用领域将进一步扩大。其用途分为冶金级、化学级、太阳能级、电子级（IC），根据化工部的调查资料统计，由于有机硅的广泛应用，国际市场需求量为33万吨，就化学级硅而言，市场极大，而且还在扩大。硅粉的原材料是工业硅，是提纯多晶硅的主要原材料，多晶硅可作拉制单晶硅的原料电子工业中广泛用于制造半导体收音机、录音机、电冰箱、彩电、录像机、电子计算机等的基础材料，多晶硅是单质硅的一种形态。熔融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则这些晶粒结合起来，就结晶成多晶硅。当前，晶体硅材料（包括多晶硅和单晶硅）是最主要的光伏材料，其市场占有率在90％以上,而且在今后相当长的一段时期也依然是太阳能电池的主流材料。多晶硅的需求主要来自于半导体和太阳能电池。按纯度要求不同，分为电子级和太阳能级。其中，用于电子级多晶硅占55％左右，太阳能级多晶硅占45％，随着光伏产业的迅猛发展，太阳能电池对多晶硅需求量的增长速度高于半导体多晶硅的发展，预计到2008年太阳能多晶硅的需求量将超过电子级多晶硅。随着集成电路的增长，硅片生产和太阳能电池产业的
发展，大大带动多晶硅材料的增长。多晶硅也可生产出不同型号的太阳能电池组，把太阳能转化为电能。该产品广泛用于航天、航空以及城市建设、交通、通讯等领域。多晶硅的最终用途主要是生产集成电路、分立器件和太阳能电池片。目前，占主流的太阳能电池是硅太阳能电池，太阳能电池中88％是块状硅太阳能电池，而这些块状硅太阳能电池，无论单晶硅太阳能电池还是多晶硅太阳能电池，最初原料都是多晶硅，多晶硅产业与下游的电子信息产业和太阳能光伏产业的关联度非常高，因此，下游的电子信息产业和太阳能电池产业发展是拉动多晶硅材料产量大幅增长的主力军。太阳能作为可再生能源中重要的一种既丰富又无污染的新能源，是各国重点支持领域。近年来，各国纷纷出台政策，加大对发展光伏产业支持力度，使光伏产业在世界各种能源增长速率中名列第一。由于国外需求的增加、交易的活跃也带动了中国内工业硅价格的提升。国家推广节能计划，新型半导体发光产品、太阳能产品的普及应用，都将对硅行业带来前所未有的机遇! 随着科学技术的发展, 工业和民用很多行业都需要工业硅作为原材料,因此工业硅的应用领域还将进一步扩大。 随着信息技术和太阳能产业的飞速发展，全球对多晶硅的需求增长迅猛，市场供不应求。近年来，全球太阳能电池产量快速增加，直接拉动了多晶硅需求的迅猛增长。“十一五”期间，将是中国多晶硅产业快速发展的黄金时期。当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频
半封闭式工业硅矿热炉主要技术方案
宜兴市中宇电冶设备有限公司 33000KV A半封闭式工业硅矿热炉 技术方案 1电炉设备 1.1 33000KV A 半封闭式工业硅矿热炉主要技术参数
1.2 电炉设备设计 1.2.1矿热炉设备设计要求 矿热电炉采用半封闭型式, 采用铜瓦压力环式电极把持器, 电炉炉底通风冷却, 炉体采用旋转炉体, 炉体测温, 变压器长期具备20%的长期超负荷能力。 短网系统、铜瓦、进线电缆都长期具备20%以上的超负荷能力。 烟道与炉盖之间设置了可靠绝缘。 液压系统采用组合阀, 并设置储能器。 电极升降油缸上、下两端均设绝缘加以保护。高压油管两端全部带绝缘。 为防止电极偏斜, 设计时在炉盖、平台及电极导向装置, 电极导向装置设绝缘。 所有管道均设管道沟, 便于检修。闸阀采用不锈钢丝杆, 以增加其使用寿命。 每组分水器设3路备用水路, 分水器阀门采用不锈钢或铜球阀, 分水器给、回水路布局合理。 炉盖采用框架式水冷结构, 中心区采用不导磁材料制作。 电炉烟道在二、三楼之间设水冷段, 以降低烟气温度。
1.2.2工艺设计要求 电炉厂房柱子跨距按6m、 7.5m布置。 电炉车间分设四个跨区, 分别是变压器跨( 偏跨) 7.5m、电炉跨18m、浇注跨24m、成品跨18m。 电炉跨初定为五层平台分别为: a)+0.0m出渣铁轨道平台 包括铁道、出铁车和铁包、出渣车和渣包等。 其中+2.4m平台为局部出铁操作平台: 该平台正对出铁口, 包括烧穿器、出铁挡板等出炉工具等。 b)+7.0m电炉炉口操作平台 电炉控制室计算机室布置在此平台上, 冷却水系统的分水器和回水槽布置在该平台上、炉口操作工具等。 C)+11.8变压器放置平台 电炉设有三台单相变压器, 放置在此平台上成三角形布置, 为方便变压器安装、检修、更换设有变压器吊装孔。 d)+18.3m电极升降机构平台 平台空间内安装有电极升降、压放装置及电炉料管插板阀。液压站也布置在此平台上。 e)+24.8m电炉电极支承及接长电极壳、加入电极糊及加料平台 炉顶料仓座在此平台上。环形加料机及布料皮带均布置在该平台上, 此层平台布置有可储存5～8批混合料的中间过度料仓。 1.3 矿热炉结构