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12500KVA工业硅矿热炉的设计说明
第五章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）改变炉反应机制；7）改变原料性能方向；8）采用自动控制方向；9）管理制度建设方向。
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。
工业硅生产工艺流程图(推荐文档)
生产工艺流程图工业硅生产是在矿热炉内采用连续作业法进行冶炼的，采用全木炭Charcoal冶炼为其主要的生产工艺。
硅石木炭石油焦煤
破碎筛粉破碎
筛粉
(8～80㎜) (5～100㎜) (0～30㎜) (6～10㎜)
入库
挑渣
筛粉
合格粒度硅块
(6～200㎜)
称量包装
入库、
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。
工业硅电炉生产和管理说课材料
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。
(完整word版)硅的提纯工艺
高纯硅的制备一般首先由硅石（SiO2）制得工业硅（粗硅），再制成高纯的多晶硅，最后拉制成半导体材料硅单晶。
工业上是用硅石（SiO2）和焦炭以一定比例混合，在电炉中加热至1600~1800℃而制得纯度为95%~99%的粗硅，其反应如下：SiO2+2C=Si+2CO粗硅中一般含有铁、铝、碳、硼、磷、铜等杂质，这些杂质多以硅化构成硅酸盐的形式存在，为了进一步提高工业粗硅的纯度，可采用酸浸洗法，使杂质大部分溶解（有少数的碳化硅不溶）。
其生产工艺过程是：将粗硅粉碎后，依次用盐酸、王水、（HF+H2SO4）混合酸处理，最后用蒸馏水洗至中性，烘干后可得含量为99.9%的工业粗硅。
高纯多晶硅的制备方法很多，据布完全统计有十几种，但所有的方法都是从工业硅（或称硅铁，因为含铁较多）开始，首先制取既易提纯又易分解（即还原）的含硅的中间化合物如SiCl4、SiHCl3、SiH4等，再使这些中间化合物提纯、分解或还原成高纯度的多晶硅目前我国制备高纯硅多晶硅主要采用三氯氢硅氢还原法、硅烷热解法和四氯化硅氢还原法。
一般说来，由于三氯氢硅还原法具有一定优点，目前比较广泛的被应用。
此外，由于SiH4具有易提纯的特点，因此硅烷热分解法是制备高纯硅的很有发展潜力的方法。
下面我们就分别介绍上述三种方法制备高纯硅的化学原理。
1. 三氯氢硅还原法（1）三氯氢硅的合成第一步：由硅石制取粗硅硅石（SiO2）和适量的焦炭混合，并在电炉内加热至1600~1800℃可制得纯度为95%~99%的粗硅。
其反应式如下：SiO2+3C=SiC+2CO（g）↑2SiC+SiO2=3Si+2CO（g）↑总反应式：SiO2+2C=Si+2CO（g）↑生成的硅由电炉底部放出，浇铸成锭。
用此法生产的粗硅经酸处理后，其纯度可达到99.9%。
第二步：三氯氢硅的合成三氯氢硅是由干燥的氯化氢气体和粗硅粉在合成炉中（250℃）进行合成的。
其主要反应式如下：Si+3HCl=SiHCl3+H2（g）（2）三氯氢硅的提纯由合成炉中得到的三氯氢硅往往混有硼、磷、砷、铝等杂质，并且它们是有害杂质，对单晶硅质量影响极大，必须设法除去。
(生产管理知识)我国的工业硅(金属硅)生产和对外贸易及硅业的发展
矮烟罩电炉，增设了余热锅炉，并引进了氧化硅微粉增密设备。20 世纪末以来，我国新建的 6300kVA、7500kVA、8000kVA、9000kVA、10000kVA、25000kVA 等容量的工业硅炉，大都配有 袋式除尘的烟气净化设备，有的从国外引进，有的采用本国技术。 (6)对外技术合作与输出 我国的工业硅生产，是上世纪 50 年代，在当时的苏联帮助下开始的。从上世纪 70 年代，我 国开始对外技术输出，在 70 年代中后期，我国援助罗马尼亚，在该国先后建成投产 2 台 6300kVA 工业硅炉。20 世纪末以来，我国在菲律宾和哈萨克斯坦等又援助建设了 10000kVA 及以上容量的工业硅炉。近年来法国、俄罗斯、澳大利亚、美国等国的工业硅专家都到我国 工业硅行业作过技术考察和交流。广泛的技术交流与合作，有助于我国工业硅生产的持续健 康发展。 2.我国的工业硅贸易 2.1 出口量迅速增长 我国的工业硅从 1980 年开始出口，当年只出口到日本 183t。1980 年以后，我国的工业硅出 口量迅速增长，到 80 年代末年出口量达到 10 万 t 以上。其中对日本的出口量已超过 7 万 t。 90 年代末，我国的工业硅出口量已达到 20 万 t。2004 年我国的工业硅出口量达到 54.51 万 t。2005 年出口量为 53.61 万 t。2006 年达到 61.35 万 t，比 2005 年增长 14.5%，2007 年进 一步增长到 69.85 万 t，比 2006 年增长了 13.8%。2007 年与 2001 年相比，增长了 1.16 倍。 图 1 示出 2001～2007 年我国工业硅出口量的变化趋势。 进入 21 世纪以来，我国的工业硅一直出口到近 60 个国家和地区。2007 年我国出口工业硅万 t 以上的国家和地区就有 14 个，它们分别是：日本(22.48 万 t)、香港特区(9.28 万 t)。韩 国(6.04 万 t)、英国(3.86 万 t)、泰国(3.74 万 t)、印度(3.44 万 t)、加拿大(3.11 万 t)、 荷兰(3.11 万 t)、德国(2.28 万 t)、挪威(1.72 万 t)、俄罗斯(1.52 万 t)、澳大利亚(1.37 万 t)、墨西哥(1.31 万 t)、台湾省(1.13 万 t)。图 2 示出 2007 年中国工业硅出口到世界各 个国家和地区的分布情况。 表 1 列出 2001～2007 年我国工业硅出口量、平均离岸价和出口的国家和地区数。 表 12001～2007 年我国工业硅出口量、平均离岸价和出口的国家和地区数年份 出口 出口量(万 t)32.2433.7447.9054.5153.6161.3569.85 平均价(美元/t) 出口的国家(地区)数 955 2.2 产品品种增多 90 年代中期以来，随着我国工业硅精炼方法的不断改进和提高，我国工业硅出口产品品种也 在不断增多。90 年代中期以前，我国出口的工业硅主要是冶金用硅这一个品种，现在已能大 量出口用于有机硅和半导体材料以及电子行业等多方面需要的多个品种的化学用硅。上世纪 90 年代中期，巴西对日本工业硅年出口量在 4 万 t 左右，是我国在日本市场上的主要竞争者。 近几年，巴西对日本工业硅的年出口量，已不足于 1 万 t。这主要是我国对日本出口化学用 硅迅速增加的结果。 2.3 出口价格和效益亟待提高 上世纪 90 年代初以来，欧盟和美国一直对我国的工业硅征收高额反倾销税。这不仅使我国 的工业硅进入欧盟和美国市场严重受限，还为日本压低我国工业硅的进口价格创造了条件。 出口的工业硅一直低于国际市场正常价，特别是对日本出口的工业硅，每吨都比日本市场正 常价低 150 美元～300 美元或更多。进入 21 世纪以来，我国出口工业硅的售价有所提高，但 仍比国际市场正常价低。表 2 列出 2001 年以来美国、日本、欧盟的现货进口价和我国出口 工业硅的平均离岸价。
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年的铝厂。
70年代中期又在和民和建设工业硅厂。
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永昌、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，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。
一种用于工业硅生产的高效冶炼电炉结构
专利名称：一种用于工业硅生产的高效冶炼电炉结构专利类型：实用新型专利
发明人：吴桂生,杨崇国,龚平均,尹逵,龚颖,尹青,吴炫霆申请号：CN202121788195.2
申请日：20210803
公开号：CN215725056U
公开日：
20220201
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及工业硅生产技术领域，公开了一种用于工业硅生产的高效冶炼电炉结构，包括电炉主体，所述电炉主体的上表面嵌入且铰接有密封盖，且电炉主体的前表面安装有控制盒，所述电炉主体的左侧表面下端位置处贯穿且固定连接有出料口，所述电炉主体的内部设置有调匀组件，所述出料口的上表面设置有除尘组件，本实用新型通过设置有调匀组件，开启调匀组件中的电机带动第一转动杆转动，第一皮带和第二皮带会带动两个第二转动杆转动，转动叶会对物料进行搅拌混匀，让物料与热气充分接触，从而提高冶炼效率，开启除尘组件中的第一风扇和第二风扇将下料过程中的粉尘抽到第一安装盒并被除尘袋吸住，避免粉尘飘散到空气中对工作人员身体健康产生影响。
申请人：陇川县晶准硅业有限责任公司
地址：678700 云南省德宏傣族景颇族自治州陇川县户撒乡腊撒村委会大海岛村
国籍：CN
代理机构：昆明科阳知识产权代理事务所
代理人：孙山明
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半封闭式工业硅矿热炉主要技术方案
半封闭式工业硅矿热炉主要技术方案工业硅矿热炉是硅矿加工中重要的设备，在硅产业中扮演着关键的作用。
半封闭式工业硅矿热炉是一种常用的热处理设备，其主要技术方案包括以下几个方面：设备结构半封闭式工业硅矿热炉由热炉本体、燃烧系统、炉体加热系统、控制系统等组成。
热炉本体为矩形结构，采用特制的耐火材料进行砌筑，具有一定的耐高温性能。
燃烧系统为闭式循环火焰燃烧系统，采用合适的燃料进行燃烧，保证炉内温度稳定。
炉体加热系统采用电阻加热或电弧加热方式，确保硅矿在高温环境下均匀加热。
控制系统可以实现对炉内温度、压力等参数进行实时监控和调节。
工艺流程在半封闭式工业硅矿热炉中，硅矿通过进料口进入炉体，在高温环境下进行加热。
随着时间的推移，硅矿逐渐融化、溶解，在炉底形成金属硅液体。
硅液体从炉底收集口流出，经过冷却、凝固后得到成品硅锭。
同时，在燃烧系统的作用下，炉内产生的废气经过处理后排放，实现热能的循环利用。
技术特点半封闭式工业硅矿热炉在工艺设计和设备选型上具有以下技术特点：1.高效节能：采用闭式循环火焰燃烧系统，炉内热量充分利用，减少能源浪费。
2.稳定可靠：控制系统实现对温度、压力等参数的精确监控，确保生产过程稳定可靠。
3.环保低排放：燃烧系统设计合理，废气处理系统完善，实现废气的清洁排放，符合环保要求。
4.操作维护方便：设备结构简单、维护便捷，操作人员可以轻松掌握设备运行情况。
应用前景半封闭式工业硅矿热炉在硅产业中具有广泛的应用前景。
在硅生产工艺中，硅矿热炉是必不可少的设备之一，其稳定的工艺流程和高效的生产能力能够保证硅产业的正常运转。
随着硅产业的发展，半封闭式工业硅矿热炉将会得到更广泛的应用，为硅产业的发展注入新的动力。
总的来说，半封闭式工业硅矿热炉主要技术方案包括设备结构、工艺流程、技术特点等几个方面，其高效节能、稳定可靠、环保低排放等特点为硅产业的发展提供了重要支撑，具有广阔的应用前景。
27000kVA工业硅电炉炉衬的砌筑
27000kV A工业硅电炉炉衬的砌筑付成文前言工业硅的生产是低灰份碳质还原剂高温还原高纯硅石的过程。
冶炼过程以电极与炉底形成的星形电弧电流为主回路，辅以电极间形成的三角形炉料回路，供给炉料热量。
冶炼过程中的高热高温环境对炉衬的要求极为苛刻。
现结合27000工业硅炉的筑炉实例对筑炉技术和材质选用加以概述。
1 炉衬工作环境及砌筑材料要求炉衬应具有良好的强度和绝热性能，优异的蓄热能力以及杭热震能力。
不经要耐炉料和反应气体的冲刷侵蚀，还要保证尺寸稳定，较小的变形以及炉衬的整体性。
炉衬要有较小的导热系数以保证热量的集中和传导，进而减少热量损失来提高炉膛温度。
另外较小的传热系数也可以保证热量不过多地传给炉壳使其受损。
因此，炉衬是炉壳的重要的部分。
其砌筑多用特殊的耐火材料，并根据炉子不同的部位选用不同的材料再根据耐火材料的性能进行合理的选型以保证炉衬的综合性能和使用寿命。
2 炉内温度场分布及材料选用27000kva工业硅电炉是三相电极式，其弧光电流密度随与电极距离的渐远逐渐变小。
炉内温度场随热量分布的不均由上到下大致分为预热区，炽热区，熔化区和硅水熔池区。
根据其的温度不同炉衬砌筑材料选用应和其相适应的性能材料。
轻质保温砖AI2O3含量为40%—60%，其质量比重小，可以大大减少炉衬的质量，耐火度800度，只用于炉衬最外层环砌的应用。
粘土砖AI2O3含量为40%—45%具有良好的隔热，保温，电绝缘，抗热震能力，但其耐火度较低800度左右，不能应用在温度的条件，多用于外层炉衬的砌筑。
现场的黏土砖有红白之分，发红色的黏土砖多为煅烧温度过高的现象。
其耐蚀性差些。
高铝砖AI2O3含量为45%—75%，其性能也随AI2O3含量的增加而显著提高，抗渣性能好，耐火度，荷质量软化温度较高，是筑炉的主要用砖。
在使用中，AI2O3含量为65% ，75%，的高铝砖称65砖和75砖，以75砖为性能最佳。
碳砖一般分为三种1 自焙式碳砖加热后融成整体，提高碳砖层的整体性，其的强度相对差。
3.2工业硅生产工艺
工业硅生产工艺
5、熔炼时的炉膛结构
冶 炼 炉 反 应 情 况 示 意
工业硅生产工艺
5、熔炼时的炉膛结构 ①炉料预热区：加入炉料与反应区上升气体发生传热、 炉料预热；区域中部、硅石出现裂纹、Si及SiO等 被氧化为SiO2 ②反应区：（电极周围空间及电极下部空腔、主反应 发生处：4000℃） 上部、侧部温度较低处，生成SiC； 高温炉气：CO、CO2、O2、SiO2 （粉尘：硅 损失的主要原因、全部硅的16%-19%） 硅及熔渣流到炉底
工业硅生产工艺
3、炉口料面操作特征： ①料面均匀冒气、无黑色烧结区域、炉料均匀 下沉、无坍塌和刺火现象 ②电极周围料面锥体正常、电炉中心下料快 ③电极深稳地插入炉料中、出硅口易着火 ④稳定的电能消耗
工业硅生产工艺
3、电炉的操作要求 减少硅的挥发、增加最大熔化炉料、炉气均匀 冒出、良好透气性能 Si熔点：1410℃ Si沸点：2355℃ 4、坩埚区（每根电极的下部） 电炉温度最高区、炉料在电极附近熔化、外部 形成黏又部分烧结状态：坩埚壁、动态效应
电极深而稳地插入炉料电流电压不乱炉内电弧声响低而稳冒火区域大而平均炉料透气性好料面松软而有一定的烧结性各处炉料烧空程度相差不大焖烧时间不乱基本上无刺火踏料现象电炉烟气量小消工业硅生产工艺10电炉烟气产生的原因主要原料是硅矿石和炭质还原剂
工业硅生产工艺
1、工业硅生产电炉：三相电炉、石墨电极或碳素电 极；功率 >5000KV·A；连续生产 世界最大：48000KV·A、20000KV·A最多、我国最 大25500KV·A 2、炉体选择：旋转电炉 作用：减少电量、改善料面操作、 减少甚至消除刺火
工业硅生产工艺
10、电炉烟气产生的原因 ②与采用的还原剂种类有关。产业硅烟气的主要部分 由无定形二氧化硅组成。大部门粉尘的直径为 0.25um，并由球形微粒和这些微粒的球团组成， 气流中的部门粉尘尺寸小于1um，均匀直径为 0.4um～0.5um。粉尘的化学组成（％）为； SiO2占90.6～94.1；MgO占0.18～0.34；CaO 占0.37～1.34；Fe2O3占0.14～0.30；Al2O3 占0.11～1.00；P2O3占0.11～0.20；Na2O占 0.06～0.14；C总占6.17～6.50。
工业硅的生产方法
工业硅的生产方法
1. 直接还原法呀！就像搭积木一样，把硅石这些原材料直接放在电炉里加热，就得到工业硅啦！比如说，你看那些炼钢厂，不就是用类似的方法把铁炼成钢嘛！
2. 碳热还原法也很常用哟！用碳和硅石反应，瞧，工业硅这不就出来了。
这就好比做饭的时候各种食材搭配起来就变出美味佳肴一样！
3. 还有熔剂精炼法呢！通过加入一些溶剂来提纯，哇，工业硅的品质就更好了。
这和我们挑选水果，把不好的挑出去留下好的不是一个道理嘛！
4. 吹气精炼法也蛮神奇的哦！对着熔体吹气，就能让杂质跑出来呢。
就像吹走灰尘一样简单呀，嘿！
5. 定向凝固法厉害啦！让硅慢慢凝固，杂质就被挤到一边去了。
这不就跟排队一样，整齐的排在那，好的就凸显出来啦！
6. 电子束熔炼法呢，高科技哦！用电子束来提炼工业硅，哇塞，太酷了吧。
就如同科幻电影里的高科技手段一样神奇！
7. 等离子熔炼法也很牛呀！利用等离子来处理，工业硅就更纯了。
这就好像给工业硅做了一场高级美容一样呢！
8. 真空感应熔炼法也不能落下呀！在真空环境下进行熔炼，工业硅变得超棒的哟！这就好像让工业硅去了一个特别纯净的地方度假，回来就焕然一新啦！
我的观点结论就是：这些生产方法都各有特点和神奇之处，共同推动了工业硅的生产和发展呀！。
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 。
工业硅炉设计与生产
排烟管道
烟罩系统
产品出口系统 硅水抬包
生产工艺
12
8
4
3
5
7
6
10
9
耐火材料
炼硅电弧炉的断面图：1，隔热炉衬；2，烧结炉料；3，部分熔料；4，部分金属硅炉料；5，熔融金属 化炉料；6，富SiC结壳；7，硅熔体；8，炉渣；9，玻璃相；10，炉渣渗入碳砖衬里；11、耐火材料。
生产安全管理
● 1、制定标准 ● 2、对照标准培训员工 ● 3、对照标准 ● 4、测量现状 ● 5、计算差距 ● 6、追溯根源 ● 7、制定正确措施 ● 8、落实及时到位 ● 9、优化循环改进
炉型选择
● 根据公式P=UIcosΦ√3反算，若电流按照72000A控制，功率因数保持在0.95,将有功功率提升至 2 7 0 0 0 K W ， 则 电 压 应 提 升 至 2 2 8 V, 将 有 功 功 率 提 升 至 3 0 0 0 0 K w, 则 电 压 应 提 升 至 2 5 3 V 。 然 而 系 统 存在一部分压降损失，经过测量，变压器和短网压降损失为15V左右。这部分压降损失暂时无法 解 决 ， 所 以 实 际 电 压 要 提 高 到 更 高 的 水 平 ( 有 功 功 率 2 7 0 0 0 K w, 则 电 压 应 提 升 至 2 4 3 V, 有 功 功 率 30000Kw，则电压应提升至268V)，所以工业硅产能的提升，需要从以下两方面着手：一方面对 电炉变压器参数实施优化，着手提升二次电压，提高电效率，降低电压损耗，减少无功损耗，在 不改变现有供电设备的前提下，提升电炉变压器的带载能力，是解决变压器制约负荷提升的一项 重要举措。另一方面，用稳定容量电网，提升电炉变压器一次侧电压，也是提升二次电压，提升 产量的有效途径。
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。
33000工业硅筑炉计划书
33000工业硅筑炉计划书为了确保公司33000工业硅筑炉的正常启动和平安生产生产运行，自2021年3月初以来，在公司总经理的正确决策和领导下，从电炉厂房的设计、冶炼参数确实定、设备的选型、材料的选用、电炉结构的设计、电气设备的配备等诸多方面都高标准、严要求。
确保一流的配备和选用。
目前33000工业硅筑炉已初具启动远行的条件，但为了电炉启动前应具备的条件、电炉启动后应进行的步骤、电路正常运行应到达的目标和指标。
具体安排部署如下：一、33000工业硅筑炉启动前应具备的条件：原料是根底、设备是条件、技术是保证、操作是关键。
1、启动前原料储藏：合格硅石8000吨、木柴100吨、合格兰碳4000吨、大块焦炭160吨、合格钢屑800吨、合格氧化铁皮800吨、电极糊1#密闭糊160吨、2．35～2．5 mm电极壳板16吨、1．8～2．0 mm电极壳筋板8吨、Φ32螺纹钢60～80吨、20×2.75焊管6吨、堵炉头4吨、Φ38×3.5无缝钢管2吨、Φ38×3.5无缝钢管2吨、Φ28螺纹钢2吨、干泥20吨、氧气60瓶、以及其它工具、用具、劳保用品等。
2、设备是条件：2.1、环保除尘装置系统：配料系统(筛网、皮带机、开关、护栏、配料控制室、电气系统及变频启动系统、主令开关及上下限位系统、称重系统、称重仓调试先后顺序下料调试)、上料称、上料车、出铁系统、烧穿器母线开关、烧穿器挡墙、支架、轨道、硅水包车的砌筑烘干、牵引车、吊包架支架、吊具、吊盘、过铁称、电气控制系统、铸模锭池等。
水循环系统：循环水池、黄河水池、炉变冷却水池的清理及注水、进水口出水口的标准、水处理器室内的清理标准、符合标准的管道吊架支架、各关键部位压力的显示、电气系统验收以及其它工具和用具的配备。
炉体砌筑的校核、启动前电极烘烤花栏的制作、炉膛内底、炉壳以及电极底部的防护层、电极极心园位置的校正、测量和论证；矮烟罩四周炉门的标准、电极密闭圈的标准、捣炉机的安装调试、炉门提升机的校正验收、吊挂、电水系统的绝缘、电极位置的进一步调整、炉前操作台确实认、炉前下料管的操作台控制确认、料管位置的调整、炉门排烟系统地标准、短网系统的进一步确认处理、所有悬挂悬吊对升降电极的行程进一步确认(短网、水管、胶管长度)；炉口排烟围板的制作安装(3.0/1.8毫米钢板制作)。
工业硅生产操作范文
工业硅生产操作范文工业硅是一种重要的工业原料，广泛应用于电子、光伏、玻璃、建材等行业。
下面是关于工业硅生产操作的详细介绍。
首先是原料准备。
工业硅的主要原料是硅石，一般通过采矿获得。
在原料的选择上，应选择含硅量高、杂质少的硅石，并进行破碎、磨碎等预处理。
同时，还需选择适宜的助剂和添加剂，如还原剂、硫酸、碳素等。
接下来是冶炼过程。
工业硅的冶炼主要有两种方法，即炭热法和气相法。
炭热法是目前应用最广泛的方法。
在冶炼过程中，首先需要将预处理后的硅石与助剂按一定比例混合，然后加入还原剂和氧化剂，控制好反应温度和反应时间，使硅石得到还原，生成工业硅。
在炭热法中，还需要注意以下几个环节：1.加热过程：将硅石与助剂放入炉内，通过加热使其达到反应温度。
加热方法主要有电加热、火焰加热等，需要根据具体情况选择合适的加热方式。
2.制氧环节：氧化剂是硅石冶炼过程中重要的一环，可以通过加入氧气、空气或氧化剂来提高反应速度和产量。
3.还原环节：还原剂在工业硅冶炼中起到还原硅石、去除杂质的作用，还原剂的选择要根据硅石的成分和要求来确定，一般常用的还原剂有木炭、焦炭、石墨等。
4.温度控制：工业硅冶炼过程中，温度控制非常重要，过高或过低都会影响反应速度和产品质量。
需要根据实际情况和工艺要求，采取相应的温度控制措施。
5.反应时间：反应时间对工业硅的产量和质量都有影响，需要根据硅石的特性和工艺要求合理控制。
冶炼完成后，得到的工业硅还需要进行下一步的处理，以提高其纯度和适应特定的应用需求。
主要的处理方法有：1.过滤和洗涤：通过过滤和洗涤去除硅石中的残留杂质和助剂，提高工业硅的纯度。
2.熔融和再结晶：通过熔融和再结晶过程，可以去除硅石中的杂质，使工业硅粒度均匀，提高产品质量。
3.粉碎和磨细：将工业硅进行粉碎和磨细，使其达到特定的粒度要求，以适应不同的应用需求。
4.包装和储存：对于得到的工业硅，需要进行包装和储存，以保护产品的质量和延长其使用寿命。
工业硅生产操作2021优秀文档
2.2工业硅生产工艺
• （1）I区为炉料预热区 • 炉料加入，上升炉气加热。中心部位700-800度，电
极附近1000度，外围400度。水分100度-200度蒸发 掉，化学结合水400度排除。 • （2）II区为反应区 • 部分电极周围空间及电极下部空腔。 • 炉料沉落，强烈加热。下部电弧区温度可达4000度， 物料 转化为气态。氧化硅被碳还原生成大量气体，以 较大压力向上排出，生成的硅和熔渣流到炉底，物料 体积缩小，形成自由空间，被上面下来的另一些炉料 填充。反应中产生的气体经炉膛料面逸出，主要成分： CO、CO2、O2、CH4、H2，含有大量粉尘，主要是 SiO2，是造成硅损失的主要原因。
2.1工业硅生产操作
硅石水洗筛分
低灰分煤、石油焦
木块、木炭等
称量配料 电炉熔炼 工业硅精炼 浇铸破碎
烟气回收 微硅粉
2.1工业硅生产操作
SO2
石油焦
烟煤
木炭
2.1工业硅生产操作
• 原料比例计算 • SiO2+2C=Si+2CO • SiO2 100% • 100kg硅石所需固定碳量 • 固定碳量=100*2*碳的相对原子质量
2.2工业硅生产工艺
• 作业 • 简述工业硅的生产流程。 • 工业硅冶炼炉冶炼过程中可分为那几个
区域？
7.你不能拼爹的时候，你就只能去拼命！ 88.学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基 58.回忆过去，满满的相思忘不了。朋友一生一起走，那些日子不再有，一句话，一辈子，一生情，一杯酒。有过伤，还有痛，还有你，还有我。 52.时间被轻轻踏碎，再也无法拼接完全。 14.人一定要经得起假话，受得起敷衍，忍得住欺骗，忘得了诺言，放得下一切。失去的东西，其实从来未曾真正地属于你，也不必惋惜。 26.人要抱着希望才能活得好。希望是指愿意主动实现其生活，让生活更美好，更健康，更有活力。希望不是消极地期待，而是主动地创造。希望即是生命和生活的本身，而不是野心和贪婪。因 此抱着希望的人，总是心怀具体的目标和理想，而非虚幻的空想。他们不断孕育新的生活，心智不断成长，因此生命也是蓬勃地发展。
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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）。