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        4. 化學用金屬硅的冶煉工藝(二)

          金屬硅粉,金屬硅,金屬硅粉生產廠家,工業硅粉--東營漢尊新能源科技有限公司   2019-08-08 10:53:54 作者:SystemMaster 來源: 文字大小:[][][]
          3、化學工業用硅的冶煉工藝

          化學用硅的工藝流程包括爐料準備,電爐熔煉,硅的精制和澆鑄,除去熔渣夾雜而進行的破碎。在爐料配制之前,所有原料都要進行必要的處理。硅石在顎式破碎機中破碎到塊度不大于100mm,篩出小于5mm的碎塊,并用水沖洗潔凈。因為熔爐中碎塊在爐膛上部熔融,從而降低了爐料的透氣性,使生產過程難以進行。石油焦有較高的導電系數,要破碎到塊度不大于10mm,又要控制石油焦的粉末量。因其在爐膛口上直接燃燒,會造成還原劑不足。

          化學用硅生產中,煙煤完全可以取代木炭,如湖南株洲精洗煙煤,固定炭達77.19%,揮發分為19.4%,灰分含量3.41%,Fe2O3含量0.22%,Al2O3含量0.99%,CaO含量0.17%。經生產實踐,采用此種煙煤冶煉化學用硅是可行的。

          生產化學用硅用的木塊和木片是用截材機和木片削片機加工的。爐料中碳質還原劑主要以石油焦和煙煤為主,木塊和木片的用量要視爐況來決定。生產中不用木質,反而產品質量還更穩定。爐料的配比根據要求所生產的產品級別來定。石油焦和煙煤的配比按每批礦硅需要的碳量來確定。石油焦和煙煤的比例對爐料的工作電阻影響較大。

          爐料各組分經稱量后,將爐料混合均勻,待搗爐后,將混合均勻的爐料集中加入爐內。保持一定的料面高度,加料均勻。

          化學硅生產是連續不斷進行的。爐內的狀況也不是永恒不變的?;瘜W硅生產在電爐內是以電能轉換成熱能,然后再用熱能直接加熱物料而產生化學反應的過程。所以爐內的電氣特性是非常重要的,熔煉實行閉弧操作,保持高溫爐,提高熱效率,提高電爐利用率,在研究中使用容量為3200KVA和6300KVA金屬硅爐各一臺。熔煉采用一定時間的燜燒和定期集中加料的操作方法進行。正常情況下爐料難以自動下沉,一般需強制沉料。爐況容易波動,較難控制。因此,在生產中必須正確判斷,及時處理。每4小時出一次爐,進行精練澆鑄,破碎挑渣整理入庫。

          4、電爐操作化學硅熔煉是在埋弧狀態下進行的。為生產出恒定均質的金屬硅,需要實行最佳的爐子操作,在熔煉過程中。熱量主要來源電能。所以在爐膛內電流的流徑路線及各路線的電流量的分布對爐膛內各區的溫度分布和整個熔煉過程的進行有重要的影響,要注意保持三相電能的負荷平衡,這樣才能提高產量,保證質量,降低電耗。

          4.1加料和搗爐要想使硅的熔煉爐達到優質高產的目的,除了要求良好的電爐參數,精良的原料,合理的配比之外,操作方法的好壞是十分重要的因素。合理的加料方法對料層結構,電極在爐內的穩定性和熱能的充分利用,起著主導的作用。生產中,加料和搗爐是結合進行的。要根據熔煉過程的不同情況和特點,適時地完成加料、搗爐作業。為了保持爐內有良好的透氣性,需要進行扎眼和搗爐。小搗爐根據爐況而進行,大搗爐一般每一個小時左右進行一次,搗爐要快要透,搗爐搗出的塊料推向爐心,搗爐過程中不能邊搗爐邊加新料。一個電極區一個電極區進行搗爐的操作是不可取的,必須集中統一搗爐、統一加料,這樣才能保持較高的熔煉溫度。穩定爐子操作最重要的因素是保持料層中恒定的溫度分布。如果爐膛溫度分布受到[破壞,爐子操作會受嚴重干擾。生產中爐料的粒度和均勻程度,加料和出爐以及爐膛料面的處理都會影響電極運動。電極移動過大、過強的搗爐都會使爐子操作不穩定。

          4.2閉弧操作

          閉弧操作是將電極適當地埋入爐料中,以半熔融爐料為阻抗體,在電極和熔融爐料之間產生電弧。要想做到閉弧操作,首先就要考慮投料方法。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閉弧操作?;瘜W硅生產中,我們采用分次投料法,料層結構穩定,電耗低,爐齡長。操作中要處理好幾個問題:一是要選擇好適合的電氣參數,使電極能有適當深度地插入料層;二是要想辦法控制好爐料的比電阻;三是爐料粒度對硅的冶煉有重要影響,粒度過大和過小對爐況都不利。閉弧操作的優點是:①爐內料層結構能形成一個完整的體系,爐料依次下沉;②弧光不外露,料面上輻射熱損失大大減少,保持高爐溫,熱效率提高,從而增加產量、提高產品質量和降低電耗。③能使電極消耗量達到平衡穩定,避免發生惦記折斷事故。④料面的溫度比較低,使料面上的設備受到的熱腐蝕較輕,延長了設備的壽命,提高電爐設備的利用率。⑤粉塵較少,可使爐面操作有一個較好的操作環境。爐子無論大小,只要采取適當措施,都可以做到閉弧操作,獲得理想的生產效果。

          4.3配電技術電弧爐是用電弧發生的熱來進行加熱的裝置。在化學硅冶煉過程中,物理化學變化與電氣制度有著緊密的聯系。配電操作的好壞,對冶煉效率有十分重要的影響。電弧主要存在電末端,空腔受電弧沖擊推力的作用,把物料腿開,形成燈泡形。熔煉過程中,電爐電氣參數的控制是由配電工作完成的。一般情況下就是控制電極的埋入深度。淺埋電極,一般表明還原劑過剩,電極附近形成火眼,電弧聲響亮,出爐硅溫度低,數量少、電耗高。深埋電極,如果爐料中還原劑過少,電極將處于較低位置。因為爐料電阻隨著爐料中碳的減少而增大,電阻增大使電流負荷下降,電極消耗增加,生產率降低。生產中,電極的埋入深度根據現場操作來確定。調節電極埋入深度就是改變爐料的電阻值,這是調節爐況的最佳手段。當電爐二次電壓超過一定值后,電極會受損壞,硅的揮發損失增多,爐膛上部過熱,熱損失增大。二次電流,受電極允許電流密度的限制,也不能隨意增大。

          電流電壓的比值,是爐前操作的重要因素。電流電壓比過小,電極下不去,明弧生產難操作。電流電壓比過大,電極插入爐料過深,生產不夠十分理想。生產中,只有找到適當的電流電壓比時,工作電流穩定,物料均衡和電極即使升降,才能取得最好的生產成果。調整工作電壓是調整爐子的生產率的重要手段。爐子工作電壓取決于兩個方面:一方面是短網結構,要求電效率要高,功率因素應適當。另一方面是爐況,包括爐體結構和生產操作情況,熔煉中工作電阻的阻值很關鍵,它易變動,應努力使其穩定并趨近最佳值。一般情況,為保證正常的料面溫度,提高電壓。包這個正常的料面溫度在600°C左右。使用符合規格的原材料,爐料粒度大,電阻就小,支路電流大,電極不易深入。
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