三臺單相變壓器可以實現(xiàn)分項調(diào)壓

1、三臺單相變壓器可以實現(xiàn)分項調(diào)壓三臺單相變壓器可以實現(xiàn)分項調(diào)壓“人類社會的進化和發(fā)展一般是以材料為標(biāo)志，即石器時代、青銅器時代、鐵器時代。 但隨著社會發(fā)展和科學(xué)的進步， 半導(dǎo)體特別是硅的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用使我們的生存條件、 社會及生 活發(fā)生了革命性變化，甚至超過了以前所有材料時代所發(fā)生變化的總和，這就是 硅時代 '。 我們生活在 硅時代 '僅僅只有半個世紀 ”。生活中我們的手機、電視機、電腦、數(shù)碼產(chǎn)品，乘 坐的飛機、汽車、輪船，航空領(lǐng)域的衛(wèi)星、飛船、火箭等等，都與硅相關(guān)，還有刻下炙手可 熱的材料名詞如光伏材料、單晶硅、多晶硅、硅橡膠、硅油、硅樹脂、硅鋁合金等等隨處可 見、不絕于耳。這些與

2、硅相關(guān)的材料實際都離不開基礎(chǔ)材料?工業(yè)硅（金屬硅）。工業(yè)硅從實驗室研究到規(guī)?；a(chǎn),是從 1938 年蘇聯(lián)建成世界第一臺 2000KVA 單相單電極電爐工業(yè)硅工廠起先的。隨后法國、日本、加拿大、美國、挪威和巴西等都相繼興辦了 工業(yè)硅廠。中國工業(yè)硅生產(chǎn)始于 1957 年的撫順鋁廠。 70 年代中期又在貴州遵義和青海民和興辦 工業(yè)硅廠。到 1989 年底，工業(yè)硅電爐總裝機容量已達數(shù)十萬 kVA ，最大工業(yè)硅廠年產(chǎn)能力 為1萬t。90年代后期國際起先多量興辦 6300KVA工業(yè)硅爐，進入2000年后興辦8000 KVA 的，最近3年起先多量興辦 一KVA的，有幾個規(guī)模大的硅企業(yè)比如云南永昌、河南昇陽

3、分別引進德馬克和南非技術(shù)，興辦了容量為KVA和KVA的工業(yè)硅電爐?？v觀國際，雖然工業(yè)硅設(shè)備技術(shù)和生產(chǎn)水平獲得了很大促進和發(fā)展， 但是工業(yè)硅行業(yè)的總體設(shè)計技術(shù)和工藝管理水 平依然參差不齊， 認識上也有很大區(qū)別。 這也是為什么在同一個地方， 有的廠的設(shè)備運行非 常正常、各項指標(biāo)好，而另一個廠的設(shè)備運行狀況和各項指標(biāo)很不理想的關(guān)鍵原因所在。工業(yè)硅行業(yè)有句俗語： “原料是基礎(chǔ)，設(shè)備是條件，操作是關(guān)鍵，管理是保障。我就比較普遍的9000 KVA工業(yè)硅爐設(shè)備、原料、操作、管理4個方面的一些認識和體會，從設(shè)計和生產(chǎn)管理的角度與大家探討學(xué)習(xí)，相互交流進步，為中國硅業(yè)蓬勃發(fā)展而努力。一、9000 KVA工業(yè)硅爐

4、的合理設(shè)計任何一種材料的制取都離不開設(shè)備， 工業(yè)硅也不例外。 “工欲善其事， 必先利其器。 ”2009 年初，我們通過對 9000KVA 以上的硅爐的故障問題和操作特點作了多量數(shù)據(jù)的收集梳理、 總結(jié)分析， 結(jié)合多年設(shè)計和生產(chǎn)管理經(jīng)驗， 你看蘇州工業(yè)電爐。 對以往的設(shè)計和理念做了重 大調(diào)整修正和提煉。對新設(shè)計和改造的硅爐，在細節(jié)上下功夫，使設(shè)備故障率小于1% ，保證長期穩(wěn)定運行，為穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)、節(jié)能降耗創(chuàng)造條件。1、廠房的合理設(shè)計重點是保證搗爐機工作時伸縮、旋轉(zhuǎn)自如、空間大；全方位加料無死角；出爐口寬廣 不設(shè)立柱；液壓系統(tǒng)所有元件遠離高溫區(qū)；電極庫房（我們一般設(shè)在冶煉跨三樓平臺）、澆 鑄車間、精整破

5、碎包裝車間、成品庫獨立分開。廠房布置有兩種形式： 如果電極采用倒三角布置，則選用單臺三相變壓器，盡量接近爐體但又與高溫?zé)煔飧綦x，可以做到短網(wǎng)最短，而且基本對稱，減少強弱相。主廠房較低，總體投資較省。（見圖 1 ）圖1 工業(yè)硅三相變壓器廠房立面圖 如果采用三臺單相變壓器布置，則多一樓層， 主廠房增高。 整體投資較高。 （見圖 2）2、爐襯高溫區(qū)采用自焙碳磚與半石墨化碳磚結(jié)合的方式，外圍用高鋁磚、粘土磚、輕質(zhì)保溫磚，爐孔采用全石墨磚或半石墨質(zhì) 半碳化硅整體轉(zhuǎn)， 可以正常使用四年不用大修爐襯。 筑 爐方式一般分為有縫和無縫砌法兩種。有縫法（見圖3）是傳統(tǒng)砌法，對碳磚的外形幾何尺寸沒有要求； 無縫法

6、（和圖 4）是近幾年出現(xiàn)的， 要求碳磚必需精加工， 幾何尺寸要求嚴格。圖2 工業(yè)硅三臺單相變壓器廠房立面圖圖3 有縫砌法的爐襯結(jié)構(gòu)圖圖4 無縫砌法的爐襯結(jié)構(gòu)圖3、電極壟斷設(shè)備 壓力環(huán)電爐容量越大，銅瓦數(shù)量越多，壓力環(huán)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜。而壓力環(huán)是整個電爐的核心設(shè)備。 其設(shè)計合理與否， 直接影響到連續(xù)生產(chǎn)、 甚至電力單耗和產(chǎn)量指標(biāo)。 所以選用碟形彈簧式不 銹鋼壓力環(huán)， 設(shè)計時考慮到大電流強磁場的影響， 采取了屏蔽磁場的措施來珍愛碟簧不被磁 化發(fā)紅而影響彈性，這樣就做到了免維護，且抱緊力始終大于 10 噸，相變?？梢宰龅矫繅K 銅瓦一對一單獨調(diào)整， 與波紋管效果相同。 但碟簧這種結(jié)構(gòu)比較簡單， 無需在高溫區(qū)

7、設(shè)置液 壓油路。本設(shè)計已經(jīng)在近 30 臺電爐上使用，推行證明了以上優(yōu)點。只要安裝調(diào)整到位，保 證銅瓦與電極之間 3.5Kg/cm2 以上的接觸壓力，銅瓦是不會打弧的，壓放電極時也不用松 銅瓦。云南德宏、 四川和重慶有幾個公司生產(chǎn)運行一年多沒有打過弧， 也沒有換過一塊銅瓦。 銅瓦除被刺火燒壞之外，沒有打弧損壞的。（見圖 5）圖5 電極壟斷器彈簧壓緊機構(gòu)4、電極升降與壓放電極升降系統(tǒng)采用液壓，用單向調(diào)速液壓缸（上升靠油壓，下降靠自重），電極到爐底自動停止下降， 可以珍愛電極及設(shè)備不受損壞； 壓放采用液壓與碟形彈簧結(jié)合的方式 （也有采用氣囊結(jié)構(gòu)的） ，正常生產(chǎn)時彈簧抱緊。 液壓只在需要壓放電極時工作

8、，進步了的可靠性。一套液壓系統(tǒng)做到了電極升降與壓放、 煙囪閥門和搗爐門開關(guān)的全部功能， 所有動作全 部在配電柜臺上按鈕操作實現(xiàn)。（圖6）5、電爐變壓器采用有充分裕量的殼式變壓器：這種變壓器體積輕，超負荷能力強，只是成本比傳統(tǒng) 芯式變壓器略高。因為不少企業(yè)習(xí)慣超負荷1030% 長期運行，加大電流電壓比，使電極深埋， 表面上看爐況較好，電耗有所降低，產(chǎn)量有所增加。但是超負荷運行使變壓器和短網(wǎng) 電阻損耗加大，降低了電效率，功率因數(shù)也同時降低。所以選用變壓器時一定要考慮 30% 的裕量，這對冶煉生產(chǎn)是很有利的！圖6 電極壓放和升降裝置6、短網(wǎng)通常對短網(wǎng)的基本要求是：足夠的有效截面積和載流能力；充分考慮

9、交變電流肌膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)的影響， 進步板材導(dǎo)體的寬厚比或管材導(dǎo)體的外徑和壁厚比； 盡可能縮 短導(dǎo)體長度、 減小導(dǎo)體接觸電阻； 避免導(dǎo)體附近鐵磁物質(zhì)的渦流損失； 適當(dāng)?shù)慕?jīng)濟電流 密度；足夠小的感抗值；選用導(dǎo)電性好的T2銅；降低導(dǎo)體的運行溫度。根據(jù)上述8項原則，我們設(shè)計時一般取電流密度為：水冷銅管1.53A/mm2, 水冷電纜 11.5A/mm2 ，銅瓦與電極間的接觸面 0.01 0.025A/mm2。我們一般選用外徑為7080mmT2銅管制作 短網(wǎng)。（1 ）如果選用單臺三相變壓器，則采用水冷電纜（圖7）、水冷銅管短網(wǎng)。既節(jié)約投資，比傳統(tǒng)的銅排節(jié)約 50% 的銅材，你知道可以。超負荷能力又強。倒

10、三角采用我們首創(chuàng) 設(shè)計的變壓器八字形出線 （圖 8）的短網(wǎng)布置， 這樣可以盡可能的縮短變壓器到爐心的距離。阻抗小，壓降低。2）如果選用三臺單相變壓器，則三相對稱，變壓器可以最大限度的接近爐心。出線端直接用水冷電纜與銅瓦銅管相連， 省去短網(wǎng)。 按照已有的設(shè)計， 水冷電纜長度基本不超過3 米。從理論上講，三臺單相變壓器可以實現(xiàn)分項調(diào)壓，單相。避免強弱相，短網(wǎng)短而且長 度一致。 但是從目前多家企業(yè)的運行狀況和生產(chǎn)指標(biāo)看， 三臺單相變壓器的電爐和單臺三相 變壓器相比，并無明顯優(yōu)勢。在云南德宏和保山等地，我們設(shè)計了上述兩種形式的電爐和短網(wǎng)。圖7 水冷電纜圖 8與八字短網(wǎng)相匹配的變壓器俯視圖7、銅瓦（ 1

11、 ）采用鈦鉻合金鑄造銅瓦，與鍛造銅瓦比具有高溫環(huán)境下變形小、強度高、成本低 的優(yōu)點。 而有些鍛造銅瓦存在受熱后易翹曲變形導(dǎo)致打弧燒壞引起漏水等故障， 不得不停爐 更換。經(jīng)過測量使用前和使用后燒壞換下的鍛造銅瓦，其變形量超過 5mm 。這內(nèi)中有設(shè)計 原因，也有制造原因。 所以我們在對比后選擇了鑄造銅瓦。 通常只要保證了足夠的接觸壓力， 鑄造銅瓦在生產(chǎn)期間很少甚至沒有打弧，其變形量幾乎為零。（2）如果采用鍛造銅瓦，那么結(jié)構(gòu)上需要重新調(diào)整，銅瓦后面的受力點需要增加厚度 和強度，盡可能減少受熱受力后的變形。目前的鍛造銅瓦背后頂頭受力處都是加工成凹形， 與內(nèi)圓弧接觸面之間的厚度只有 50mm 左右，然后

12、做一道絕緣，實際上就降低了銅瓦的受 力后抗變形能力。如圖 5 所示的銅瓦結(jié)構(gòu)就不易產(chǎn)生變形。8、半封閉中煙罩從煙罩結(jié)構(gòu)我們可以看出工業(yè)硅設(shè)備的發(fā)展?fàn)顩r（如圖9 所示）。最初設(shè)計的煙罩結(jié)構(gòu)多為高煙罩。 很長一段時間內(nèi)， 人們普遍認為高煙罩冶煉能耗低。 這種意識阻礙了中低煙 罩的發(fā)展。由于國家環(huán)保政策的強制實施，矮煙罩才獲得進一步推廣。但是傳統(tǒng)設(shè)計的中、 低煙罩結(jié)構(gòu)， 盡管許多設(shè)備隔離在高溫區(qū)外， 而除塵效果卻很不理想， 反而加劇了操作環(huán)境 的惡化。針對這種境況，我們對煙罩結(jié)構(gòu)作了根本性的調(diào)整（如圖10 ）。采用我們獨創(chuàng)設(shè)計的中煙罩 +n 型副煙罩形式 （也可叫盆式煙罩， 即煙罩頂部中間低， 周圍

13、高） 。工業(yè)電爐 日本。 中煙罩頂部中心的骨架和中心蓋板選用不導(dǎo)磁的不銹鋼材料制作， 周圍采取隔磁的措施， 有 利于降低電磁損耗。 副煙罩頂部最高可達到 4.5 米，既吸取了高煙罩排煙能力強， 料面溫度 低，也吸取了矮煙罩使主要設(shè)備遠離高溫區(qū)的優(yōu)點。通過云南、重慶、四川等多家硅廠的使 用，排煙效果相當(dāng)顯著， 操作環(huán)境大大改善。 同時水冷搗爐門開關(guān)采用液壓升降， 按鈕操作。 煙罩周圍采用水冷墻板內(nèi)中砌筑耐火磚或打耐火澆注料， 降低周圍操作環(huán)境的溫度， 減少熱 輻射。目前這種結(jié)構(gòu)的煙罩已被國際很多企業(yè)認同并起先廣泛推廣。如果能夠在KVA 的電爐上推廣，結(jié)合修正 KVA 電爐煙罩的簾幕結(jié)構(gòu)，那么可以

14、很大程度上改善車間的高溫操作環(huán) 境。圖9 傳統(tǒng)設(shè)計的低煙罩圖 10 最新設(shè)計的中煙罩9、水路設(shè)計水路好比人體的血管，工業(yè)電爐。冷卻水好比人體的血液。從生產(chǎn)過程中設(shè)備的角度 上講， 水比電還重要。 所以作為設(shè)計和制安人員必需要重視水路的設(shè)計和安裝。 水的流速要 大于 0.8 米/秒、壓力大于 0.25MPa ，且水路在爐內(nèi)高溫區(qū)的流動長度最多不超過 30 米， 水 路截面必需按照這幾個參數(shù)計算設(shè)計， 保證水流在水路的任意位置均為紊流， 而非層流。 這避免水冷件里的樣散熱快， 且不易沉沙積垢。 進出水的開孔位置盡量堅持低進高出的原則， 空氣積存影響冷卻效果。在設(shè)計或安裝時如果沒有上述要求，很多電爐

15、就會出現(xiàn)高壓蒸汽斷水的故障，同時結(jié) 垢現(xiàn)象異常嚴重。另外循環(huán)進水溫度最好低于30 C,出水溫度最好低于 45 C。武漢工業(yè)電爐。如果達不到要求，需另外增加降溫效果良好的玻璃鋼冷卻塔。10 、電極選用在硅冶煉爐中，電極就是心臟，是導(dǎo)電系統(tǒng)的重要組成部分，也是工業(yè)硅生產(chǎn)中主要 的消耗材料之一。一般采用石墨電極或碳素電極。設(shè)計時選用電流密度：石墨電極814A/cm2 ，碳素電極 5 6A/cm2 。電極質(zhì)量的好壞，直接影響電爐的正常生產(chǎn)。最好采用規(guī)模較大、質(zhì)量可靠而且穩(wěn)定、 售后服務(wù)好的廠家的品牌電極。對電極的基本要求：（1）導(dǎo)電性好、電阻率?。ㄊ姌O813Q .m西安工業(yè)電爐。 碳素電極25 4

16、0 .m，電能損失少。（2）熱膨脹系數(shù)小，不易炸裂。（3）灰分、雜質(zhì) 含量低，高溫時有足夠的機械抗壓、抗折強度。11、電爐參數(shù)的選擇電爐參數(shù)的確定非常重要，特別是極心圓、電極直徑（如果選用石墨電極則電極直徑為9601020mm為宜；如果選用碳素電極則電極直徑為1060 1100mm 為宜）和爐膛直徑，爐膛深度，煙罩高度的確定（具體的計算方法有很多前輩的資料已經(jīng)表達得很清楚，這里不再贅述）。這些數(shù)據(jù)直接影響到生產(chǎn)效果和指標(biāo)。比如KVA硅爐，如果選用 960的石墨電極，通常設(shè)計時極心圓直徑按照經(jīng)驗公式得出的極心圓直徑是2400左右。但是2500以上。比如用大在實際運行過程中，因為原材料結(jié)構(gòu)的不同通

17、常極心圓要調(diào)整到在油焦生產(chǎn)，因為油焦的比電阻小，為了使電極深埋，KVA的電爐的極心圓直徑應(yīng)該在2500 2800之間。如果是大木炭生產(chǎn)，則極心圓通常在2400 2600之間就能達到比較理想的指標(biāo)。所以選擇參數(shù)，按公式計算還必需結(jié)合原材料、生產(chǎn)工藝和實際生產(chǎn)效果，有所變化和調(diào)整。通常KVA工業(yè)硅電爐主要設(shè)計參數(shù)如下表:序參數(shù)實選數(shù)據(jù)備注號分類1額定超負荷30%容量2電極石墨電極直徑 960 020mm碳電極 1(601100mm3電極石墨電極電密8 14A/cm2碳素極56A/cm24電極A電流5極心 2500 800mm高焦工藝取上圓直徑限；6爐膛 6100 300mm直徑木炭工藝取中下限。7

18、爐膛深度2500 2600mm8銅瓦數(shù)量8塊/相9煙囪直徑2 X 220012、搗爐機的設(shè)計搗爐機（包括KVA以上電爐配套使用的加料、撥料搗爐機）是工業(yè)硅生產(chǎn)中重要的必 不可少的冶煉輔助設(shè)備。搗爐機的設(shè)計原則： 可靠的絕緣，特別是用于帶電搗爐，絕緣的合理設(shè)計顯得非常重要； 較快的伸縮速度 35 40m/min ; 整體強度。學(xué)會 nokia5230原機主題。變壓器。搗爐機在工作時處于500 800 C高溫環(huán)境，相比常溫，搗爐桿的強度會大大降低；如果我們能夠設(shè)計出水冷結(jié)構(gòu)的搗爐桿，那 么搗爐機的使用壽命將大大延長； 足夠的行程（2.8m以上），可以保證搗爐機的工作范圍，縮小搗爐盲區(qū)； 足夠的插入

19、和搗爐氣力。氣力不足，影響搗爐效果。圖11全液壓搗爐機二、工業(yè)硅生產(chǎn)工藝管理好的設(shè)計必需有好的管理，二者相輔相成，相得益彰。圖12工業(yè)硅工藝流程圖工業(yè)硅生產(chǎn)從工藝上來講，目前大致分為大木炭工藝、高焦低碳、高焦低煤工藝、半焦半煤工藝、全焦工藝。隨著木炭的限制，很多內(nèi)地企業(yè)起先采用高焦低煤或半焦半煤工藝。1、設(shè)備管理設(shè)備管理是生產(chǎn)管理的支柱，是節(jié)能降耗、穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的基礎(chǔ)。所以如何減少設(shè)備熱停爐時間，進步設(shè)備的作業(yè)率；如何制定科學(xué)合理的設(shè)備管理制度，就顯得尤為重要，也是我們要重點思考的問題。（1 ）主體冶煉設(shè)備實行作業(yè)率，每個月只給一定的檢修時間。每節(jié)約一個小時給一定的獎勵；工資的高低與停電時間掛靠，

20、檢修時間越長，工資越低，反之越高。（2）外圍設(shè)備如搗爐機、臺包車、行車實行維修成本管理，控制浪費；檢修按照工時 制度，檢討工作能力和工作狀況。從目前的運行狀況來看，這種制度最大限度的進步了檢修的效率，促使機修把重點放在了如何預(yù)防故障上，也就是由原來的被動維修轉(zhuǎn)變成主動維護。（如表1）表1重慶某公司8臺爐子9、10月份的作業(yè)率統(tǒng)計（外線停電和斷電極時間除外）類別1#2#3#4#5#6#7#8#爐爐爐爐爐爐爐爐9月作業(yè)率%799.99.6999.99.7499.98.5499.725日啟爐10月作業(yè)率%399.99.4299.100999.99.799.9999.99(3) 為避免刺火燒壞銅瓦和壓

21、力環(huán)造成漏水停爐檢修，工藝上控制料面，要求料面與 銅瓦下端保持100mm左右的距離。如果發(fā)生漏水停電維修，那么事故責(zé)任分攤。這樣做的 目的就是要進步員工的責(zé)任意識。從云南某公司的 KVA硅爐8 10月份的生產(chǎn)產(chǎn)量和設(shè)備的熱停爐時間的對比可以看 出：在電力狀況、冶煉操作和原材料不變的境況下，設(shè)備作業(yè)率越高，產(chǎn)量越高。數(shù)據(jù)如下 表2:表2停電時間與月產(chǎn)量的關(guān)系對比份月指標(biāo)分項位單1-1號爐2號爐備注成噸78不含次品品硅92.6112.34和邊皮硅8月K變電站計月總用電Wh量電k力單耗wh/噸停電時間時小、 108漏水停電成噸77不含次品品硅33.7548.335和邊皮硅月K變電站計9總用電Wh量月

22、電k力單耗wh/噸停小、43雷擊和漏電時間時35水停電成噸77不含次品品硅39.83452.233和邊皮硅月K變電站計1總用電Wh量0月電k力單耗wh/噸停/、23漏水停電電時間時722、原料管理(1 )硅石的控制尋找優(yōu)質(zhì)硅石、控制硅石雜質(zhì)含量是產(chǎn)品品質(zhì)的基本保證。所以對硅石化學(xué)成分要求 如下：看看三秦工業(yè)電爐。 SiO2>98.5% ， Fe2O3<0.12% ，Al2O3<0.2% ，CaO<0.2% 。通 常硅石中 Fe2O3 含量 x1 與產(chǎn)品中 Fe 含量 y1 有如下關(guān)系：y1=1.866x1+0.212 。產(chǎn)品中鋁的含量可通過進步原料標(biāo)準(zhǔn)并進行爐外精煉來控

23、制，而精煉去鋁只能達到75% 左右。通常硅石中 Al2O3 含量 y2 與最終產(chǎn)品中雜質(zhì)鋁含量 x2 有下面關(guān)系：y2=0.847x2+0.095 。鈣的含量如果和鋁的含量接近，則對冶煉和爐外精煉是有利的。鈣在冶煉或吹氧精煉 過程中是放熱反應(yīng)，所以對進步產(chǎn)品質(zhì)量，幫助降鋁有非常好的作用。精煉除鈣效率可達 98% 。但是硅石的高抗爆性和良好的還原性能對冶煉也會產(chǎn)生很大影響?？贡圆畹墓枋?， 加入爐內(nèi)后， 因高溫產(chǎn)生晶形轉(zhuǎn)變， 引起體積膨脹而爆裂成細小的顆粒， 這些細小顆粒直接 影響爐內(nèi)透氣性，容易導(dǎo)致爐況惡化。有條件的企業(yè)可以用1500 C的箱式電爐測試硅石的抗爆性。也可以組織少量的硅石入爐試燒

24、，根據(jù)爐況來判斷其物理性能。據(jù)資料介紹，想知道實現(xiàn)。還原性能和抗爆性好的硅石，電耗降低212% ，原料消耗降低 10%左右。云南的昌寧礦就具有良好的物理和化學(xué)雙重性能，所以冶煉指標(biāo)非常優(yōu)秀。有些企業(yè)用幾種不用性能的硅石按一定的比例混合搭配使用，異樣也取得了較好的生 產(chǎn)和質(zhì)量指標(biāo)。硅石粒度要求： 60100mm 占 75%，小于 60 的占 1015% ，大于 100120 的占 1015% 。硅石的粒度是冶煉的一個重要工藝要求。硅石適宜粒度受硅石種類、操作狀況 以及還原劑的種類等多種因素影響。 要根據(jù)具體的冶煉條件來決定。 粒度過大， 不能與反應(yīng) 速度相適應(yīng)， 易使未還原的硅石進入液體硅中，

25、造成渣量增多 （如果不能及時排除容易積存 造成爐底上漲） ，出爐困難， 硅的回收率降低， 能耗增大， 嚴重時影響正常生產(chǎn)。 粒度過小， 雖能增大還原劑的接觸表面， 有利于還原反應(yīng)的進行， 但反應(yīng)過程中生成的氣體不能順手排 出，又會減慢反應(yīng)速度。同時粒度過小，帶入的雜質(zhì)也會增多，影響產(chǎn)品質(zhì)量。生產(chǎn)中一般 小于 5mm 的硅石不宜采用。另外還要挑除雜石、沖水洗凈，做到精料入爐。（2）石油焦石油焦中含有 0.1 0.6% 灰分，固定碳大于 8095% ，揮發(fā)分大于 1013% 。所以可 以進步金屬硅的純度，有利于進步產(chǎn)品質(zhì)量。但石油焦的缺點是比電阻低（一般電阻率3 5 Q .r，經(jīng)1200 C煅燒后

26、電阻率僅 400 500）.n,咼溫下容易石墨化，而且反應(yīng)活性差。學(xué)習(xí)山東工業(yè)電爐。用量偏大時，導(dǎo)致爐況不好控制，造成爐料不燒結(jié)、刺火嚴重、 電耗咼、出爐困難。入爐要求：磁選去鐵，粒度 315rr 占 75% ， 3rr 以下的占 1015%， 1520rr 以上的占 10% 左右。（3）洗精煤上世紀 90 年代后期， 國際用精洗煤取代木炭作還原劑生產(chǎn)工業(yè)硅獲得成功， 到本世紀 逐漸推廣開來， 目前我國完全用煤和石油焦作還原劑的工業(yè)硅生產(chǎn)廠家占工業(yè)硅總廠家的一 半以上?，F(xiàn)在我國還原劑煙煤的灰分含量多在 3% 以上，而國外還原劑煙煤的灰分的含量多在 1%左右，看著武漢工業(yè)電爐。采用的化學(xué)法精選煙

27、煤，能獲得氧化鐵含量低于0.1% 的精煤。精煤是很好的還原劑，比電阻較石油焦大，化學(xué)活性好，學(xué)會諾基亞 523010 45% 。反應(yīng)能力比較強。很多企業(yè)基本在多量使用洗精煤，在還原劑中所占比例約質(zhì)量要求：揮發(fā)份 >25 40% ，固定碳 >55% ，灰分 <5%（ 灰分中的 Fe2O3<0.3% ，Al2O3<0.7% ，CaO<0.4%） ，粘結(jié)指數(shù)大于 85 。磁選去鐵，粒度 215mm 。精煤的燒結(jié)性 對爐況異樣產(chǎn)生很大影響。燒結(jié)性好的洗煤對燜燒是極為有利的。（4）木炭和木片木炭的比電阻高，化學(xué)活性好，是工業(yè)硅生產(chǎn)最理想的還原劑。但是木炭資源是非常 有

28、限的（目前使用木炭生產(chǎn)的企業(yè)主要分布在云南和黑龍江）。所以，木片（甘蔗渣、玉米 芯、中藥渣、秸稈、竹片、松果等）已成為目前內(nèi)地企業(yè)進行工業(yè)硅生產(chǎn)的主要原料。但是 由于木塊著火點、 含碳量都低， 實際作還原劑微乎其微， 主要是增加爐料的透氣性和料層的 電阻。 木塊用量的大小都對爐況產(chǎn)生影響。木塊用量過大，料層疏松沒有燒結(jié)性， 容易導(dǎo)致 爐況變壞，電耗上升。用木炭生產(chǎn)高檔次的低鋁、低磷、低硼的化學(xué)硅，一般木炭都需要精選過篩、水洗泥沙。粒度 20 100mm 。一般用木材切片機直接加工成 100mm 以下的片狀后混合入爐。如果要生產(chǎn)低硼低磷的產(chǎn)品，最好是木材去皮。木材異樣需要精選，不能參入泥土等雜質(zhì)

29、。料比中一般加入10 30% 。3、冶煉操作管理圖 13 冶煉爐反應(yīng)模型和溫度分布圖中：1 預(yù)熱區(qū)400 1000 c,n 反應(yīng)坩堝區(qū) 3000 4000 C,川一死料區(qū)1500 2200 °C,W 熔融硅液區(qū) 2000 3000 C。根據(jù)硅的還原冶煉原理：SiO2+2C=Si+2CO實際上工業(yè)硅高溫冶煉反應(yīng)過程是非常復(fù)雜的。 但我們一般簡化分析，西安工業(yè)電爐。 冶煉過程會產(chǎn)生三種境況： 一是爐料燒結(jié)成塊狀死料； 二是上層爐料中生成的片狀 SiC 積存 后容易促使?fàn)t底上漲；其三 Si 和 SiO 高溫揮發(fā)，容易降低硅的回收率。為此，在冶煉中必 需控制Si和SiO揮發(fā)，進步硅的回收率，

30、保持 SiC的造成與敗壞相對平衡。要達到此目的， 必需加強操作細節(jié)管理， 也就是下面的 6 個控制： 一控計量誤差； 二控外偏加料； 三控頻繁 塌料生料入坩堝；四控頻繁搗爐；五控反應(yīng)區(qū)域；六控敞弧過燒。還有一句順口溜：“要想爐況好，別讓弧光跑 ”。 配料（有些公司配料系統(tǒng)已采用電子監(jiān)控計量統(tǒng)計）。正確的配料是保證爐況穩(wěn)定 的先決條件。正確配比應(yīng)根據(jù)爐料化學(xué)成分、 粒度、含水量及爐況等因素確定，其中應(yīng)該特 別注意還原劑的使用比例和數(shù)量。配比正確， 料面松軟又有一定的燒結(jié)性， 透氣性好， 火焰 均勻，能夠保證相對穩(wěn)定的燜燒時間。 爐料配比確定后， 應(yīng)進行準(zhǔn)確稱量， 誤差不超過 0.5， 均勻混合后

31、依次整批入爐。 爐料配比不準(zhǔn)確會造成爐內(nèi)還原劑過多或缺少現(xiàn)象， 影響電極下 插，坩堝縮小，西安工業(yè)電爐。敗壞正常的冶煉爐況。配碳量與硅回收率碳平衡的關(guān)系（圖14）:配碳量過剩 50%，硅的回收率為0,生成的SiC積存爐底；同理，缺碳 50%，SiO不能被吸收，影響 SiC的生成與敗壞，造成 SiO2過剩。正常境況下，碳和硅石的分子 比為 2 。圖 14 配料中的碳平衡圖高焦低煤的料比（以硅石 200kg為基準(zhǔn)）一般是：油焦 5575kg、精洗煤30 55kg ；木片 2035kg 。 加料。加料的基本原則是均勻入爐。沉料搗爐、推熟料操作完畢后，應(yīng)將混勻爐料迅速集中加在電極周圍及爐心三角區(qū)， 使

32、爐料在爐內(nèi)造成饅頭形， 并保持一定的料面高度和 料層厚度。 一次加入混合均勻的新料數(shù)量相當(dāng)于 90 分鐘左右的用料量。 當(dāng)爐心沉料不好時， 一般是爐心料重或極心圓偏大， 可對爐心加輕料； 但當(dāng)爐心刺火或沉料太快時， 一般是極心 圓偏小，則對爐心加偏重料。新料加完后，起先燜燒，燜燒時間控制在80100 分鐘左右。燜燒和定期沉料的操作方法，有利于減少熱損失，有利于進步爐溫和擴大坩堝。加料混合不均異樣會造成爐內(nèi)還原劑過多或缺少現(xiàn)象，影響電極下插，縮小坩堝，使 爐況變壞。 因原料中采用燒結(jié)性好的精洗煤和石油焦，料面容易結(jié)殼，難以自動下沉。 為減少反應(yīng)區(qū)熱量損失，擴大 “坩堝 ”，適時搗爐，有利于爐內(nèi)熱

33、量集中，為此必需采用一定時間 的燜燒和定期集中加料的操作方法。 集中加料后， 經(jīng)一段時間燜燒， 容易在料面造成一層硬 殼，爐內(nèi)也容易出現(xiàn)塊料；同時爐溫迅速上升，反應(yīng)趨于激烈，氣體生成量急劇增加。此時 為了改善爐料的透氣性， 調(diào)節(jié)爐內(nèi)電流分布， 擴大坩堝， 要用搗爐機或鋼棒松動錐體下腳和 爐內(nèi)燒結(jié)嚴重部位的爐料，調(diào)壓。幫助爐氣均勻外逸。操作時間一般在加料后30 分鐘左右進行。至于徹底的搗爐，則要在沉料時進行。 搗爐。采用石油焦和洗煤爐料時，因其燒結(jié)性好難以下沉，一般需要強制沉料。當(dāng)爐內(nèi)爐料燜燒到規(guī)定時間時， 料面料殼下的爐料基本熔化燒空， 料面也起先發(fā)白發(fā)亮， 火焰 短而黃，局部地域出現(xiàn)刺火塌料

34、。此時應(yīng)該立刻進行強制沉料操作。沉料90 分鐘以上時，先用搗爐機從錐體外緣起先將料殼向下輕壓， 使料層下塌， 而后用搗爐機搗松錐體下腳， 搗 松的熱料就地推在下塌的料殼上， 搗出的大塊粘料推向坩堝區(qū)， 死料排出， 同時鏟凈電極上 的粘料，沉料時預(yù)熱區(qū)外露，熱損失很大，因而沉料搗爐操作必需有效徹底快速進行。 料面。料面除了圍繞電極堆成 3個饅頭形之外，根據(jù)一次電壓的變化，料比輕重和 料面高低的控制也非常重要。 電壓高， 料面適當(dāng)高， 料比適當(dāng)偏重； 電壓低， 料面也相應(yīng)低，料面也相應(yīng)偏輕。在不調(diào)整極心圓的境況下，這樣做可以改善爐內(nèi)電流的合理分布和電極的 深埋做功。我們以重慶某公司 9000KVA

35、工業(yè)硅爐2010年4月和10月的生產(chǎn)數(shù)據(jù)為例：4月份的 一次電壓基本穩(wěn)定在 35 38KV，但是10月份的一次電壓卻極不穩(wěn)定，在2934KV范圍內(nèi)頻繁波動。但是通過加強料面管理和控制，仍然取得了比較理想的電耗、產(chǎn)量指標(biāo)，實際數(shù) 據(jù)如下表：月指標(biāo)5#爐678份#爐#爐#爐99.2999作業(yè)率%7.79.457.2日均產(chǎn)量22.29/2/221.513.172.21（噸）4全月產(chǎn)量513.3666月（噸）45.295.566.0（5日投料）噸硅電耗kwh/t999作業(yè)率%99.99.79.999.991日均產(chǎn)量21.011/220月9.650.520.97（噸）全月產(chǎn)量（噸）630.50580.3

36、0610.80634.00噸硅電耗kwh/t 配電在硅冶煉過程中，物理化學(xué)變化與電氣制度有著緊密的聯(lián)系。配電操作的好壞，對冶煉效率有十分重要的影響。 一個好的配電工相當(dāng)于一個副班長。熔煉過程中，電爐電氣參數(shù)的控制是由配電工作完成的。一般境況下就是控制電極的埋入深度。電極埋得淺，坩堝上移，表明還原劑過剩，其實三臺單相變壓器可以實現(xiàn)分項調(diào)壓。電極附近造成刺火，電弧聲響亮，硅水發(fā)紅溫度低，流量小，產(chǎn)量低、電耗高。電極埋得深，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， 想知道三臺單相變壓器可以實現(xiàn)分項調(diào)壓。電極消耗增加，生產(chǎn)率降低。調(diào)節(jié)電

37、極埋入深度就是改變爐料的電阻值，這是調(diào)節(jié)爐況的最佳手段。當(dāng)電爐二次電壓超過一定值后，電弧拉得過長，硅的揮發(fā)損失增多，爐膛上部過熱，相比看工業(yè)電爐日本。刺火嚴重，熱損失增大。受電極允許電流密度的限制，特別是碳素電極，二次電流也不能隨意增大。電流電壓的比值，是爐前操作的重要參數(shù)。電流電壓比過小，實際就是二次電壓過高， 電極下不去，刺火嚴重。電流電壓比過大，二次電壓偏低，電極插入爐料過深，料面發(fā)黑溫 度低，生產(chǎn)指標(biāo)不理想。生產(chǎn)中，只有找到適當(dāng)?shù)碾娏麟妷罕葧r，工作電流穩(wěn)定，三秦工業(yè) 電爐。物料均衡和電極埋入深度平穩(wěn)，才能取得最好的生產(chǎn)效果。 一般電極底端距離爐底距離以600 800mm為宜。調(diào)整工作電

38、壓是調(diào)整電爐、保證生產(chǎn)的重要手段。電爐工作電壓取決于兩個方面：一是短網(wǎng)結(jié)構(gòu)，要求高的電效率和功率因素，一般要大于0.85以上。二面是爐況，包括爐體 設(shè)備和生產(chǎn)操作， 冶煉中工作電阻易轉(zhuǎn)移， 應(yīng)盡量使?fàn)t內(nèi)電阻穩(wěn)定并趨近最佳值。 一般境況， 為保證在600°C左右正常的料面溫度，進步電壓。 出爐開眼。 因爐眼故障造成停產(chǎn)的比例估計占 30% ，所以爐眼的管理維護至關(guān)重要。 出爐制度對電爐的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)有一定的影響。 一般采用中斷相互出爐。 出爐時先清出爐口 處的碎硅和其他堵眼材料。準(zhǔn)確掌握角度，用燒穿器燒穿爐眼。不要跑偏，更不能燒高或燒低。燒開后，多用木棒捅眼帶渣。三、爐況的判斷處理1、

39、爐況正常的標(biāo)志 電極深而穩(wěn)地插入爐料，電流電壓穩(wěn)定，爐內(nèi)電弧聲響穩(wěn)而低沉悶聲。整個料面 冒火均勻，爐料透氣性好，料面松軟但又有一定的燒結(jié)性。燜燒時間穩(wěn)定，基本上無刺火 和頻繁塌料的現(xiàn)象。出硅時爐眼好開，流量均勻地由大變小。產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量穩(wěn)定。2、爐況變壞的調(diào)整處理影響爐況的因素很多，但在實際生產(chǎn)中，最主要的影響因素還是還原劑的用量。一般來說， 爐況變化通常反映在電極插入深度、電流穩(wěn)定程度、料面冒火境況、出硅境況及產(chǎn)量質(zhì)量波動境況等 5 個方面。原料含水量波動，還原劑質(zhì)量變化，稱量誤差大，操作不當(dāng)，工 作電壓等各種因素，均會影響實際用碳量，使?fàn)t內(nèi)出現(xiàn)還原劑過剩或不足現(xiàn)象。（1）還原劑過剩（料輕）

40、的表現(xiàn)：事實上山東工業(yè)電爐。料層松散，火焰變長，火頭 大多集中在電極周圍，電極周圍下料塊，爐料不燒結(jié)， “刺火”塌料頻繁，電極消耗慢，爐內(nèi) 積存SiC,錐體邊緣發(fā)硬，電流上漲，電極上抬。當(dāng)還原劑過剩時，僅在電極周圍窄小區(qū)域 內(nèi)頻繁刺火塌料， 其他區(qū)域的料層不吃料； 坩堝縮小， 熱量高度集中于電極周圍， 電極上抬， 熱損失嚴重，電弧響聲很大，爐底溫度嚴重下降，學(xué)會西安工業(yè)電爐。假爐底很快上漲，硅 水溫度低，爐眼縮小，嚴重時甚至燒不開爐眼，被迫停爐。在還原劑輕微過剩時，可在料批中減少一部分還原劑，同時加強操作維護，三秦工業(yè)電爐。 即可使電爐恢復(fù)正常。在還原劑嚴重過剩時，應(yīng)估計爐內(nèi)還原劑的過剩程度，

41、而后采 取集中添加硅石的方法處理， 作為臨時措施， 硅石添加量必需嚴格把握， 以防造成多量爐渣， 產(chǎn)生石英現(xiàn)象， 集中添加配料合理數(shù)量硅石， 可在較短時間內(nèi)敗壞 SiC 和增大爐料電阻，促 使電極穩(wěn)定下插，逐步擴大坩堝扭轉(zhuǎn)爐況。（2 ）還原劑不足 （料重） 的表現(xiàn)：料面燒結(jié)嚴重， 透氣性差， 吃料慢，火焰短小無力，刺火嚴重。缺碳前期，電極插入深度有所增加，爐內(nèi)溫度有所進步，硅水流量增多，爐眼 打開后冒白火， 硅水過熱發(fā)白； 缺碳嚴重時， 料面發(fā)紅變粘變硬， 電流波動大， 電極上抬， 坩堝上移，刺火成亮白色火舌，難以消除，電極消耗顯著增加，爐眼難開，粘料渣多，硅水 發(fā)紅溫度低，流量小，流動性差。工業(yè)電爐 日本。還原劑輕微不足時，為迅速改善料層透氣性，可在料批中添加一部分油焦。還原劑嚴重不足時， 除在料批中添加木炭、 油焦或煤外， 在沉料或搗爐時應(yīng)添加適量不易燒損的石油 焦（補碳），以有效消除缺碳的現(xiàn)象，使?fàn)t況恢復(fù)正常。四、工業(yè)硅生產(chǎn)中的薪酬制度和精細化管理一個公司，規(guī)模越大，爐子越多，管理難度越大，主要是對人的心態(tài)穩(wěn)定的管理。想 知道西安工業(yè)電爐。1 、薪酬制度。任何一個企業(yè)的制度 ，首先是制定薪酬制度。思路原