工業硅又稱為金屬硅,工業硅產品屬于光伏產業新能源及電子工業的上游產品。目前,我國太陽能光伏產品占世界光伏市場80%以上的份額。為此,工業硅產品的市場需求及產品價格穩定而受行業的青睞。現在我們就工業硅的冶煉工藝和如何防止陜西工業硅爐底上漲進(jin)行詳細的(de)闡述。
礦熱爐冶煉工(gong)藝
工(gong)(gong)(gong)業硅(gui)(gui)在冶煉工(gong)(gong)(gong)藝過程中,爐(lu)底(di)上漲屬于沒有形成等量的(de)(de)動態平(ping)衡(heng),而導致硅(gui)(gui)沉(chen)積(ji)(ji)(ji)于爐(lu)底(di),造成爐(lu)底(di)上漲。爐(lu)底(di)硅(gui)(gui)的(de)(de)主要(yao)成分(fen)為碳化硅(gui)(gui)(SiC)和(he)二氧化硅(gui)(gui)(SiO2),熔點(dian)溫度(du)1700~1800℃,而工(gong)(gong)(gong)業硅(gui)(gui)的(de)(de)熔點(dian)溫度(du)在1400℃,這些熔渣的(de)(de)熔點(dian)溫度(du)比工(gong)(gong)(gong)業硅(gui)(gui)的(de)(de)熔點(dian)高(gao)很多(duo),流(liu)(liu)動性(xing)又較差,沉(chen)積(ji)(ji)(ji)于爐(lu)膛(tang)底(di)部(bu)又很難排出,造成電極上抬(tai),儀(yi)表操作電流(liu)(liu)波(bo)動較大,產品的(de)(de)單(dan)位電耗高(gao),產量低(di)。當這些熔渣沉(chen)積(ji)(ji)(ji)到一定的(de)(de)限度(du)時,.終導致停爐(lu)、挖爐(lu)等經濟損失,究(jiu)其主要(yao)原因如(ru)下:
(1)爐(lu)底一(yi)旦形成上(shang)漲,熔(rong)渣沉(chen)積(ji)(ji)于爐(lu)膛(tang)底部很難排出。當這些(xie)熔(rong)渣沉(chen)積(ji)(ji)到一(yi)定的(de)限(xian)度時,很難靠(kao)電(dian)弧熱(re)能去熔(rong)化分解,生成工業硅產品。
(2)工業硅冶煉中用的石油(you)焦(jiao)、煙煤以(yi)粉面入爐(lu)為主,工業硅在生(sheng)成(cheng)過程中爐(lu)料透氣性非常差,刺火、翻膛(tang)現象時常發生(sheng)。另外,石油(you)焦(jiao)、煙煤的爐(lu)料電(dian)阻(zu)小(xiao)(xiao)于其(qi)他還原劑,由于爐(lu)料電(dian)阻(zu)較小(xiao)(xiao),電(dian)極不(bu)好下插,冶煉爐(lu)況形成(cheng)惡性循環。
(3)還(huan)原劑損失嚴重(zhong),爐(lu)況在異常狀(zhuang)態時,料面刺火嚴重(zhong),還(huan)原劑沒有(you)(you)沉入到(dao)爐(lu)底(di)就部分被(bei)(bei)燃燒損失掉;再(zai)加上現在的環保(bao)要求(qiu),除(chu)塵(chen)(chen)器的風量(liang)(liang)選(xuan)擇較大,有(you)(you)些除(chu)塵(chen)(chen)器采(cai)(cai)用兩級抽(chou)(chou)風措施,部分粉面的還(huan)原劑被(bei)(bei)除(chu)塵(chen)(chen)器吸入,這(zhe)種現象客觀(guan)存在,根據測算被(bei)(bei)除(chu)塵(chen)(chen)器抽(chou)(chou)走(zou)的還(huan)原劑占5%~8%。雖(sui)然在搗爐(lu)時,采(cai)(cai)取爐(lu)外補(bu)炭措施,卻無法(fa)補(bu)到(dao)爐(lu)底(di),而且(qie)沒有(you)(you)定(ding)量(liang)(liang)的補(bu)炭依據和標準,造成爐(lu)底(di)不是(shi)虧碳就是(shi)多碳,是(shi)造成爐(lu)況波動的一個(ge)重(zhong)要因素。
(4)爐(lu)況(kuang)在異(yi)常(chang)期間,電(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)波動較大,通過儀表操(cao)作頻(pin)繁地(di)調整(zheng)電(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu),不僅很難調整(zheng)到電(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)平(ping)衡,而(er)且生爐(lu)料(liao)塌(ta)入(ru)爐(lu)底,嚴重破壞(huai)了電(dian)(dian)(dian)爐(lu)的(de)料(liao)層結構(gou)及電(dian)(dian)(dian)爐(lu)反應的(de)秩序。
防止爐底上(shang)漲的措施
在工(gong)業(ye)硅冶煉中,由于(yu)主客觀(guan)因素的(de)影響,動態平(ping)衡(heng)很難把握,爐底(di)的(de)上(shang)漲問題就不可(ke)避免(mian),但(dan)是,通過總結研(yan)究(jiu)工(gong)業(ye)硅爐爐底(di)上(shang)漲的(de)主要原因,在爐況異常惡化前期及時的(de)采取有效措施,可(ke)有效的(de)減緩(huan)或避免(mian)爐底(di)上(shang)漲,延長爐況的(de)冶煉周期。
1、加(jia)強電爐料面管(guan)理工(gong)作
當(dang)(dang)某相電(dian)極(ji)(ji)有(you)上抬(tai)、電(dian)極(ji)(ji)周圍出現刺火現象時(shi)(shi),利用(yong)(yong)搗(dao)(dao)爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)時(shi)(shi)段對該電(dian)極(ji)(ji)深搗(dao)(dao),增(zeng)大爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)料(liao)電(dian)阻,確保(bao)電(dian)極(ji)(ji)有(you)合(he)理的(de)(de)插入(ru)深度(du)。同時(shi)(shi),為(wei)防止還原劑的(de)(de)燒損引起爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)底虧碳,適當(dang)(dang)采取爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)外補炭措施。補炭時(shi)(shi)采用(yong)(yong)粒(li)(li)度(du)為(wei)2.5~5mm石油焦(平時(shi)(shi)準備(bei)一(yi)些(xie)石油焦顆粒(li)(li)或者(zhe)廢斷石墨電(dian)極(ji)(ji)顆粒(li)(li),調整爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)況(kuang)時(shi)(shi)用(yong)(yong)),能有(you)效的(de)(de)補充到爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)膛底部(bu)。當(dang)(dang)電(dian)爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)料(liao)面膠死(si)時(shi)(shi),在(zai)大料(liao)面區(qu)域采用(yong)(yong)人工扎(zha)眼的(de)(de)方法,在(zai)不(bu)影響產品質量的(de)(de)前提下,用(yong)(yong)Ф50mm的(de)(de)圓鋼快速扎(zha)眼來緩解透(tou)氣性差的(de)(de)問題。
2、加強出(chu)爐管(guan)理(li)工作
出爐時(shi)間.好控(kong)制在1h內,.長不超過1.5h。當開(kai)(kai)爐眼困難及爐眼上抬,打開(kai)(kai)爐眼時(shi)發(fa)現硅(gui)水(shui)流(liu)頭較小、斷(duan)流(liu)、硅(gui)水(shui)發(fa)紅等現象(xiang),應及時(shi)用木棍或鋼釬(快速)強(qiang)帶硅(gui)水(shui),說明(ming)爐況在異常狀態,及時(shi)反饋(kui)信(xin)息,分析調(diao)整冶(ye)煉工藝和(he)儀表操(cao)作(zuo)。
3、加強儀(yi)表(biao)電(dian)氣(qi)操作
在爐(lu)況(kuang)異(yi)常的(de)狀態下,三相(xiang)電(dian)極電(dian)流、功(gong)率因(yin)數、相(xiang)電(dian)壓(ya)不平衡(heng)度(du)偏大(da),不能(neng)過度(du)關(guan)(guan)注功(gong)率因(yin)數高低(di)(di),而(er)頻繁(fan)的(de)調整電(dian)極插入(ru)深度(du)。而(er)應該及(ji)時退出低(di)(di)壓(ya)無功(gong)補償設備,根據12.5MVA工(gong)業硅(gui)電(dian)爐(lu)低(di)(di)壓(ya)補償容量6Mvar,補償電(dian)壓(ya)升高8~12V。.佳的(de)辦法是采用分相(xiang)補償,即:發現(xian)某相(xiang)電(dian)極有(you)上(shang)抬現(xian)象時,及(ji)時退出或少(shao)補,有(you)利于電(dian)極插入(ru)深度(du)。關(guan)(guan)于工(gong)業硅(gui)爐(lu)低(di)(di)壓(ya)無功(gong)補償提高產量、降(jiang)低(di)(di)電(dian)耗(hao),有(you)待進一步分析及(ji)探究。
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