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1、12500KVA工业硅电炉工业硅技术安全操作规程一 基本原理 工业硅是以硅石为原料，用石油焦、精洗烟煤等作为原料，在矿热炉内高温下发生还原反应而制取的。总反应式为:SiO2+2C=Si+2CO t=1650oC 在实际生产中，二氧化硅的还原是个十分复杂的过程，并分很多阶段进行。其主要反应及相关温度：SiO2+3C=SiC+2CO t=1257oCSiO2+C=SiO+CO t=1310oCSiO2+Si=2SiO t=1390oCSiO+C=Si+CO t=1650oCSiO+SiC=2Si+CO t=1775oCSiO2+2SiC=3Si+2CO t=2158oC上述各化学反应，随操作条件的
2、变化而变化。适宜的温度和合理的配碳量是炉内化学反应顺利进行的基本条件，因此准确掌握配料比是搞好工业硅生产的关键。炉料中配碳量的多少，直接影响炉料的电阻，从而影响电极埋入深度，决定炉况的好坏。当配碳量过剩时，炉料电阻小，炉料导电性增加，电极间侧部电流增大，电极埋入炉料的深度减少，热损失增加，炉底温度降低，出炉困难，同时加快碳化硅生成结壳，坩锅缩小，炉料熔化量减少，生产效率降低；当配碳量过少时，炉料发粘，透气性差，电流波动大，容易刺火，化料慢，金属氧化物还原率低，炉料易形成渣堵塞炉眼，增加出炉困难，易涨炉底。用碳还原二氧化硅，理论上每生产一吨硅相应的产生二吨一氧化碳气体和大量的SiO气体，这些气体
3、由反应区逸出，带走大量热量并造成SiO损失。因此，有了正确的配炭量，还要有正确的配送电和加料、捣炉、打眼等一系列正确操作方法，达到保持电极深埋，增加炉料透气性，防止局部喷火，使料面冒火均匀，“生料”充分预热，减少热损失，加快化料速度，实现提高产量、质量，降低消耗的生产目标，形成生产良性循环。二 原材料及产品质量要求（一）入炉原料技术条件1 硅石技术条件级别SiO2不少于%杂质含量不大于%粒度（mm)Fe2O3Al2O3CaO一级品99.50.10.060.0510100二级品990.120.120.05三级品98.50.150.20.1注：硅石破碎后必须用水洗净2 石油焦、精洗煤技术条件成份含
4、量指标名称水份%灰份%挥发份%Fe2O3%Al2O3%CaO%粒度（mm）3油焦9.01.2140.30.50.5120煤9.05250.32.50.515（二）工业硅技术条件（根据用户需求，制定本技术条件）1 化学成分名称牌号化学成分Si不少于杂质（不大于）FeAlCa特级硅Si-特99.830.10.050.02一级硅Si-199.650.20.10.05二级硅Si-299.450.30.20.05三级硅Si-399.30.40.20.1四级硅Si-499.10.40.40.1五级硅Si-5980.80.3注：1 硅含量以100减去规定分析成份铁、铝、钙之和来确定。2 表中用“”表示的杂质
5、铝是指该项不受单项限制，但要分析并在质量证明书中报告其分析结果。2 粒 度 工业硅一般粒度为10100mm，但粒度小于10mm，大于100mm的工业硅总和不超过10，需方如有特殊要求，经供需双方协商，可供其他规格粒度的产品。3 外 观 产品表面和断面应清洁，不允许有夹沙、泥土、粉状硅粘结及其他非冶炼过程所带异物。三 生产技术操作（一）原料破碎工序1 原 料（1）原料中不得混有泥土及其他杂物。（2）硅石采用颚式破碎机或人工破碎，圆筒筛筛分、水洗，破碎操作中应挑选出不合格硅石和杂物。（3）石油焦采用机械破碎，在上料过程中人工将大块料打破到破碎机进料口所要求的粒度。2 破 碎 机（1）开机前认真检查
6、设备，如有故障或障碍物必须排除，并定期加油润滑。（2）开机时工作人员不要对着飞轮，以防发生事故。（3）在破碎中，勤检查轴瓦温度，防止温度上升。（4）经常检查各部螺丝，如有松动，必须紧固。（5）当输送机停转或破碎机发生故障时，必须立即停止给料，断开电源及时处理。（6）认真检查，严防铁器等杂物进入破碎机。（7）保持机械设备及工作场地整齐、清洁。3 皮带输送机（1）开机前必须检查输送机上是否有人和杂物。（2）经常检查设备运行状况，应保持刮板良好，托辊灵活，皮带不跑偏。（3）集中精力，注意从皮带上选出混入原料中的杂物。（4）保持设备和工作场地清洁。4 圆 筒 筛（1）开机前检查周围是否有人，筛筒中是否
7、有杂物。（2）勤检查轴瓦、轴承，防止发热，定期加油。勤检查各部螺丝，不能有松动。（3）保持设备和工作场地清洁。（二）电炉工序1 电炉启动 新砌的炉体和长时间停产的冷炉在投产时要进行启动。启动包括烤炉和初期投料生产两个阶段。电炉启动的好坏，将直接影响炉体寿命和经济技术指标。启动前，车间按照既合理又经济的原则，制定电炉启动进度计划表，报公司生产部，在启动过程中，炉台班组应严格按照进度表规定认真执行。（1）新砌炉的启动烤炉 烤炉的目的是将炉衬水分逐渐烘干，提高炉体温度，使筑炉所用打结料、细缝糊等随着温度的升高完成烧结过程。因此要求烤炉时间和耗能要适度，若过短过少，加料时炉温低，容易涨炉底，炉眼不易烧
8、开。但过长过急，则造成碳砖过分氧化损害，炉体翘裂开并浪费电能。 烤炉前应对机、电、液压、水冷系统及配料等设备进行检查，试运行，各处绝缘电阻应在1000/V以上，确认设备正常后方可进行烤炉。 烤炉可分三步进行：木柴烤木柴、焦炭混烤通电烤。A.木柴烤炉:时间一天左右，用木柴量15吨。烤炉前将电极放到炉底，以防加入大木棒时打坏电极。柴烤过程中，一次加木柴量不能过多，要求火焰均匀。B.木柴、焦炭烤炉:时间二天左右，用木柴量约15吨，用焦量（冶金焦）约15-20吨。 炉内经一天左右的木柴烘烤后，在木柴烧旺时，可往炉内添加焦炭，加入量为盖住侧部炭砖。以后根据炉内木柴、焦炭燃烧情况及时添加木柴和焦炭，使焦炭
9、盖住侧部炭砖。若焦炭燃烧不好，应用高压风助燃，保证焦炭大面积燃烧。 在木柴焦炭混烧第二天起，应经常用高压风将炉底积灰吹起，使其从烟囱排走。C.通电烤炉:木柴、焦炭混烤结束后，对炉内进行适当清理，每根电极下端放一块长约500mm的废碳块，再垫上一层约300mm厚焦粒，在机、电、水冷、液压等设备无异常的情况下，经公司生产部同意，可合闸送电，进行通电烤炉。在烤炉初期，采用高压电，低电流，间歇送电，随着炉体温度逐渐升高，应逐步降低电压，提高电流，减少停电时间，直至连续送电。 电烤中炉内设备处于及其恶劣的环境下工作，容易发生各种事故，炉台操作人员和技术人员必须精心操作，严格管理。为防止烧坏炉底，应经常翻
10、动电极下的焦粒，及时补充新焦，保持焦层厚度。在正常情况下，采用柴烤木柴、焦炭混烤电烤三步烤炉，电烤时间为2天，60000KWh左右。通过上述烤炉，炉膛侧部碳砖呈现暗红色，炉壳外壁在炉膛底高度处温度大于60oC时，即可进行清炉加料。电烤结束后，应尽快热清炉。清出炉内余灰、余焦及一切杂物，用硅渣、木炭头和煤泥球堵好炉眼，并在炉膛内炉眼处堆放粗硅颗粒，便于出炉时打开炉眼。在确认各设备无异常的情况下，经公司生产部同意，方可送电起弧加料。启动加料料比按正常生产配炭量计算，电压可比正常生产时低一级。加料不可过急，当料面盖住侧部碳砖后，料面应慢速上升，经45个班后，料面可升至平炉口。加料后，应将出炉台包和备
11、用台包放置炉嘴下方，检查吹氧系统和烧穿机构是否正常，为出炉做好准备。加料后24小时应第一次出炉，加料至出第一炉用电量810万KWh。（暂定）（2）冷炉的启动 冷炉启动是指经较长时间停产，炉体温度大幅度下降的硅炉在重新投产时烤炉和加料的过程。 1）不论是经干烧还是突然事故停电未经干烧的炉子，启动前均应将炉内余料，碳化硅等凝固物打掉请出，扩大反应区范围。2） 认真检查机、电、短网、绝缘、液压、水冷、配料送料等系统，做试运转，使其具备送电烤炉和投料生产条件。3） 送电前适当抬高电极，经公司生产部同意后方可合闸送电，在生产操作组织者现场指导下，缓慢下降电极，当三根电极都接触到炉底仍不起弧时，应向电极底
12、部和周围适当添加石油焦，经反复升降电极仍不起弧，可用100mm电极短路起弧。4） 冷炉电阻大，电流小，弧光短，既不易起弧，又容易发生电极短路和被初始低温熔物粘住，头两个班应采用高压烤炉，当有一定的炉温后，可降低电压。5） 烤炉过程中应经常观察电极工作状况和机、电、水冷、液压等设备，防止电极短路、粘住，等事故，若电极快烧到炉底位置时，应适时添加石油焦以保护炉底。6） 冷炉烤炉用电量不可过急，炉内余料、凝固物热传导性能差，过急过高的负荷热效率低，浪费电能。除事故停电外，烤炉时间为4080小时，用电量为710万KWh。（暂定）7） 加料前必须彻底烧通炉眼，烤炉结束后应尽快清出炉内余灰、余焦及一切杂物
13、，堵好炉眼，在设备无异常的情况下，经公司生产部同意即可送电加料。因炉体温度不高，吸收热量大，加料速度不宜快，加料后将备用和出炉台包放置炉前，检查氧化及烧穿设备是否完好，为出炉做好准备。8） 加料后1624小时可出第一炉，加料至出第一炉用电量79万KWh。（暂定）2 配料1）经常检查校验磅秤，清除障碍物，确保称量准确。2）在规定范围内准确配料，挑出混入原料中的杂物，放料做到均匀干净。3）准确做好记录，交班时要求设备、仪表整洁，场地干净。3 配电1）严格按照工厂生产主管领导下达的负荷指标配电，注意变压器温度，变压器温度过高应降低配电量，配电力求三相电极电流平衡。2）在正常生产时，12500KVA工
14、业硅炉工作电压125150V。3）正常停电时必须抬高电极，使电流降到额定电流的2/3以下，一般停送电必须由班长或车间主任指挥，对需停电处理的紧急事故，配电工有权立即停电。4）升降电极时，转换开关必须在零位上停3秒钟后才能向反方向旋转，（按液压系统操作规程）。5）发生过电流跳闸时，必须查清原因，排除故障后才能送电。6）电炉热停电在一小时以上时，应每隔半小时上升下降电极一次，严防电极被炉料粘住。7）事故停送电，应及时报告公司生产部。8）准确、真实做好配电记录，严禁涂改，交班时设备、仪表要整洁，场地干净。4 电炉熔炼（1） 在电极顶端距接电极平台200mm时应停电接电极。接电极由班长指挥，把电极孔和接头吹干净，上下对正拧紧，记录所接电极长度。吊运电极前要检查天车，确认完好后才能使用，吊运时不能斜吊，以免钢丝绳绞乱。（2）炉料运至电炉旁平台后，应及时拌料，使其混合均匀。（3）正确判断炉况，及时调整配料比，若需要外加料，必须征得生产主管领导的同意，外加料应记录重量、时间及外加位置。（4）当料面开始红亮，接近塌料时应及时捣炉，捣
