生产操作中存在的问题及优化建议

1.生产操作

（1）烘炉。电炉炉衬砌成后，在正式投产前要进行烘炉，除去炉衬水分和气体，把电极、炉衬烧结成型，保证在加料前炉膛和电极适合冶炼要求。烘炉质量不仅会影响炉衬使用寿命，而且还会影响电炉是否能顺利投入生产。目前烘炉有柴烘、油烘、木焦混合烘、电烘、煤气烘等。不论哪一种烘炉，都应遵循升温速度由慢而快、火焰由小到大、电流由小到大的规则，不但要求烘干炉，而且要使炉体蓄积足够的热量，使整个炉体具有较好的热稳定性。

烘炉分两个阶段：第一阶段是柴烘、油烘或木焦混合烘，其目的是焙烧电极，使电极具有一定承受电流的能力，并除去炉衬气体、水分；第二阶段是用电烘炉，其目的是进一步焙烧电极，烘干炉衬，并使炉衬达到一定温度，炉衬材料进一步烧结，达到冶炼要求。

1）柴烘。先在炉膛中放好木柴，用废油引燃，慢慢燃烧，火焰高度不超过炉口，小火烘烤时间约占整个烘烤时间的1/3～1/2；然后用大火烘烤电极，使木柴均匀而剧烈地燃烧，火焰高度一般可达电极把持器。在整个柴烘过程中，要注意电极每个侧面的烘烤情况。柴烘是一种老方法，消耗大量木柴，成本低，劳动强度大。

2）油烘。采用低压喷嘴进行机械操作，以柴油或重油为燃料。喷吹燃料时，用压缩空气使之雾化并助燃；引火后，先喷射小火烘烤，喷射火焰应从下向上，火焰不能直接对准电极，而且必须经常移动喷嘴位置。在整个油烘过程中，为防止因炉腔太大，热量损失过量，可用石棉板搭成一个更低的简易炉盖。油烘法焙烧电极速度快、时间短、烘完不用除灰；但油耗量大，电极烘烤质量不均匀，并且需要复杂的设备。

3）木焦混合烘。烘烤时先堆放木柴，上面放大块冶金焦炭，用废油引火；先用小火烘烤电极，使焦炭缓慢燃烧，焦炭必须紧靠电极进行燃烧。焦炭烘炉时间长，消耗量也较大，但焦炭烘炉电极升温比较均匀，焙烧效果好。采用木焦混合烘炉方法主要目的是烘干炉衬，并使炉衬储备足够的热量，木焦混合烘炉后，需要扒掉草木灰和残焦，清扫干净炉底，特别是电极下部要扒净。

在第一阶段烘烤过程中，随时记录炉衬和炉底的温度变化情况。三根电极应逐渐从低温向高温烘烤，烘烤时不能过多移动电极，防止电极断裂。电极烘烤好的标志是电极上部暗而不红或微红，下部红而明亮，电极不再冒烟。电极烘烤结束后，应迅速挖出焦炭灰，压放电极，保证有合适的工作长度，10000kV·A的电炉电极工作端为2.0～2.4m。

4）电烘。检查机械电气设备，各部运转正常才可进行电烘。在三相电极下面铺一层粒度为3～40mm的石油焦或焦炭，防止炉底氧化；按电极三角形位置放置小型碳素电极棒，下插电极，低负荷送电引弧，开始电烘。电烘炉结束的标志是：炉眼平面处炉壳外部钢板温度为70～80℃，炉底为40℃，炉衬排气孔冒出较长火焰（碳质炉衬）。电烘炉的同时用木炭或焦炭烘烤硅水包和炉眼外部流槽。电烘炉结束后，应迅速尽可能多地挖出烘炉焦炭和部分已掉落的耐火砖，并把剩余少量的焦炭推向炉内四周，然后下放电极，加新焦炭引弧，待电弧稳定后加入较轻炉料。

（2）开炉。电炉烘好后，再试运转，正常后用烘炉电压开炉并加料。加料动作要轻，以免炉料进入电极下面，使电极抬起，造成炉底上涨；加料速度和输入电量要一致，起弧后第一次加料要多投些，盖住电弧，尽量少动电极；前期操作炉口料面要平稳上升，不允许捣炉，使坩埚尽快形成。

（3）加料

1）新开炉炉底有残留的炭材，还原剂按比例少加，待炉底残留的炭材和少加的数量相抵消时，再按正常料批配料加料。开炉时如采用硅石块保护炭砖的开炉方式，配料不能重。

2）出硅或沉料后集中加料，其余勤加薄盖，在调整火刺时加入，最好保证三相电极同时进行沉料，加料要均匀，不允许偏加料。

3）料面要加成平顶锥体，锥体高300～500mm，炉中心略有下陷。

4）加料后根据炉口火焰情况，加料调整火焰，保持均匀逸出，这样可以延长焖烧时间，扩大坩埚。要根据炉内还原下料的情况加料，使负荷、还原速度、加料速度相适应，保持正常料面高度并控制好炉温。

（4）捣炉。电炉经过集中加料、小批调整火焰加料后，使炉气均匀逸出。再经过一段时间后，电极下部及周围炉料被熔化，出现较大空腔。此时，料层变薄易塌料，在大塌料之间应进行沉料。沉料就是主动集中下料。一般负荷正常、配比正确、下料量均衡，电炉需要集中下料的时间是基本一定的。如果超过正常沉料时间，应分析原因及时调整，根据炉况和声音判断沉料时间，每班沉料5～8次。炉况正常时可做到集中沉料、加料。沉料时，捣炉机捣松后就地下沉，尽量不要翻动炉料层结构顺序。若遇大块粘料影响炉料下沉和透气时，应碎成小块或将其推向炉中心。

每次出炉后要捣炉，使料层疏松，增加炉料透气性，扩大反应区，从而延长焖烧时间，使一氧化硅挥发减少，提高硅的回收率。捣炉时动作要快，下杆方向角度要掌握好，不能对准电极；要迅速挑松坩埚壁上烧结的料层，捣碎大块就地下沉，不允许把烧结大块拨到炉外（遇有特大块除外）；然后把电极周围热料拨到电极根部，另加玉米芯（或木屑）后再盖住新料。(www.xing528.com)

（5）出炉。工业硅的出炉，是指将炉内反应生成的液态硅经炉口放出。分为间断出炉和连续出炉两种方式。在硅熔炼的实际过程中，根据不同情况和要求，可采用不同的出炉方式。

1）间断出炉。在炉内的液态硅达到一定数量后，定期打开炉眼，液态硅在短时间内放出，然后再堵上炉眼。这种出炉方式对小容量工业硅炉，能更好地保证硅液从炉内顺利放出，短时间内放出较多硅液，硅液温度较高，有利于硅的精炼与熔渣的分离，能保证所得到的产品有较高的纯度和结晶结构；但间断出炉炉内积存的硅较多，容易过热而造成硅的挥发损失和二次反应损失，电极也不易插深。

2）连续出炉。大多用在大型炉熔炼过程中，炉内反应生成的硅液经炉眼连续流出。炉眼是经常开着的，这样电炉内硅的过热程度小，挥发损失少，电极容易深埋，对改善熔炼过程和提高产量有利；但电炉容量小时，连续放出的硅液少，流出后很快凝固，对熔渣分离和提高硅的质量不利。

（6）浇铸。连续出炉是边出炉边流入锭模成型冷却。间断出炉要把从炉内流入抬包中的硅液再浇铸到铸铁围成的锭模中。为了保证铸铁模浇铸时不致熔化，铸铁模是由添加其他耐高温合金的材料铸成，有一定的厚度。根据工业硅破碎、包装的需要，对一般用途的工业硅，浇铸的锭厚度通常是100～150mm。根据每炉硅液的产量，浇铸前可调整锭模的尺度，以保证锭模能容纳足够的工业硅。工业硅浇铸时，会造成不同部位质量不同，叫偏析现象。要降低偏析，得到稳定性好的没有粉化的工业硅，应该快速冷却。为此硅液浇铸冷却到一定温度（锭表面温度约为800～900℃）时，需用特制的夹具把工业锭模从铸模中取出，放到托盘上继续冷却到室温，再进行精整、破碎。欧洲有一种技术采用水法粒化工业硅，能够快速冷却工业硅，而且工业硅粒干净整洁、结晶状态好

产品分析检验按GB/T 2881—2008《工业硅》国家标准进行。在锭模上取样分析试样，取样方法按合金上、中、下平面对角取样法进行，试样不得夹带粘渣，不合格品不能回炉冶炼，不能垫锭模，以免再度影响后续产品质量。

（7）停炉操作。这是一项重要的操作工艺，停炉前应流尽硅水，料批中适当增加玉米芯或木块配入量。

1）若停炉超过8h，停炉前要适当降低料面。为了保持电炉温度，停炉前先捣松料面加入玉米芯等。加入量视停炉时间长短而定，一般加50～100kg；停炉时间长，还可加入一定数量的木炭或低灰分煤保温。

2）为了防止炉料将电极粘住，停电后要上提电极，然后向电极周围的空隙内加入木块，再下插到原来位置。停电时，要活动电极，以免炉料粘住电极。

2.存在问题处理 工业硅炉结构复杂、冶炼难度大、操作技术要求高，整个过程出现的问题较多。表5-4列出工业硅炉易出现的问题及处理方法。

表5-4工业硅炉易出现的问题及处理方法

（续）

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