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化學用金屬硅的冶煉工藝(一)

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化學用金屬硅的冶煉工藝(一)

發布日期:2018-02-22 作者: 點擊:

  化學用硅生產質料在化學用硅生產上,質料是完成優越功課的先決前提。用石英的巖石作生產化學金屬硅的質料,低灰分的含碳資料作復原劑。電爐法生產化學用硅的質料緊張有硅石和碳素質料。碳素質料又以煤油焦為主,有優質的無煙煤或柴炭,也能夠摻用一部門,以增長爐料比電阻。對質料請求具備必要的純度,有優越的反響才能,以便到達產物的規格;復原劑具備分歧的反響才能,以便能與石英石產生充足反響;爐料具備分歧的身分,而且既有分歧的粒度,以便經由過程恰當的共同,使爐料電爐產生優越的影響。


化學用金屬硅的冶煉工藝(一)

           

  2.1、氧化硅礦物冶煉金屬硅的進程是無渣進程,化學硅冶煉對硅石的選用較嚴厲,不只雜質含量要少,還請求有高的機器強度、充足的熱穩定性,合適的粒度構成。化學用硅熔煉最佳采納硅石。天然狀態的氧化硅或許是以自力的石英礦物存在,或許是以險些全是由氧化硅積成的巖石-硅石,或硅石狀態的砂巖存在。生產化學用硅的含有氧化硅礦物中的雜質和粘著物,在熔煉進程中有的完整被復原,有的部門被復原,有的以化合物狀態進進產物硅中或生成熔渣。如許不只增大能量耗費,低落產物質量,還給熔煉進程形成艱苦。是以,對化學用硅冶煉所用的含氧化硅礦物的化學構成請求嚴厲。請求SiO2大于99%,Fe2O3小于0.15%,Al2O3不大于0.2%,CaO不大于0.1%,雜質總和不大于0.6%。所用硅石在熔煉前必需停止水洗,外面干凈。


           

  進爐的硅石請求有一定的粒度。硅石的粒度是冶煉的一個緊張工藝身分。硅石合適粒度受硅石品種、電爐、容量、把持狀態和復原劑的品種和粒度等多種身分影響,要依據詳細的冶煉前提來決議。一樣平常環境下,6300KVA三相電爐(1983年大悟硅廠建成),請求硅石粒度在8-100mm,3200KVA三相電爐,請求硅石粒度為8-80mm,而且中央粒度構成的比例要大些。粒渡過大時,因為不克不及和搗爐粘料及反響速率相適應,易使未反響的硅石進進液體硅中,形成渣量增多,出爐艱苦,硅的回收率低落,能耗增大,乃至形成爐底下跌,影響正常生產。粒渡太小,雖能增大復原劑的打仗外面,有利于復原反響的停止,但反響進程中生產的氣體不克不及順遂排擠,又會減慢反響速率。粒渡太小時。帶進的雜質又會增多,影響產物質量。生產中一樣平常小于5mm 的硅石不宜采納。


            

  2.2碳質復原劑化學硅冶煉所用的緊張復原劑有煤油焦、煙煤、柴炭。為增大爐料的電阻率,增長化學活性,也有搭配氣煤焦,硅石焦、藍炭、半焦、高溫焦、木塊的。在碳質復原劑化學身分中,緊張應斟酌牢固碳、灰分、揮發分和水份。一樣平常請求牢固碳要高,所需復原劑總量削減,從而灰分帶進的雜質少,渣量響應削減,電能耗費低落,化學硅中雜質含量低落。碳質復原劑的電阻率要大,氣孔率要高。爐料電阻率緊張取決于碳質復原劑。碳質復原劑電阻率大,化學活性好,硅的回收率高。


           

  煤油焦是所用于金屬硅生產的復原劑中灰分最低的,含灰分0.17-0.6%,牢固碳90-95%,揮發分不大于3.5%-13%。化學用硅冶煉采納煤油焦做復原劑,這是因為它的灰分低,有利于提高產物質量。但因為煤油焦電阻率小,反響性差,高溫下易石墨化,用量偏大時,招致爐況欠好節制,形成爐料不燒結、刺火重大、電耗高、出爐艱苦。


    

  木碳具備很高的比電阻和反響才能,而且雜質含量少,是熔煉產業化學用硅的較為抱負的復原劑,但用分歧的木料和分歧的方法制得的柴炭其性子也很分歧。往皮柴炭的灰分含量通常比帶皮柴炭的灰分含量低二分之一至三分之一,樹皮對柴炭中灰分的含量有很大的影響。柴炭緊張身分是碳,灰分較低,一樣平常小于10%。電阻率較大,化學活性好。多年的生產理論證明,柴炭是滿意冶煉化學用硅需要的緊張碳質質料,但炭的起源受到限制,無奈再應用柴炭復原劑。


           

  從外洋的環境看,盡大多數國度已再也不應用柴炭。海內的許多廠家在尋乞降應用柴炭代用品方面也做了大批事情。理論證明,在各類碳質復原劑中,從反響才能和比電阻的巨細來看,煙煤是柴炭以外的另一種較為抱負的復原劑。


           

  煙煤的特色是電阻大,反響才能強,低灰分煙煤是顛末洗選獲得的。灰分含量可達3%閣下,Fe2O3含量達0.2-0.3%,Al2O3含量小于1%。如今我國復原劑煙煤的灰分含量多在3%以上,而外洋復原劑煙煤的灰分的含量多在1%閣下,蘇聯采納的化學法精選煙煤,能獲得氧化鐵含量低于0.1%的精煤。煙煤代柴炭的冶煉工藝的專利由上海廣濟硅資料無限公司和鄂爾多斯電力冶煉股份無限公司共同領有。木塊的感化在于增長料層的電阻,用量的巨細都對爐況產生影響。木塊用量過大,料層松散、爐況變壞,電耗回升,木塊因為著火點、含碳量都低,現實作復原劑微不足道。


           

  碳素質猜中的雜質緊張是灰分,全體由氧化物構成。在化學生產中,灰分中的氧化物也要被復原,既要耗費電能,又要耗費碳素,而且被復原的雜質仍舊混進硅液中,低落了硅的強度。在生產理論中,爐猜中每增長1%的灰分,就多耗電能100度-120度,是以,請求碳素質猜中的灰分含量愈少愈好。


           

  2.3電極電極是化學用硅生產中緊張的耗費資料之一。化學用硅冶煉用電極,一樣平常采納石墨電極和碳素電極,今朝海內緊張采納石墨電極。


           

  在硅冶煉爐中,電極便是心臟,是導電體系的緊張構成部門。電流是經由過程電極輸進爐內產生電弧,用于化學硅冶煉。對電極資料的請求:(1)導電性好、電阻率小,以削減電能喪失。(2)熔點要高,熱膨脹系數要小,不容易變形;(3)高溫時有充足的機器強度,雜質含量低。石墨電極的灰分含量低,導電性、耐熱性和耐腐蝕機能都比較好,是化學用硅冶煉的最佳抉擇。

 


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