工业硅生产实用技术手册

1工业硅的用途、标准及发展1.1工业硅的用途1.1.1配制合金1.1.2制作有机硅1.1.3制作多晶硅1.1.4其他用途1.2工业硅的牌号1.2.1工业硅的国家标准1.2.2工业硅的企业标准1.3我国工业硅生产的现状及展望1.3.1我国工业硅产量1.3.2我国发展工业硅行业的优势1.3.3我国工业硅行业的现状1.3.4我国工业硅生产的未来1.3.5我国工业硅行业将实现低碳、绿化、可持续发展2硅的性质2.1硅的物理性质2.2硅的化学性质2.3硅的氧化物2.3.1二氧化硅2.3.2一氧化硅2.4硅与金属的共熔体3工业硅生产的基本原理3.1工业硅生产的基本工艺路线3.2金属氧化还原的基本理论3.2.1氧化还原反应热力学3.2.2氧化还原反应动力学3.2.3选择性氧化还原反应3.3工业硅生产的基本原理3.3.1工业硅生产的基本原理3.3.2工业硅电炉中的电流、热量、温度4工业硅生产原料4.1硅石4.1.1二氧化硅的形态及性质4.1.2生产工业硅用的含氧化硅矿物4.1.3硅石质量对工业硅生产的影响4.2还原剂4.2.1还原剂种类4.2.2工业硅生产还原剂的选择要求 4.3疏松剂4.3.1疏松剂的品种4.3.2疏松剂的作用4.3.3疏松剂的使用4.4还原剂对产品质量和炉况的影响4.4.1还原剂对产品质量的影响4.4.2还原剂对炉况的影响4.4.3不同企业对还原剂的使用4.5配料计算4.5.1配料比例4.5.2配料计算4.6工业硅新型还原剂的研究4.6.1工业硅新型还原剂的实验室研究4.6.2工业硅新型还原剂的工业化生产4.6.3工业硅复合碳质还原剂用于工业硅生产的展望5工业硅生产设备5.1工业硅电炉的机械设备5.1.1炉体5.1.2炉体旋转机械5.1.3电极系统5.1.4排烟系统5.1.5配料站及上料、布料、下料系统5.1.6液压系统5.1.7冷却水系统5.1.8炉底测温装置5.1.9炉底通风冷却装置5.1.10气封系统5.1.11电极间木隔板5.2工业硅电炉的电气设备5.2.1高压设备5.2.2电炉变压器5.2.3低压配电5.2.4短网5.2.5电气控制5.2.6功率因数、电效率及热效率5.2.7操作电阻与炉料电阻的关系5.2.8功率因数补偿15.2.9低频电源6工业硅生产操作6.1科学的工艺准则6.1.1精准的碳平衡 6.1.2合理的供电制度6.1.3合适的炉料孔隙度6.1.4适宜的出炉制度6.2精心操作的核心6.2.1适宜的料层厚度和良好透气性6.2.2合理的配炭制度6.2.3适时调整配炭6.2.4适时料面操作6.2.5三相电极平衡送电6.2.6减少杂质入炉6.3精心操作的要领6.4精心操作是工业硅生产的关键6.4.1选准二次电压6.4.2精心配电操作6.4.3均匀布料6.4.4适时下料6.4.5及时正确地捣炉、加料和推料6.4.6规范化的出炉操作6.4.7炉体旋转6.4.8减少热停炉时间6.5正常炉况的标志6.6不正常炉况及其处理6.6.1炉底上涨6.6.2料面透气性变坏6.6.3形成刺火6.6.4电极插入过深6.6.5电炉中心三角区下料过快6.6.6还原剂不足6.6.7还原剂过剩6.6.8电极过短6.6.9电极过长6.6.10电极事故处理6.6.11其他异常炉况和事故的处理7富氧底吹精炼工业硅7.1工业硅中杂质来源和性质7.2传统工业硅精炼方法7.2.1通气法精炼7.2.2熔剂精炼7.3实例：富氧底吹精炼工业硅的实践7.3.1富氧底吹精炼7.3.2主要设备及原材料 7.3.3试验方案及工艺流程7.3.4试验工艺7.4试验结果分析7.4.1试验数据7.4.2结果分析7.5小结8工业硅电炉的设计计算8.1国内外工业硅电炉的发展概况8.1.1我国工业硅电炉的发展8.1.2国外工业硅电炉的发展8.2中国特色的工业硅电炉8.2.1容量利用率高8.2.2电极直径决定容量大小8.2.3电极几何参数要根据实际使用的有功功率8.3工业硅电炉的设计计算8.3.1工业硅电炉生产能力计算8.3.2工业硅电炉设计计算程序8.3.3电气参数计算8.3.4工业硅电炉变压器确定8.4工业硅电炉设计计算程序案例9工业硅生产的辅助设备9.1炉口操作设备9.1.1单功能直轨行走式捣炉机9.1.2单功能直轨行走式加料机9.1.3自由行走式加料拨料捣炉机9.2电炉炉前设备9.2.1开堵炉口设备9.2.2出炉口挡板和扒渣护屏9.2.3铁水包、渣盘及牵引设备9.2.4浇铸机10工业硅生产的环境保护10.1工业硅生产环境保护的发展简史10.2工业硅生产的“三废”及治理10.2.1废气的产生及治理10.2.2废水的产生及治理10.2.3废渣的产生及处理10.3工业硅生产污染物排放限值 10.4工业硅企业噪声控制限值11工业硅生产烟气的综合治理11.1工业硅生产烟气的物理净化——除尘11.1.1治理依据11.1.2电炉烟气量11.1.3电炉烟气特性11.1.4电炉烟气除尘11.1.5其他烟气除尘11.1.6烟尘的回收和利用11.1.7工业硅电炉烟气除尘案例——30MV·A半封闭工业硅电炉烟气除尘与回收11.2工业硅生产烟气的化学净化——脱硫脱硝11.2.1硫、硝的来源11.2.2脱硫方法11.2.3脱硝方法11.2.4脱硫设计12工业硅电炉烟气余热利用12.1工业硅电炉烟气余热利用的必要性和可行性 12.2工业硅电炉烟气余热利用的工艺流程12.2.1工业硅电炉的烟气流程12.2.2余热利用系统的烟气工艺流程12.2.3余热发电热力系统的工艺方案12.3工业硅电炉烟气余热利用的主要设备12.3.1余热锅炉12.3.2汽轮机和发电机12.4工业硅电炉烟气余热利用案例12.4.1装机方案确定12.4.2主要设备12.4.3各车间布置12.4.4冷却水系统12.4.5化学水处理系统12.4.6电站接入系统12.4.7电气及自动化12.4.8主要技术参数12.4.9经济效益13工业硅生产的副产品——微硅粉利用 13.1微硅粉生成13.2微硅粉性质13.3微硅粉利用13.3.1微硅粉在建筑行业的利用13.3.2微硅粉在耐火材料的利用13.3.3微硅粉在油漆、涂料行业的利用13.3.4微硅粉在橡胶行业的利用13.3.5微硅粉在陶瓷行业的利用13.3.6微硅粉在保温材料的利用13.3.7微硅粉在农业的利用14职业卫生和安全生产14.1工业硅生产环境中的危害及其防治14.1.1高温14.1.2紫外线辐射14.1.3噪声14.1.4粉尘14.1.5易爆、有害物14.2工业硅生产的安全注意事项14.2.1安全知识14.2.2主要岗位的安全规程14.3工业硅安全生产规范15工业硅生产企业的清洁生产15.1清洁生产基本概念15.1.1联合国对清洁生产定义15.1.2我国对清洁生产定义15.1.3我国清洁生产评价体系15.1.4清洁生产的主要内容15.2开展清洁生产的重要意义15.2.1生产全过程控制15.2.2发展循环经济的基础15.2.3实现经济与环境协调发展的重要条件15.2.4清洁生产是一种全新的发展战略15.3工业硅清洁生产技术的应用及面临的问题15.3.1工业硅生产无废水 15.3.2工业硅清洁生产的关键是高温烟气的治理15.4实施清洁生产审核的案例分析16工业硅生产质量检验16.1外观质量检验16.1.1原材料外观质量检验16.1.2工业硅外观质量检验16.2内在质量检验16.2.1取样、制样16.2.2化学分析16.3工业硅生产中质量检验结果准确度的控制和保证32617工业硅工厂设计17.1工厂总体设计17.1.1设计工作的任务17.1.2总体设计及其阶段17.2厂址选择17.3工厂总平面设计17.3.1总平面设计主要设计原则17.3.2对总平面布置的具体要求17.4工业硅电炉车间设计17.4.1产品方案及生产规模17.4.2工艺流程17.4.3主要原料技术条件17.4.4主要设备选择17.4.5车间组成及工艺布置17.4.6车间主要设计参数17.4.7车间总体技术装备17.4.8车间主要技术经济指标18工业硅生产的技术经济分析18.1工业硅生产的技术经济指标18.1.1产量18.1.2品级率18.1.3原材料和电能单耗18.1.4硅的回收率18.1.5平均负荷18.1.6电炉作业率18.1.7成本18.1.8利润18.1.9资金利润率 18.1.10资金利税率18.2工业硅产品的成本构成18.3降低成本提高效益的途径18.3.1增加产量18.3.2提高产品质量18.3.3降低原材料和电极消耗18.3.4降低电费18.3.5提高装备水平18.3.6烟气余热利用18.3.7副产品的综合利用部分优秀论文选编A1.1优级工业硅的生产A1.1.1引言A1.1.2精料入炉是生产优质工业硅的**基础A1.1.3精心设计是生产优质工业硅的主要保障A1.1.4精心操作是生产优质工业硅的决定关键A1.1.5炉外精炼A1.1.6结论参考文献A1.2工业硅电炉炉底上涨的原因分析和预防治理措施A1.2.1引言A1.2.2工业硅生产的基本原理A1.2.3工业硅生产时炉底上涨的原因分析A1.2.4预防及治理工业硅电炉炉底上涨的措施A1.2.5结论参考文献A1.3工业硅生产的新常态A1.3.1电炉大型化A1.3.2余热利用资源再生A1.3.3无木炭生产和新型还原剂的研发A1.3.4电炉烟气的净化：除尘、脱硫、脱硝A1.3.5结论参考文献A1.4大型工业硅电炉的技术优势和装备特点A1.4.1引言A1.4.2大型工业硅电炉的技术优势 A1.4.3大型工业硅电炉的装备特点参考文献A1.530MV·A工业硅电炉的机械设备A1.5.1炉体A1.5.2旋转机构A1.5.3电极系统A1.5.4排烟系统A1.5.5炉顶布料加料系统A1.5.6液压系统A1.5.7冷却水系统A1.5.8炉底测温装置A1.5.9炉底通风冷却装置A1.5.10气封系统A1.5.11电极间木隔板A1.5.12电弧烧穿器A1.630MV·A工业硅电炉直接电烘开炉A1.6.1引言A1.6.230MV·A工业硅电炉的主要技术参数A1.6.3开炉的**条件A1.6.4开炉前的准备A1.6.5电烘A1.6.6投料A1.6.7出炉A1.6.8结论参考文献A1.7全封闭硅铁和工业硅电炉的可行性研究A1.7.1引言A1.7.2硅铁及工业硅电炉全封闭的必要性A1.7.3硅铁和工业硅全封闭生产在技术上的可行性实践A1.7.4全封闭硅铁和工业硅电炉在经济上的优势A1.7.5结语参考文献附录附录1工业硅国家标准(GBT2881—2014)附录2工业硅安全生产规范(YST1185—2017)附录3铁合金工业污染物排放标准(GB28666—2012)附录4工业硅单位产品能源消耗限额(GB31338—2014)附录5清洁生产标准钢铁行业(铁合金)(HJ470—2009)附录6常用耐火材料、隔热材料及其辅助材料的物理参数附录7铁合金厂用水及水的硬度附录8各种能源折算标准煤的系数表附录9常用法定计量单位附录10元素周期表 参考文献