CN103508456A - 一种采用全煤生产工业硅的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种采用全煤生产工业硅的工艺，所选用的煤，其挥发分25～28%，灰分2～3%，Fe2O30.2～0.3%，Al2O30.9～1.0%，CaO0.15～0.25%，所述煤的粒度为10～18mm，并且在所述工艺过程中，矿热炉电流电压比为480，矿热炉以1.5度/小时匀速连续旋转，出炉作业采用连续出炉。本发明所提供的工业硅的冶炼方法，采用全煤作为还原剂，不采用任何木炭以及木块儿原料，有效保护森林资源，绿色环保，同时，本发明采用高电流、低电压条件来解决炉况冶炼稳定，使反应速度加快，反应更充分，也有效提高产量和降低能耗。
Description
技术领域
本发明涉及工业硅生产冶炼技术领域，具体涉及一种采用全煤生产工业硅的工艺。
背景技术
随着近代工业、现代科学和新技术的蓬勃发展，硅和含硅材料的应用已普及到汽车、船舶和航空领域。由于工业硅是高纯度硅和各种含硅材料的基础材料，硅和各种含硅材料的应用领域不断扩大，从而促进了工业硅生产的迅速发展。但我国国内工业硅大多电炉容量较小，容量大的技术不够成熟，产品能耗较高，因此如何提高大型矿热炉工业硅生产效益，降低能耗，促进产业升级，已成为铁合金工作者必须面对的研究课题之一。
冶炼工业硅的原料主要有硅石、碳质还原剂。由于对工业硅中铝、钙、铁含量限制严格，对原料的要求也特别严格。硅石中SiO2>99.0%，Al2O3<0.3%，Fe2O3<0.15%，CaO<0.2%，MgO<0.15%；粒度为15～80mm。
工业硅生产所用的硅石最好使用SiO2含量高的矿石，且杂质含量应尽量低，这一方面是产品质量所要求的；另一方面杂质含量高，渣量大，排出困难，影响冶炼的正常生产。
为了除杂及保证要求粒度，硅石入炉前最好水洗及筛分。另一方面，硅石应有良好的抗爆性和反应性能。若使用抗爆性差的硅石，入炉后，很快碎裂，影响炉子透气性，使炉况恶化，为此要选择热稳定性好的硅石。
还原剂对工业硅冶炼业至关重要，选择碳质还原剂的原则是：固定碳高，灰分低，化学活性好。通常是采用低灰分的石油焦或沥青焦作还原剂。但是，由于这两种焦炭电阻率小，反应能力差，因而必须配用灰分低，电阻率大和反应能力强的木炭（或木块）代替部分石油焦。木炭、木块、石油焦、洗精煤作为冶炼工业硅还原剂已被普遍使用。
作为25000kVA以上的大型矿热炉生产工业硅由于其炉膛深，炉料厚，使用石焦油炉况不好控制，很容易生成碳化硅，造成冶炼紊乱，电极上抬，能耗增加，最严重的后果是不得不挖炉，为避免这一情况，大型矿热炉生产工业硅还原剂不得不采用较大比列木炭作为还原剂。
木炭是能满足冶炼工业硅要求的较理想还原剂，但过多或全部使用木炭，不仅会提高产品成本，同时还会破坏大量的森林资源等，同时，因受资源（每5吨木柴可烧制1吨木炭）和地球环境保护的限制，开发和应用其代用品（新型还原剂），已成为我们必须研究的课题。在这种情况下，不断扩大还原剂来源非常必要。现在木屑、玉米芯等在工业硅生产中已得到实际应用。由于煤的还原能力强、比电阻大、资源丰富，灰分低，现在烟煤在大型矿热炉生产工业硅中所占还原剂的比例为30%左右，所以应组织开发利用全煤来生产工业硅的新工艺。
发明内容
本发明的目的是提供一种采用全煤生产工业硅的工艺，以减少木炭的使用来降低成本，同时提高产量。
为了实现以上目的，本发明采用如下技术方案：
一种大型矿热炉采用全煤生产工业硅的工艺，所选用的煤，其挥发分25～28%，灰分2～3%，Fe2O30.2～0.3%，Al2O30.9～1.0%，CaO0.15～0.25%。
所述煤的粒度为10～18mm。
所述工艺过程中，矿热炉电流电压比为480。
所述工艺过程中，矿热炉以1.5度/小时匀速连续旋转。
所述工艺过程中，出炉作业采用连续出炉。
本发明所提供的工业硅的冶炼方法，采用全煤作为还原剂，不采用木炭，少量木块作为疏松剂，能降低生产成本，有效地保护了森林资源。本发明只采用了特定的煤作为还原剂，在25000KVA矿热炉上生产每吨原料消耗为：烟煤1.87，硅石2.65吨，木块200公斤，电极60公斤，电耗11900Kwh，产量49吨，441以上牌号的工业硅占到总产量的90%以上。
具体实施方式
实施例1
一种大型矿热炉采用全煤生产工业硅的工艺，所选用的煤，其挥发分25%，灰分2.0%，Fe2O30.2%，Al2O31.0%，CaO0.21%。
所述煤的粒度为10～18mm，硅石的粒度30—80mm。
所述工艺过程中，矿热炉电流电压比为480。
所述工艺过程中，矿热炉以1.5度/小时匀速连续旋转。
所述工艺过程中，出炉作业采用连续出炉。
实施例2
一种大型矿热炉采用全煤生产工业硅的工艺，所选用的煤，其挥发分27%，灰分2.5%，Fe2O30.25%，Al2O30.9%，CaO0.25%。
所述煤的粒度为10～18mm。
所述工艺过程中，矿热炉电流电压比为480。
所述工艺过程中，矿热炉以1.5度/小时匀速连续旋转。
所述工艺过程中，出炉作业采用连续出炉。
实施例3
一种大型矿热炉采用全煤生产工业硅的工艺，所选用的煤，其挥发分28%，灰分3.0%，Fe2O30.3%，Al2O30.94%，CaO0.15%。
所述煤的粒度为10～18mm。
所述工艺过程中，矿热炉电流电压比为480。
所述工艺过程中，矿热炉以1.5度/小时匀速连续旋转。
所述工艺过程中，出炉作业采用连续出炉。
Claims (5)
1.一种采用全煤生产工业硅的工艺，其特征在于，所选用的煤，其挥发分25～28%，灰分2～3%，Fe2O30.2～0.3%，Al2O30.9～1.0%，CaO0.15～0.25%。
2.根据权利要求1所述的全煤生产工业硅的工艺，其特征在于，所述煤的粒度为10～18mm。
3.根据权利要求1所述的全煤生产工业硅的工艺，其特征在于，所述工艺过程中，矿热炉电流电压比为480。
4.根据权利要求1所述的全煤生产工业硅的工艺，其特征在于，所述工艺过程中，矿热炉以1.5度/小时匀速连续旋转。
5.根据权利要求1所述的全煤生产工业硅的工艺，其特征在于，所述工艺过程中，出炉作业采用连续出炉。
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| CN201310450351.8A CN103508456A (zh) | 2013-09-28 | 2013-09-28 | 一种采用全煤生产工业硅的工艺 |
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|---|---|---|---|---|
| CN101372334A (zh) * | 2008-10-22 | 2009-02-25 | 昆明理工大学 | 一种高纯硅的制备方法 |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 甘代顺: "以煤替代木炭生产工业硅", 《铁合金》, no. 163, 2002, pages 25 - 27 * |
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