[發明專利]一種工業硅冶煉異常處理方法

有效

• 申請號: 201010218881.6
• 申請日: 2010-06-29
• 公開（公告）號: CN102311117A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 沈益順;吳紹鈿;司雷
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: C01B33/025
• 分類號: C01B33/025
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于工業硅冶煉技術領域，尤其涉及一種工業硅冶煉異常處理方法。

背景技術

目前，工業硅冶煉一般采用碳熱還原法；即在礦熱爐內，通過電極將電能轉換成熱能，使爐內的硅石與還原劑(木炭、石油焦、煙煤等碳材料)進行反應制備工業硅。

如圖1所示，其中A為電極，礦熱爐從上到下分為5個區：1為預熱區，2為熾熱區，3為熔化區，4為反應區，5為硅水區。

在生產工業硅的過程中，由于還原劑的選取、原料配比不同、操作參數的差別等原因，不可避免地會出現各種爐況異常的現象。常見的爐況異常現象有：①爐底上漲：指爐缸底部硅水區內未熔融物和半熔融物沉積層增高，而造成硅熔體和反應區上升，出爐時硅液不能通暢地流出。另外，還原劑過量，過量的碳與硅反應生成大量的碳化硅也將引起爐底上漲。②刺火：爐膛上部(即1、2、3區)的局部爐料發死時，氣體不能沿著整個料面自由逸出，就會在沉料層(即2、3區)的最松散的部位沖出，形成“刺火”。刺火孔會放出大量熱量和已還原的硅及其他氧化物，這不僅會造成熱能和熔煉產物的大量損失，增大原料和電能的消耗，還會使爐缸上部的溫度還會升高，影響電極裝置和其他靠近爐面的設備和部件。

以上異常問題若不及時處理或處理不當，熔煉產物和熱量大量損失。最終將導致操作困難，電耗高，質量下降，無法正常生產，只能被迫停爐，造成很大的經濟損失。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：現有技術中，工業硅冶煉過程中常常出現爐底上漲、刺火等異常現象，從而提供一種將爐況異常轉化為正常的工業硅冶煉異常處理方法。

一種工業硅冶煉異常處理方法，其包括：將調爐料加入到冶煉異常的礦熱爐中，在2350～3000℃的高溫下冶煉，直至爐況正常；

所述調爐料為：包括硅石和碳化硅混合壓制而成的塊料或者球料，其中硅石和碳化硅的質量比為0.7∶1～2.3∶1，所述硅石的粒度小于等于10mm，所述碳化硅的粒度小于等于6mm。

本發明所提供的工業硅冶煉異常處理方法，不用停爐、簡單易行，可以有效解決冶煉過程中異常問題，而且還原劑利用率高，不減少硅的出爐率，熱量損失少等優點。

附圖說明

圖1是礦熱爐冶煉狀態下的剖面示意圖。

具體實施方式

為了使本發明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

一種工業硅冶煉異常處理方法，其包括：將調爐料加入到冶煉異常的礦熱爐中，在2350～3000℃的高溫下冶煉，直至爐況正常；

所述調爐料為：包括硅石和碳化硅混合壓制而成的塊料或者球料，其中硅石和碳化硅的質量比為0.7∶1～2.3∶1，所述硅石的粒度小于等于10mm，所述碳化硅的粒度小于等于6mm。

其中，硅石為本領域技術人員所公知，是常用的工業硅冶煉的硅源，其主要成分為二氧化硅。本發明優選硅石中二氧化硅的含量大于98wt％。

優選情況下，本發明的硅石的粒度在2～6mm，保證硅石與碳化硅有大的接觸面積，充分反應，同時防止過小顆粒的硅石表面引入雜質。

碳化硅亦為本領域技術人員所公知的物質。本發明優選碳化硅的純度大于97wt％。

優選情況下，本發明的碳化硅的粒度小于等于3mm，保證碳化硅與硅石具有較大的反應面積，保證碳化硅在反應區完全反應，不會下沉到硅水區或者爐底。

優選情況下，調爐料中硅石和碳化硅的質量比為1.0∶1～1.8∶1。

本發明優選調爐料中硅石和碳化硅的比例，可以根據爐況異常的原因進行調整。若在冶煉中觀察到電流升高、料面松散、頻繁塌料等現象時，可提高硅石的配比；若在冶煉中觀察到電流擺動劇烈、電極下降后上抬、料面粘稠發死、局部刺火等現象時，可降低硅石配比。

其中，壓制為本領域技術人員所公知的操作；一般是指在模具或其他容器中，在外力作用下，將粉末密實成具有規定形狀和尺寸的工藝過程。

本發明優選調爐料壓制成塊料或者球料。

壓制時可以加入粘結劑，也可以不加入粘結劑。本發明優選加入粘結劑。

其中，粘結劑優選為煤瀝青、石油瀝青、環氧樹脂、呋喃樹脂、紙漿廢液濃縮物中一種或幾種。

紙漿廢液濃縮物為本領域技術人員所公知的物質。其可以通過商購獲得。

以調爐料的總質量為基準，粘結劑的占3～15wt％。