[發明專利]一種采用全煤生產工業硅的工藝

無效

• 申請號: 201310450351.8
• 申請日: 2013-09-28
• 公開（公告）號: CN103508456A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 劉炎森;康朝陽;孫懷德;靳衛東;高國卿
• 申請（專利權）人: 登封電廠集團鋁合金有限公司
• 主分類號: C01B33/025
• 分類號: C01B33/025
• 代理公司: 北京東方匯眾知識產權代理事務所(普通合伙) 11296
• 代理人: 白潔

技術領域

本發明涉及工業硅生產冶煉技術領域，具體涉及一種采用全煤生產工業硅的工藝。

背景技術

隨著近代工業、現代科學和新技術的蓬勃發展，硅和含硅材料的應用已普及到汽車、船舶和航空領域。由于工業硅是高純度硅和各種含硅材料的基礎材料，硅和各種含硅材料的應用領域不斷擴大，從而促進了工業硅生產的迅速發展。但我國國內工業硅大多電爐容量較小，容量大的技術不夠成熟，產品能耗較高，因此如何提高大型礦熱爐工業硅生產效益，降低能耗，促進產業升級，已成為鐵合金工作者必須面對的研究課題之一。

冶煉工業硅的原料主要有硅石、碳質還原劑。由于對工業硅中鋁、鈣、鐵含量限制嚴格，對原料的要求也特別嚴格。硅石中SiO2>99.0%，Al2O3<0.3%，Fe2O3<0.15%，CaO<0.2%，MgO<0.15%；粒度為15～80mm。

工業硅生產所用的硅石最好使用SiO2含量高的礦石，且雜質含量應盡量低，這一方面是產品質量所要求的；另一方面雜質含量高，渣量大，排出困難，影響冶煉的正常生產。

為了除雜及保證要求粒度，硅石入爐前最好水洗及篩分。另一方面，硅石應有良好的抗爆性和反應性能。若使用抗爆性差的硅石，入爐后，很快碎裂，影響爐子透氣性，使爐況惡化，為此要選擇熱穩定性好的硅石。

還原劑對工業硅冶煉業至關重要，選擇碳質還原劑的原則是：固定碳高，灰分低，化學活性好。通常是采用低灰分的石油焦或瀝青焦作還原劑。但是，由于這兩種焦炭電阻率小，反應能力差，因而必須配用灰分低，電阻率大和反應能力強的木炭（或木塊）代替部分石油焦。木炭、木塊、石油焦、洗精煤作為冶煉工業硅還原劑已被普遍使用。

作為25000kVA以上的大型礦熱爐生產工業硅由于其爐膛深，爐料厚，使用石焦油爐況不好控制，很容易生成碳化硅，造成冶煉紊亂，電極上抬，能耗增加，最嚴重的后果是不得不挖爐，為避免這一情況，大型礦熱爐生產工業硅還原劑不得不采用較大比列木炭作為還原劑。

木炭是能滿足冶煉工業硅要求的較理想還原劑，但過多或全部使用木炭，不僅會提高產品成本，同時還會破壞大量的森林資源等，同時，因受資源（每5噸木柴可燒制1噸木炭）和地球環境保護的限制，開發和應用其代用品（新型還原劑），已成為我們必須研究的課題。在這種情況下，不斷擴大還原劑來源非常必要。現在木屑、玉米芯等在工業硅生產中已得到實際應用。由于煤的還原能力強、比電阻大、資源豐富，灰分低，現在煙煤在大型礦熱爐生產工業硅中所占還原劑的比例為30%左右，所以應組織開發利用全煤來生產工業硅的新工藝。

發明內容

本發明的目的是提供一種采用全煤生產工業硅的工藝，以減少木炭的使用來降低成本，同時提高產量。

為了實現以上目的，本發明采用如下技術方案：

一種大型礦熱爐采用全煤生產工業硅的工藝，所選用的煤，其揮發分25～28%，灰分2～3%，Fe₂O₃0.2～0.3%，Al₂O₃0.9～1.0%，CaO0.15～0.25%。

所述煤的粒度為10～18mm。

所述工藝過程中，礦熱爐電流電壓比為480。

所述工藝過程中，礦熱爐以1.5度/小時勻速連續旋轉。

所述工藝過程中，出爐作業采用連續出爐。

本發明所提供的工業硅的冶煉方法，采用全煤作為還原劑，不采用木炭，少量木塊作為疏松劑，能降低生產成本，有效地保護了森林資源。本發明只采用了特定的煤作為還原劑，在25000KVA礦熱爐上生產每噸原料消耗為：煙煤1.87，硅石2.65噸，木塊200公斤，電極60公斤，電耗11900Kwh，產量49噸，441以上牌號的工業硅占到總產量的90%以上。

具體實施方式

實施例1

一種大型礦熱爐采用全煤生產工業硅的工藝，所選用的煤，其揮發分25%，灰分2.0%，Fe₂O₃0.2%，Al₂O₃1.0%，CaO0.21%。

所述煤的粒度為10～18mm，硅石的粒度30—80mm。

所述工藝過程中，礦熱爐電流電壓比為480。

所述工藝過程中，礦熱爐以1.5度/小時勻速連續旋轉。

所述工藝過程中，出爐作業采用連續出爐。

實施例2