工业硅电炉生产和管理.pdf

..引用】工业硅电炉设计、生产管理专家—朱尔明2011-12-1918:23:34|分类：默认分类|标签：|字号大中小订阅本文引用自程士宝"工业硅电炉设计、生产管理专家—朱尔明"9000—15000KVA工业硅电炉主体设备设计和生产技术管理朱尔明“人类社会的进化和开展一般是以材料为标志，即石器时代、青铜器时代、铁器时代。但随着社会开展和科学的进步，半导体特别是硅的发现和应用使我们的生存条件、社会及生活发生了革命性变化，甚至超过了以前所有材料时代所发生变化的总和，这就是‘硅时代’。我们生活在‘硅时代’仅仅只有半个世纪〞。生活中我们的手机、电视机、电脑、数码产品，乘坐的飞机、汽车、轮船，航空领域的卫星、飞船、火箭等等，都与硅有关，还有当前炙手可热的材料名词如光伏材料、单晶硅、多晶硅、硅橡胶、硅油、硅树脂、硅铝合金等等随处可见、不绝于耳。这些与硅有关的材料实际都离不开根底材料"——工业硅〔金属硅〕。工业硅从实验室研究到规模化生产,是从1938年联建成世界第一台2000KVA单相单电极电炉工业硅工厂开场的。随后法国、日本、加拿大、美国、挪威和巴西等都相继建立了工业硅厂。-.jz*..中国工业硅生产始于1957年的铝厂。70年代中期又在和民和建立工业硅厂。到1989年底，工业硅电炉总装机容量已达数十万kVA，最大工业硅厂年产能力为1万t。90年代后期国开场大量建立6300KVA工业硅炉，进入2000年后建立8000—10000KVA的，最近3年开场大量建立12500—16500KVA的，有几个规模大的硅企业比方永昌、昇阳分别引进德马克和南非技术，建立了容量为25000KVA和39000KVA的工业硅电炉。纵观国，虽然工业硅设备技术和生产水平得到了很大促进和开展，但是工业硅行业的总体设计技术和工艺管理水平依然参差不齐，认识上也有很大区别。这也是为什么在同一个地方，有的厂的设备运行非常正常、各项指标好，而另一个厂的设备运行状况和各项指标很不理想的关键原因所在。工业硅行业有句俗语：“原料是根底，设备是条件，操作是关键，管理是保障。〞下面我就比拟普遍的9000—15000KVA工业硅炉设备、原料、操作、管理4个方面的一些认识和体会，从设计和生产管理的角度与大家探讨学习，相互交流提高，为中国硅业蓬勃开展而努力。一、9000—15000KVA工业硅炉的合理设计任何一种材料的制取都离不开设备，工业硅也不例外。“工欲善其事，必先利其器。〞2009年初，我们通过对9000KVA以上的硅炉的故障问题和操作特点作了大量数据的收集梳理、总结分析，结合多年设计和生产管理经历，对以往的-.jz*..设计和理念做了重大调整改良和提炼。对新设计和改造的硅炉，在细节上下功夫，使设备故障率小于1%，保证长期稳定运行，为稳产高产、节能降耗创造条件。1、厂房的合理设计重点是保证捣炉机工作时伸缩、旋转自如、空间大；全方位加料无死角；出炉口宽阔不设立柱；液压系统所有元件远离高温区；电极库房〔我们一般设在冶炼跨三楼平台〕、浇铸车间、精整破碎包装车间、成品库独立分开。厂房布置有两种形式：①如果电极采用倒三角布置，那么选用单台三相变压器，尽量靠近炉体但又与高温烟气隔离，可以做到短网最短，而且根本对称，减少强弱相。主厂房较低，总体投资较省。〔见图1〕图1工业硅三相变压器厂房立面图②如果采用三台单相变压器布置，那么多一楼层，主厂房增高。整体投资较高。〔见图2〕2、炉衬-.jz*..高温区采用自焙碳砖与半石墨化碳砖结合的方式，外围用高铝砖、粘土砖、轻质保温砖，炉孔采用全石墨砖或半石墨质—半碳化硅整体转，可以正常使用四年不用大修炉衬。筑炉方式一般分为有缝和无缝砌法两种。有缝法〔见图3〕是传统砌法，对碳砖的外形几何尺寸没有要求；无缝法〔和图4〕是近几年出现的，要求碳砖必须精加工，几何尺寸要求严格。3、电极把持设备—压力环电炉容量越大，铜瓦数量越多，压力环构造越复杂。而压力环是整个电炉的核心设备。其设计合理与否，直接影响到连续生产、甚至电力单耗和产量指标。因此选用碟形弹簧式不锈钢压力环，设计时考虑到大电流强磁场的影响，采取了屏蔽磁场的措施来保护碟簧不被磁化发红而影响弹性，这样就做到了免维护，且-.jz*..抱紧力始终大于10吨，可以做到每块铜瓦一对一单独调整，与波纹管效果一样。但碟簧这种构造比拟简单，无需在高温区设置液压油路。本设计已经在近30台电炉上使用，实践证明了以上优点。只要安装调整到位，保证铜瓦与电极之间3.5Kg/cm2以上的接触压力，铜瓦是不会打弧的，压放电极时也不用松铜瓦。德宏、和有几个公司生产运行一年多没有打过弧，也没有换过一块铜瓦。铜瓦除被刺火烧坏之外，没有打弧损坏的。〔见图5〕4、电极升降与压放电极升降系统采用液压，用单向调速液压缸〔上升靠油压，下降靠自重〕，电极到炉底自动停顿