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97硅又称等外硅或工业硅,其主要用途是作为非铁基合金的添加剂!97硅是由硅石和兰炭在电热炉内冶炼成的产品,主成分硅元素的含量在98%左右(近年来,含Si量99!99%的也包含在97硅内),其余杂质为铁、铝、钙等!硅是半金属之一,旧称“矽”.熔点为1420℃,密度为2!34克每立方厘米!质硬而脆!在常温下不溶于酸,易溶于碱.金属硅的性质与锗、铅、锡相近,具有半导体性质!硅在地壳中资源极为丰富,仅次于氧,占地壳总重的四分之一还多,以二氧化硅或硅酸盐形式存在!
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对原料要求具有必要的纯度,有良好的反应能力,以便达到产品的规格;还原剂具有不同的反应能力,以便能与石英石发生充分反应;炉料具有不同的成分,并且既有不同的粒度,以便通过适当的配合,使炉料电炉发生良好的影响.氧化硅矿物冶炼金属硅的过程是无渣过程,化学硅冶炼对硅石的选用较严格,不仅杂质含量要少,还要求有高的机械强度、足够的热稳定性,适宜的粒度组成.化学用硅熔炼尽量采用硅石。天然形态的氧化硅或者是以独立的石英矿物存在,或者是以几乎全是由氧化硅积成的岩石—硅石,或硅石形态的砂岩存在!
入炉的硅石要求有一定的粒度.硅石的粒度是冶炼的一个重要工艺因素.硅石适宜粒度受硅石种类、电炉、容量、操作状况以及还原剂的种类和粒度等多种因素影响,要根据具体的冶炼条件来决定!一般情况下,6300KVA三相电炉(1983年大悟硅厂建成),要求硅石粒度在8-100mm,3200KVA三相电炉,要求硅石粒度为8-80mm,而且中间粒度组成的比例要大些。粒度过大时,由于不能和捣炉粘料及反应速度相适应,易使未反应的硅石进入液体硅中,造成渣量增多,出炉困难,硅的回收率降低,能耗增大,甚至造成炉底上涨,影响正常生产!
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炉料的配比根据要求所生产的产品级别来定!石油焦和烟煤的配比按每批矿硅需要的碳量来确定!石油焦和烟煤的比例对炉料的工作电阻影响较大!炉料各组分经称量后,将炉料混合均匀,待捣炉后,将混合均匀的炉料集中加入炉内!保持一定的料面高度,加料均匀!化学硅生产是连续不断进行的。炉内的状况也不是永恒不变的。化学硅生产在电炉内是以电能转换成热能,然后再用热能直接加热物料而产生化学反应的过程!所以炉内的电气特性是非常重要的,熔炼实行闭弧操作,保持高温炉,提高热效率,提高电炉利用率,在研究中使用容量为3200KVA和6300KVA金属硅炉各一台!
化学用硅的工艺流程包括炉料准备,电炉熔炼,硅的精制和浇铸,除去熔渣夹杂而进行的破碎。在炉料配制之前,所有原料都要进行必要的处理。硅石在颚式破碎机中破碎到块度不大于100mm,筛出小于5mm的碎块,并用水冲洗洁净。因为熔炉中碎块在炉膛上部熔融,从而降低了炉料的透气性,使生产过程难以进行!石油焦有较高的导电系数,要破碎到块度不大于10mm,又要控制石油焦的粉末量!因其在炉膛口上直接燃烧,会造成还原剂不足.
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