금속 실리콘 제련 공정

금속 실리콘 제련은 고 에너지 생산으로 중국에서 오랜 역사를 가지고 있다. 국가 에너지 정책이 강화됨에 따라 에너지 절약 배출 감축 발전, 새로운 에너지 보급, 금속 실리콘 제련은 이미 초급 제품과 공예가 되었다. 국내 신흥에너지업체들은 이미 금속실리콘, 폴리실리콘, 단결정 실리콘, 태양전지 등 일련의 순환산업 체인을 구축했다. 이는 향후 몇 년간 우리나라 전체 에너지 분야의 발전과 새로운 에너지의 응용에 영향을 미칠 수밖에 없다.

다음은 금속 실리콘의 제련 공정과 공정을 소개한다.

1, 화학 실리콘 생산의 필요성

우리나라 금속실리콘 (실리콘 함량은 주로 98.5%) 의 생산은 처음에는 주로 야금실리콘이었고, 화학금속실리콘 (실리콘 함량은 주로 99.85%) 의 생산은 주로 90 년대 중반부터 발전하여 우리나라 화학실리콘의 생산량과 수출이 급속히 증가했다. 1999 부터 200 1 까지 중국이 일본에 수출하는 화학실리콘은 각각 2 만 2 천 톤, 3 만 톤, 4 만 톤에 이른다. 200 1 년, 중국이 일본에 수출하는 화학실리콘이 일본 수입화학실리콘의 40% 이상을 차지했다. 중국은 이미 화학실리콘을 생산하고 공급하는 국가 대열에 가입하기 시작했고, 화학실리콘을 생산하는 기업이 갈수록 많아지고 있다. 2002 년 상하이 광제 실리콘 소재유한공사가 탄소열 복원 제련 공정을 전면 공개한 이후 2002-2004 년 우리나라 금속실리콘의 연간 생산량은 65438+ 만톤에서10/2 만톤으로 급속히 증가했다. 이에 따라 국가발전과 개혁위원회는 전면적인 제재를 가했다. 2006 년 금속 실리콘의 실제 생산량은 70 만 톤으로 떨어졌다. 2006 년 상하이 광제 실리콘 소재유한공사 다무실리콘 공장 일가만이 신장 변두리에 10,000 톤의 금속 실리콘 공장인 정신 공장을 성공적으로 건설했다. 다른 회사들은 이미 새로운 실리콘 공장을 설립했다. 화학 실리콘은 실리콘과 폴리 실리콘을 생산하는 데 사용되는 금속 실리콘입니다. 전 세계적으로 야금 실리콘의 소비가 화학 실리콘을 능가한다. 하지만 과학기술이 발달하면서 화학실리콘은 실리콘과 반도체 생산에 광범위하게 적용돼 실리콘 단량체와 폴리머 실리콘 오일, 실리콘 고무, 실리콘 수지 생산에 널리 사용되어 건물 방부방수제로 사용되고 있다. 고온, 전기 절연, 방사선 및 방수와 같은 고유한 성능을 제공합니다. 전기, 항공, 기계, 화공, 의약, 국방, 건축 등에 사용됩니다. 집적 회로의 핵심으로서, 95% 이상의 전자 부품은 반도체 실리콘으로 만들어졌으며 반도체는 당대 정보산업의 기둥이다. 정보고속도로' 가 널리 사용하는 광케이블중의 광섬유도 금속실리콘으로 만들어졌다. 미국과 유럽연합의 화학실리콘 소비량은 이미 금속실리콘 총 소비량의 절반 이상을 차지했다. 하이테크 분야와 중요한 기초산업으로서 화학실리콘이 광범위하게 응용되어 소비가 안정적으로 증가하는 경향이 있다. 국제시장의 정상적인 상황에서 톤당 화학실리콘의 가격은 야금실리콘보다 300 ~ 400 달러 높다. 따라서, 우리는 적극적으로 화학 실리콘의 생산을 개발 해야 합니다, 뿐만 아니라 수출과 국내 수요를 충족 하지만, 또한 금속 실리콘 기업의 경제적 이익과 제품 품질을 개선 합니다.

2. 화공 실리콘 생산의 원료는 화공 실리콘 생산에서 원료가 양호한 운행을 위한 전제조건이다. 응시암은 화학 금속 실리콘을 생산하는 원료로 사용되고, 저회분 탄소 소재는 환원제로 쓰인다. 전기로법으로 화학실리콘을 생산하는 원료는 주로 이산화 실리콘과 탄소 원료이다. 탄소 원료는 석유 코크스 위주로 양질의 무연탄이나 숯을 배합하여 난로의 비저항을 증가시킬 수 있다. 원료에 필요한 순도와 좋은 반응능력을 요구하여 제품 규격에 부합한다. 복원제는 석영석과 충분히 반응하기 위해 서로 다른 반응능력을 가지고 있다. 난로 성분이 다르고 입도가 다르기 때문에 적절한 조화를 통해 난로 난로가 좋은 영향을 미칠 수 있다.

2. 1. 실리콘 광물이 금속 실리콘을 제련하는 과정은 찌꺼기가 없고, 실리콘 제련은 이산화 실리콘에 대한 선택이 엄격하며, 불순물이 적을 뿐만 아니라 기계적 강도가 높아야 하며, 충분한 열 안정성과 적당한 입도 구성된다. 실리카는 화학 실리콘 용융에 가장 적합합니다. 이산화 실리콘의 천연 형태는 독립적 대응 광물로 존재하거나 거의 완전히 실리카-실리카 또는 실리카 형태의 사암으로 구성된 암석으로 존재한다. 화학 실리콘을 생산하는 데 사용되는 산화 실리콘 광물의 불순물과 접착물은 완전히 복원되고, 어떤 것은 복원되고, 어떤 것은 화합물로 제품 실리콘에 들어가거나 제련 과정에서 용융 찌꺼기를 생성한다. 이것은 에너지 소비를 증가시키고, 제품의 품질을 떨어뜨릴 뿐만 아니라, 제련 과정에 어려움을 가져온다. 따라서, 화학제실리콘에 사용되는 산화 실리콘 광물의 화학성분은 엄격하다. SiO2 는 99% 이상, Fe2O3 은 0. 15% 미만, Al2O3 은 0.2% 이하, CaO 는 0. 1% 이하, 불순물 총량은 0.6% 이하입니다. 사용된 이산화 실리콘은 반드시 물로 씻어야 하고, 녹기 전 표면은 반드시 깨끗해야 한다.

용광로에 들어가는 실리카는 일정한 입도가 필요하다. 이산화 실리콘의 입도는 제련에서 중요한 공예 요소이다. 이산화 실리콘의 적절한 입도는 구체적인 제련 조건에 따라 이산화 실리콘의 종류, 전기로, 용량, 작동 조건, 복원제의 종류와 입도 등 다양한 요인에 의해 결정된다. 일반적으로 6300KVA 3 상 전기로 (1983 대무실리콘 공장에서 완료) 에는 8- 100mm 의 실리카 세분성, 3200KVA 3 상 전기로는 8-80mm 의 이산화 실리콘 입도가 필요합니다. 입도가 너무 클 때, 반응하지 않는 이산화 실리콘은 용광로의 접착제와 반응 속도에 적응하지 못하기 때문에 액체 실리콘에 쉽게 들어갈 수 있어 찌꺼기의 양이 증가하고, 출강의 어려움이 발생하며, 실리콘의 회수율이 떨어지고, 에너지 소비가 증가하고, 심지어 난로 바닥이 상승하여 정상적인 생산에 영향을 미친다. 입자 크기가 너무 작으면 복원제의 접촉면을 증가시켜 복원 반응에 도움이 되지만 반응 과정에서 발생하는 기체가 잘 배출되지 않아 반응 속도가 느려질 수 있다. 입자 크기가 너무 작습니다. 가져온 불순물은 다시 증가하여 제품의 품질에 영향을 줄 수 있다. 일반적으로 5mm 미만의 이산화 실리콘은 생산에 사용해서는 안 된다.

2.2 탄소 환원제 화학 실리콘 제련에 사용되는 주요 환원제는 석유 코크스, 역청탄, 숯이다. 난로의 저항률과 화학활성성을 높이기 위해 연탄, 실리콘, 란탄, 반탄, 저온탄, 나무토막도 배합했다. 탄소 복원제의 화학성분에서 고정탄소, 회분, 휘발분, 물을 주로 고려해야 한다. 일반적으로 고정탄소가 높고, 필요한 환원제의 총량이 줄어 재가 가져오는 불순물이 적고, 찌꺼기의 양이 줄고, 전력 소비량이 줄어들고, 실리콘의 불순물 함량이 낮아져야 한다. 탄소 환원제는 높은 저항률과 다공성을 가지고 있습니다. 전하의 저항률은 주로 탄소 환원제에 달려 있다. 탄소 복원제는 저항률이 높고, 화학활동이 좋으며, 실리콘 회수율이 높다.

석유 코크스는 금속 실리콘 생산에 사용되는 환원제 중 회분이 가장 낮으며, 회분 0. 17-0.6%, 고정탄소 90-95%, 휘발분은 3.5%- 13% 를 넘지 않는다. 석유 코크스 회분이 낮아 실리콘 제련에서 환원제로 사용되어 제품의 품질을 높이는 데 도움이 된다. 그러나 석유 코크스 저항률이 낮고 반응성이 좋지 않아 고온에서 흑연화되기 쉽다. 사용량이 너무 크면 난로의 상태를 통제하기 어려워 불결이 심하고, 불이 심하며, 전력 소비량이 높고, 출강이 어렵다.

목탄소는 저항보다 높고, 반응력이 강하며, 불순물 함량이 낮으며, 공업화학 용융 실리콘의 이상적인 환원제이다. 그러나 목재에 따라 다른 방법으로 만든 숯의 성질도 크게 다르다. 껍질을 벗긴 숯의 회분은 보통 껍질을 벗긴 숯보다 1/2 ~ 3 분의 1 낮으며, 나무껍질은 숯의 회분에 큰 영향을 미친다. 숯의 주성분은 탄소로, 회분 함량은 상대적으로 낮으며, 일반적으로 10% 미만이다. 높은 저항률과 좋은 화학 활성. 다년간의 생산 관행은 숯이 제련화학 실리콘의 요구를 충족시키는 중요한 탄소 원료임을 증명했지만, 숯의 공급원이 제한되어 숯 복원제를 더 이상 사용할 수 없었다.

외국의 상황으로 볼 때, 대부분의 국가는 이미 숯을 사용하지 않는다. 국내 많은 공장들이 숯 대체품을 찾고 사용하는 데도 많은 일을 했다. 역청탄은 반응능력과 저항력에 있어서 숯을 제외한 이상적인 복원제라는 것이 실증되었다.

역청탄의 특징은 저항이 크고 반응력이 강하여 세탁을 통해 저회연탄을 얻을 수 있다는 것이다. 회분은 약 3%, Fe2O3 함량은 0.2 ~ 0.3%, Al2O3 함량은 1% 미만입니다. 우리나라 환원제 역청탄의 회분은 3% 이상이고, 외국 환원제 역청탄의 회분은 1% 정도입니다. 소련은 역청탄을 화학적으로 분류하여 산화철 함량이 0. 1% 미만인 정탄을 얻을 수 있다. 연탄대 숯제련공예 특허는 상해 광제 실리콘 소재유한공사와 오르도스 전력제련유한책임회사가 소유하고 있다 .. 나무토막의 역할은 재료층의 저항을 증가시키는 것이고, 나무토막의 양은 난로상태에 영향을 미친다. 나무토막의 양이 너무 많고, 재료층이 푸석푸석하고, 난로 상태가 나빠지고, 전력 소모가 증가한다. 연소점과 탄소 함량이 낮기 때문에, 나무토막은 실제로 복원제로 쓰인다.

탄소 원료의 불순물은 주로 회분이며 모두 산화물로 이루어져 있다. 화공 생산에서, 재중의 산화물도 복원되어 전기와 탄소를 소모하고, 복원된 불순물은 여전히 실리콘액에 섞여 실리콘의 강도를 낮춘다. 생산 관행에서 난로에 1% 의 회분이 증가할 때마다 100-120 도 전기가 소모된다. 따라서 탄소 원료의 회분 함량이 적을수록 좋습니다.

2.3 전극 전극은 공업용 실리콘을 생산하는 주요 소모재 중의 하나이다. 화학 실리콘 제련은 일반적으로 흑연 전극과 탄소 전극을 사용한다. 현재 국내에서는 주로 흑연 전극을 사용하고 있다.

실리콘 용해로에서 전극은 심장이며 전도성 시스템의 중요한 구성 요소이다. 전류는 전극 입력 용광로를 통해 전기 아크를 생성하여 화학 실리콘 제련에 쓰인다. 전극 재료에 대한 요구 사항: (1) 전력 손실을 줄이기 위해 전기 전도성과 저저항률이 우수합니다. (2) 융점은 높고, 열팽창 계수는 작고, 변형되기 쉽지 않다. (3) 고온에서 충분한 기계적 강도를 가지고 있으며 불순물 함량이 낮다. 흑연 전극은 회분이 낮고, 전도성이 좋고, 내열성, 부식에 내성이 있어 화학 실리콘 제련에 가장 적합한 선택이 되었다.

화학 산업 실리콘 제련 공정

화학 실리콘의 공예 과정에는 난로 준비, 전기난로 제련, 실리콘 정제 및 주조, 찌꺼기 제거 및 파손이 포함됩니다. 재료를 넣기 전에 모든 원자재는 필요한 처리를 해야 한다. 조 크러셔에서 이산화 실리콘을 100mm 이하의 크기로 깨뜨리고 5mm 미만의 조각을 체질하고 물로 씻는다. 난로 안의 파편이 난로 위에서 녹기 때문에 난로의 통기성이 낮아져 생산 과정이 어렵다. 석유 코크스는 전도성이 높기 때문에 10mm 이하의 입도로 분쇄하고 석유 코크의 분말 양을 제어해야 한다. 난로에서 직접 연소하면 환원제가 부족할 수 있기 때문이다.

화학 실리콘 생산에서 역청탄은 호남주 정청탄과 같은 숯을 완전히 대체할 수 있으며, 고정탄은 77. 19%, 휘발분 19.4%, 회분 3.41에 달한다. 생산 실천을 통해 이런 역청탄으로 공업실리콘을 제련하는 것은 가능하다.

화학 실리콘을 생산하는 데 쓰이는 나무토막과 나무조각은 목공 공구와 나무조각으로 가공한 것이다. 난로 속의 탄소 복원제는 주로 석유 코크스와 연탄이며, 나무토막과 나무 부스러기의 양은 난로 상태에 따라 결정된다. 생산에 목재를 사용하지 않지만 제품의 품질은 더욱 안정적이다. 유료 비율은 필요한 제품 수준에 따라 달라집니다. 석유 초점과 역청탄의 비율은 각 광석 실리콘에 필요한 탄소량에 따라 결정된다. 석유 초점과 역청탄의 비율은 난로의 작업 저항에 큰 영향을 미친다.

난로의 각 부분을 채취한 후 골고루 섞어서 난로를 찧은 후 골고루 섞은 난로를 난로에 집중적으로 넣는다. 일정한 재료 높이를 유지하고 골고루 재료를 공급하다.

화학 실리콘 생산은 연속적이다. 용광로의 조건은 영원하지 않다. 화학 실리콘 생산은 전기로에서 전기를 열로 변환한 다음 열로 직접 물질을 가열하여 화학반응을 일으키는 과정이다. 따라서 난로 안의 전기 특성은 매우 중요하다. 고온로를 유지하고 전기로의 열효율과 활용도를 높이기 위해 본 연구에서는 3200KVA 와 6300KVA 용량의 금속 실리콘로를 채택했다. 제련은 일정 시간의 뜸을 통해 일정 기간마다 집중적으로 재료를 투입하여 진행된다. 일반적으로 보자기는 자동으로 가라앉기 어렵고, 일반적으로 강제 침몰이 필요하다. 난로 상태는 쉽게 변동하여 통제하기 어렵다. 따라서 생산에서 반드시 정확하게 판단하고 제때에 처리해야 한다. 4 시간마다 한 번씩 구워서 주물을 정련하고, 깨지고 찌꺼기를 주워 창고에 넣는다.

4. 전기난로 작동 화학 실리콘 제련은 매설 호 상태에서 진행된다. 안정적이고 균일한 금속 실리콘을 생산하기 위해서는 최적의 용광로 작업을 실시해야 한다. 열의 주요 원천은 전기이다. 따라서 난로 내 전류의 흐름 경로와 각 경로에서의 전류 분포는 난로 내 각 지역의 온도 분포와 전체 제련 과정에 중요한 영향을 미친다. 3 상 전기 에너지의 부하 균형을 유지하여 생산량을 늘리고 품질을 보장하며 전력 소비를 줄여야 한다.

4. 1 충전난로는 실리콘 용융로의 양질의 높은 생산목표를 달성하기 위해 좋은 전기난로 매개변수, 우수한 원료, 합리적인 비율 외에 조작방법의 좋고 나쁨은 매우 중요한 요소이다. 합리적인 가재 방식은 재층의 구조, 난로 안의 전극 안정성, 열 에너지의 활용에 주도적인 역할을 한다. 생산에서 충전과 탬핑이 결합되었다. 제련 과정의 다른 조건과 특징에 따라 충전과 탬핑 작업은 제때에 완성해야 한다. 난로 안의 좋은 통기성을 유지하기 위해서는 펀칭난로가 필요하다. 소형 고형난로는 난로 상태에 따라 진행되며, 대형 고형난로는 일반적으로 시간당 한 번씩 진행된다. 난로를 뚫으려 하고, 난로를 빻아 빻은 벽돌은 난로의 중심으로 밀려난다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 지혜명언) 난로를 다질 때 새 재료를 추가할 수 없다. 전극 구역과 전극 구역에 도장로를 찍지 않는 것이 좋습니다. 난로의 중심에 균일하게 스탬핑하여 높은 용융 온도를 유지할 필요가 있다. 난로 작동을 안정시키는 가장 중요한 요소는 재질 레이어에서 일정한 온도 분포를 유지하는 것입니다. 난로 안의 온도 분포가 파괴되면 난로의 운행은 심각한 방해를 받을 것이다. 난로의 입도와 균일성, 충전과 배출, 난로의 표면 처리는 모두 생산 중인 전극운동에 영향을 미친다. 전극이 너무 크게 움직이고 난로를 세게 만지면 난로의 운행이 불안정해질 수 있다.

4.2 호 닫기 작업

아크 해제 작업은 전극을 난로에 적절히 묻고, 반용융된 난로를 저항으로 사용하여 전극과 용해된 난로 사이에 아크를 생성하는 것이다. 호를 거두려면 먼저 이송 방식을 고려해야 한다. 먹이는 방법에는 한 번의 먹이법, 분차 먹이법, 여러 차례의 먹이법이 포함된다. 일회성 이송 방법은 열린 호 작업을 제외한 모든 방법으로 닫힌 호 작업을 수행할 수 있습니다. 공업용 실리콘 생산에서, 우리는 단계적으로 재료를 공급하는 방법을 채택하여, 재료층 구조가 안정되고, 전력 소비량이 낮고, 난로의 나이가 길다. 작업에서 몇 가지 문제를 처리해야 합니다. 먼저 전극이 적절한 깊이로 재질 레이어를 삽입할 수 있도록 적절한 전기 매개변수를 선택해야 합니다. 둘째, 부담의 구체적인 저항을 통제할 방법을 강구해야 한다. 셋째, 난로의 입도는 실리콘의 제련에 중요한 영향을 미치며, 입도가 너무 크거나 너무 작으면 난로상태에 불리하다. 닫힌 호 작동의 장점은 1 난로 안의 재료 층 구조가 완전한 체계를 형성하고 난로가 차례로 가라앉는다는 것이다. (2) 아크광을 노출하지 않고 자재 표면의 복사열 손실을 크게 줄이고, 높은 난로온도를 유지하고, 열효율을 높여 생산량을 늘리고, 제품 품질을 높이고, 전력 소비를 줄인다. (3) 누출 사고를 피하기 위해 전극 소비의 균형과 안정성. (4) 자재 표면 온도가 상대적으로 낮아 자재 표면의 장비에 대한 열 부식이 적고, 설비의 수명을 연장하고, 전기난로 설비의 활용도를 높인다. ⑤ 먼지가 적으면 난로 작업에 더 나은 작업 환경을 제공할 수 있다. 난로의 크기에 관계없이 적절한 조치만 취하면 아크를 꺼서 이상적인 생산 효과를 얻을 수 있다.

4.3 전력 분배 기술 전기 아크로는 전기 아크로 인해 발생하는 열을 이용하여 가열하는 장치이다. 화학 실리콘 제련 과정에서 물리 화학적 변화는 전기 시스템과 밀접한 관련이 있다. 배전 운행 품질은 제련 효율에 매우 중요한 영향을 미친다. 전기 아크는 주로 전기 끝에 존재하며, 전기 아크의 충격력은 공강을 밀어 재질의 다리를 펼쳐 전구 모양을 형성한다. 제련 과정에서 전기로의 전기 매개변수 제어는 전력 분배를 통해 이루어진다. 일반적으로 전극의 깊이를 조절하는 것이다. 얕은 전극은 일반적으로 환원제 과잉을 설명하고, 전극 부근에 불구멍이 형성되어 아크 소리가 크고, 실리콘 온도가 낮고, 양이 적고, 전력 소비량이 높다는 것을 설명한다. 매립식 전극은 난로에 복원제가 너무 적으면 전극이 낮은 위치에 있을 것이다. 난로의 저항이 난로의 탄소 감소에 따라 증가하기 때문에 전류 부하가 감소하고 전극 소비가 증가하여 생산성이 낮아진다. 생산에서 전극의 깊이는 현장 조작에 따라 결정된다. 전극의 깊이를 조절하는 것은 난로의 저항값을 바꾸는 것이다. 이것은 난로의 상태를 조절하는 가장 좋은 수단이다. 전기로의 2 차 전압이 일정 값을 초과하면 전극이 손상되고 실리콘의 휘발 손실이 증가하고 난로 윗부분이 과열되고 열 손실이 증가한다. 2 차 전류는 전극의 허용 전류 밀도에 의해 제한되므로 마음대로 늘릴 수 없다.

전류와 전압의 비율은 용광로 작동에서 중요한 요소이다. 전류 전압비가 너무 작아서 전극을 내려갈 수 없어 아크 생산 조작이 어렵다. 전류 전압비가 너무 커서 전극이 난로에 너무 깊이 삽입되어 생산이 이상적이지 않다. 생산에서 적절한 전류 전압비, 작동 전류 안정성, 자재 균형, 전극 상승 등을 찾아야만 최적의 생산 효과를 얻을 수 있다. 작동 전압을 조절하는 것은 난로 생산성을 조절하는 중요한 수단이다. 난로의 작동 전압은 두 가지 측면에 달려 있다. 한편으로는 단망 구조는 전기 효율이 필요하고 역률이 적당하다. 반면에 난로 상태는 난로형 구조와 생산 작업을 포함한다. 작업 저항의 저항은 제련에서 매우 중요하며, 변화하기 쉬우므로 가능한 한 안정적이고 최적의 값에 근접해야 한다. 일반적으로 정상적인 재료 표면 온도를 보장하기 위해서는 전압을 높여야 한다. 정상 재료 표면 온도는 약 600 C 로 규격에 맞는 원료를 사용하며, 전하 입자가 크고, 저항이 적으며, 분기 전류가 크고, 전극이 쉽게 뚫리지 않는다.