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第1篇 工业硅生产1

1 概况1

1.1 硅的性质1

1.1.1 硅的物理性质1

1.1.2 硅及其部分化合物的化学性质2

1.2 工业硅的生产4

1.2.1 国外工业硅生产概况6

1.2.2 国内工业硅生产概况7

2 工业硅的用途9

2.1 工业硅的资源9

2.2 工业硅的用途9

2.2.1 配制合金9

2.2.2 制取高纯半导体10

2.2.3 制作有机硅10

2.2.4 其他用途11

3 工业硅的生产原理12

3.1 工业硅的生产方法12

3.2 工业硅生产原理13

3.2.1 反应的标准吉布斯自由能13

3.2.2 平衡常数17

4 工业硅的生产原料及配料计算19

4.1 工业硅的生产原料19

4.1.1 硅石19

4.1.2 还原剂21

4.1.3 电极24

4.2 原料加工26

4.2.1 硅石的脱杂26

4.2.2 还原剂加工27

4.2.3 电极的制作28

5 主要的工艺参数和操作29

5.1 反应区的参数控制29

5.1.1 反应区尺寸29

5.1.2 影响反应区的因素30

5.1.3 工业硅熔池主要参数30

5.2 工艺操作34

5.2.1 配料计算34

5.2.2 烘炉36

5.2.3 开炉39

5.2.4 加料39

5.2.5 捣炉41

5.2.6 出炉、浇铸42

5.3 工业硅生产过程中的异常情况及处理方法44

5.3.1 正常炉况44

5.3.2 工业硅生产中的几个问题44

5.3.3 维护50

5.4 改善工业硅生产技术经济指标的新途径51

6 工业硅的精炼52

6.1 杂质的来源及影响52

6.1.1 杂质的来源52

6.1.2 还原剂53

6.1.3 电极54

6.2 工业硅的精炼55

6.2.1 氯化精炼55

6.2.2 氧化精炼58

6.2.3 熔剂精炼60

6.2.4 其他精炼61

6.3 工业硅国家标准（GB/T 2881—2008）66

6.3.1 化学成分66

6.3.2 粒度66

6.3.3 外观67

7 主要的生产设备68

7.1 矿热炉68

7.1.1 矿热炉类型68

7.1.2 矿热炉组成68

7.2 矿热炉的参数计算和选择69

7.2.1 电器参数69

7.2.2 几何参数71

7.3 工业硅生产辅助设备71

7.3.1 把持器71

7.3.2 捣炉机75

7.3.3 烟罩77

7.3.4 浇铸设备78

7.3.5 产品加工设备79

8 工业硅生产的环境保护80

8.1 主要的收尘设备80

8.1.1 惯性除尘设备81

8.1.2 电除尘器82

8.1.3 袋式除尘器84

8.1.4 湿式除尘器87

8.2 烟尘的处理和利用92

8.2.1 烟尘的处理92

8.2.2 微硅粉的应用93

8.3 废气的处理95

9 工业硅冶炼技术的发展趋势98

9.1 节能降耗与清洁生产98

9.2 木炭还原剂替代技术101

9.3 块状还原剂入炉试验102

9.3.1 黏结剂对产品质量及炉况的影响103

9.3.2 新型还原剂替代量对工业硅生产的影响103

9.4 装备水平的改进与提高104

第2篇 硅铁生产107

10 概述107

10.1 硅铁的性质和种类107

10.1.1 硅铁的物理性质107

10.1.2 硅铁的化学性质108

10.1.3 硅铁的种类109

10.2 硅铁的生产现状110

10.3 硅铁的牌号及用途112

10.4 硅铁的消费和市场114

11 冶炼原理及工艺117

11.1 铁生产的原料117

11.1.1 硅石117

11.1.2 还原剂118

11.1.3 含铁物料120

11.2 硅铁冶炼的基本原理121

11.2.1 硅铁冶炼的物化反应121

11.2.2 硅铁冶炼操作技术参数125

11.3 硅铁冶炼的物料平衡和热平衡128

11.3.1 炉料平衡计算128

11.3.2 物料平衡计算133

11.3.3 热平衡计算135

11.3.4 简易配料计算138

11.4 硅铁冶炼工艺及炉况处理139

11.4.1 硅铁生产工艺139

11.4.2 异常炉况处理142

12 硅铁生产的主要设备146

12.1 矿热电炉146

12.1.1 矿热电炉参数计算及选择146

12.1.2 电炉几何参数的计算和选择148

12.1.3 电炉计算公式及实例149

12.2 电极151

12.2.1 电极的分类、性质及其用途152

12.2.2 自焙电极的制作152

12.2.3 自焙电极常见故障及其处理153

12.2.4 电极的消耗153

12.3 电炉炉衬153

12.3.1 耐火材料的种类、要求及其选择153

12.3.2 炉衬的砌筑155

12.3.3 电炉的烘炉、开炉、停炉、洗炉技术控制159

12.4 变压器162

12.4.1 变压器结构163

12.4.2 变压器工作原理164

12.4.3 电炉变压器的容量、一次电压和二次电压167

13 硅铁的精炼170

13.1 氧化精炼170

13.2 氯化精炼173

14 硅铁生产的环境保护175

14.1 硅铁炉烟气的产生及变化规律175

14.2 烟气性质175

14.3 硅铁炉烟尘特点与治理176

14.4 硅铁炉烟尘的治理177

14.4.1 概述177

14.4.2 硅铁炉烟气除尘典型工艺177

14.5 建议179

参考文献180