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工业硅技术安全操作规程.doc
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1、12500KVA工业硅电炉工业硅技术安全操作规程一 基本原理 工业硅是以硅石为原料,用石油焦、精洗烟煤等作为原料,在矿热炉内高温下发生还原反应而制取的。总反应式为:SiO2+2C=Si+2CO t=1650oC 在实际生产中,二氧化硅的还原是个十分复杂的过程,并分很多阶段进行。其主要反应及相关温度:SiO2+3C=SiC+2CO t=1257oCSiO2+C=SiO+CO t=1310oCSiO2+Si=2SiO t=1390oCSiO+C=Si+CO t=1650oCSiO+SiC=2Si+CO t=1775oCSiO2+2SiC=3Si+2CO t=2158oC上述各化学反应,随操作条件的
2、变化而变化。适宜的温度和合理的配碳量是炉内化学反应顺利进行的基本条件,因此准确掌握配料比是搞好工业硅生产的关键。炉料中配碳量的多少,直接影响炉料的电阻,从而影响电极埋入深度,决定炉况的好坏。当配碳量过剩时,炉料电阻小,炉料导电性增加,电极间侧部电流增大,电极埋入炉料的深度减少,热损失增加,炉底温度降低,出炉困难,同时加快碳化硅生成结壳,坩锅缩小,炉料熔化量减少,生产效率降低;当配碳量过少时,炉料发粘,透气性差,电流波动大,容易刺火,化料慢,金属氧化物还原率低,炉料易形成渣堵塞炉眼,增加出炉困难,易涨炉底。用碳还原二氧化硅,理论上每生产一吨硅相应的产生二吨一氧化碳气体和大量的SiO气体,这些气体
3、由反应区逸出,带走大量热量并造成SiO损失。因此,有了正确的配炭量,还要有正确的配送电和加料、捣炉、打眼等一系列正确操作方法,达到保持电极深埋,增加炉料透气性,防止局部喷火,使料面冒火均匀,“生料”充分预热,减少热损失,加快化料速度,实现提高产量、质量,降低消耗的生产目标,形成生产良性循环。二 原材料及产品质量要求(一)入炉原料技术条件1 硅石技术条件级别SiO2不少于%杂质含量不大于%粒度(mm)Fe2O3Al2O3CaO一级品99.50.10.060.0510100二级品990.120.120.05三级品98.50.150.20.1注:硅石破碎后必须用水洗净2 石油焦、精洗煤技术条件成份含
4、量指标名称水份%灰份%挥发份%Fe2O3%Al2O3%CaO%粒度(mm)3油焦9.01.2140.30.50.5120煤9.05250.32.50.515(二)工业硅技术条件(根据用户需求,制定本技术条件)1 化学成分名称牌号化学成分Si不少于杂质(不大于)FeAlCa特级硅Si-特99.830.10.050.02一级硅Si-199.650.20.10.05二级硅Si-299.450.30.20.05三级硅Si-399.30.40.20.1四级硅Si-499.10.40.40.1五级硅Si-5980.80.3注:1 硅含量以100减去规定分析成份铁、铝、钙之和来确定。2 表中用“”表示的杂质
5、铝是指该项不受单项限制,但要分析并在质量证明书中报告其分析结果。2 粒 度 工业硅一般粒度为10100mm,但粒度小于10mm,大于100mm的工业硅总和不超过10,需方如有特殊要求,经供需双方协商,可供其他规格粒度的产品。3 外 观 产品表面和断面应清洁,不允许有夹沙、泥土、粉状硅粘结及其他非冶炼过程所带异物。三 生产技术操作(一)原料破碎工序1 原 料(1)原料中不得混有泥土及其他杂物。(2)硅石采用颚式破碎机或人工破碎,圆筒筛筛分、水洗,破碎操作中应挑选出不合格硅石和杂物。(3)石油焦采用机械破碎,在上料过程中人工将大块料打破到破碎机进料口所要求的粒度。2 破 碎 机(1)开机前认真检查
6、设备,如有故障或障碍物必须排除,并定期加油润滑。(2)开机时工作人员不要对着飞轮,以防发生事故。(3)在破碎中,勤检查轴瓦温度,防止温度上升。(4)经常检查各部螺丝,如有松动,必须紧固。(5)当输送机停转或破碎机发生故障时,必须立即停止给料,断开电源及时处理。(6)认真检查,严防铁器等杂物进入破碎机。(7)保持机械设备及工作场地整齐、清洁。3 皮带输送机(1)开机前必须检查输送机上是否有人和杂物。(2)经常检查设备运行状况,应保持刮板良好,托辊灵活,皮带不跑偏。(3)集中精力,注意从皮带上选出混入原料中的杂物。(4)保持设备和工作场地清洁。4 圆 筒 筛(1)开机前检查周围是否有人,筛筒中是否
7、有杂物。(2)勤检查轴瓦、轴承,防止发热,定期加油。勤检查各部螺丝,不能有松动。(3)保持设备和工作场地清洁。(二)电炉工序1 电炉启动 新砌的炉体和长时间停产的冷炉在投产时要进行启动。启动包括烤炉和初期投料生产两个阶段。电炉启动的好坏,将直接影响炉体寿命和经济技术指标。启动前,车间按照既合理又经济的原则,制定电炉启动进度计划表,报公司生产部,在启动过程中,炉台班组应严格按照进度表规定认真执行。(1)新砌炉的启动烤炉 烤炉的目的是将炉衬水分逐渐烘干,提高炉体温度,使筑炉所用打结料、细缝糊等随着温度的升高完成烧结过程。因此要求烤炉时间和耗能要适度,若过短过少,加料时炉温低,容易涨炉底,炉眼不易烧
8、开。但过长过急,则造成碳砖过分氧化损害,炉体翘裂开并浪费电能。 烤炉前应对机、电、液压、水冷系统及配料等设备进行检查,试运行,各处绝缘电阻应在1000/V以上,确认设备正常后方可进行烤炉。 烤炉可分三步进行:木柴烤木柴、焦炭混烤通电烤。A.木柴烤炉:时间一天左右,用木柴量15吨。烤炉前将电极放到炉底,以防加入大木棒时打坏电极。柴烤过程中,一次加木柴量不能过多,要求火焰均匀。B.木柴、焦炭烤炉:时间二天左右,用木柴量约15吨,用焦量(冶金焦)约15-20吨。 炉内经一天左右的木柴烘烤后,在木柴烧旺时,可往炉内添加焦炭,加入量为盖住侧部炭砖。以后根据炉内木柴、焦炭燃烧情况及时添加木柴和焦炭,使焦炭
9、盖住侧部炭砖。若焦炭燃烧不好,应用高压风助燃,保证焦炭大面积燃烧。 在木柴焦炭混烧第二天起,应经常用高压风将炉底积灰吹起,使其从烟囱排走。C.通电烤炉:木柴、焦炭混烤结束后,对炉内进行适当清理,每根电极下端放一块长约500mm的废碳块,再垫上一层约300mm厚焦粒,在机、电、水冷、液压等设备无异常的情况下,经公司生产部同意,可合闸送电,进行通电烤炉。在烤炉初期,采用高压电,低电流,间歇送电,随着炉体温度逐渐升高,应逐步降低电压,提高电流,减少停电时间,直至连续送电。 电烤中炉内设备处于及其恶劣的环境下工作,容易发生各种事故,炉台操作人员和技术人员必须精心操作,严格管理。为防止烧坏炉底,应经常翻
10、动电极下的焦粒,及时补充新焦,保持焦层厚度。在正常情况下,采用柴烤木柴、焦炭混烤电烤三步烤炉,电烤时间为2天,60000KWh左右。通过上述烤炉,炉膛侧部碳砖呈现暗红色,炉壳外壁在炉膛底高度处温度大于60oC时,即可进行清炉加料。电烤结束后,应尽快热清炉。清出炉内余灰、余焦及一切杂物,用硅渣、木炭头和煤泥球堵好炉眼,并在炉膛内炉眼处堆放粗硅颗粒,便于出炉时打开炉眼。在确认各设备无异常的情况下,经公司生产部同意,方可送电起弧加料。启动加料料比按正常生产配炭量计算,电压可比正常生产时低一级。加料不可过急,当料面盖住侧部碳砖后,料面应慢速上升,经45个班后,料面可升至平炉口。加料后,应将出炉台包和备
11、用台包放置炉嘴下方,检查吹氧系统和烧穿机构是否正常,为出炉做好准备。加料后24小时应第一次出炉,加料至出第一炉用电量810万KWh。(暂定)(2)冷炉的启动 冷炉启动是指经较长时间停产,炉体温度大幅度下降的硅炉在重新投产时烤炉和加料的过程。 1)不论是经干烧还是突然事故停电未经干烧的炉子,启动前均应将炉内余料,碳化硅等凝固物打掉请出,扩大反应区范围。2) 认真检查机、电、短网、绝缘、液压、水冷、配料送料等系统,做试运转,使其具备送电烤炉和投料生产条件。3) 送电前适当抬高电极,经公司生产部同意后方可合闸送电,在生产操作组织者现场指导下,缓慢下降电极,当三根电极都接触到炉底仍不起弧时,应向电极底
12、部和周围适当添加石油焦,经反复升降电极仍不起弧,可用100mm电极短路起弧。4) 冷炉电阻大,电流小,弧光短,既不易起弧,又容易发生电极短路和被初始低温熔物粘住,头两个班应采用高压烤炉,当有一定的炉温后,可降低电压。5) 烤炉过程中应经常观察电极工作状况和机、电、水冷、液压等设备,防止电极短路、粘住,等事故,若电极快烧到炉底位置时,应适时添加石油焦以保护炉底。6) 冷炉烤炉用电量不可过急,炉内余料、凝固物热传导性能差,过急过高的负荷热效率低,浪费电能。除事故停电外,烤炉时间为4080小时,用电量为710万KWh。(暂定)7) 加料前必须彻底烧通炉眼,烤炉结束后应尽快清出炉内余灰、余焦及一切杂物
13、,堵好炉眼,在设备无异常的情况下,经公司生产部同意即可送电加料。因炉体温度不高,吸收热量大,加料速度不宜快,加料后将备用和出炉台包放置炉前,检查氧化及烧穿设备是否完好,为出炉做好准备。8) 加料后1624小时可出第一炉,加料至出第一炉用电量79万KWh。(暂定)2 配料1)经常检查校验磅秤,清除障碍物,确保称量准确。2)在规定范围内准确配料,挑出混入原料中的杂物,放料做到均匀干净。3)准确做好记录,交班时要求设备、仪表整洁,场地干净。3 配电1)严格按照工厂生产主管领导下达的负荷指标配电,注意变压器温度,变压器温度过高应降低配电量,配电力求三相电极电流平衡。2)在正常生产时,12500KVA工
14、业硅炉工作电压125150V。3)正常停电时必须抬高电极,使电流降到额定电流的2/3以下,一般停送电必须由班长或车间主任指挥,对需停电处理的紧急事故,配电工有权立即停电。4)升降电极时,转换开关必须在零位上停3秒钟后才能向反方向旋转,(按液压系统操作规程)。5)发生过电流跳闸时,必须查清原因,排除故障后才能送电。6)电炉热停电在一小时以上时,应每隔半小时上升下降电极一次,严防电极被炉料粘住。7)事故停送电,应及时报告公司生产部。8)准确、真实做好配电记录,严禁涂改,交班时设备、仪表要整洁,场地干净。4 电炉熔炼(1) 在电极顶端距接电极平台200mm时应停电接电极。接电极由班长指挥,把电极孔和
15、接头吹干净,上下对正拧紧,记录所接电极长度。吊运电极前要检查天车,确认完好后才能使用,吊运时不能斜吊,以免钢丝绳绞乱。(2)炉料运至电炉旁平台后,应及时拌料,使其混合均匀。(3)正确判断炉况,及时调整配料比,若需要外加料,必须征得生产主管领导的同意,外加料应记录重量、时间及外加位置。(4)当料面开始红亮,接近塌料时应及时捣炉,捣炉应迅速、准确、彻底,一次只能捣一根电极,由两台捣炉机操作,禁止同时捣两根以上电极。捣炉前要检查捣炉机状况,不得带病运转。操作时防止捣炉棒掉入炉内,若掉进炉内,应立即取出,做好记录,若捣炉棒熔化,硅砣要单独堆放,单独取样分析。(5)捣炉后将电极四周的熟料推至电极周围成圆
16、坡形,若有大块粘料,应捣碎或推至炉心后再加生料,料面高度与炉口平即可,最高不得超过炉口平面100mm。(6)炉料透气性差有严重刺火时,可采取局部捣炉或打眼,禁止刺火跑白光。(7)密切注意导电系统设备,若有铜瓦(导电夹)打火,母线发红、接点打弧等应立即停电处理好后方可送电。(8)密切注意水冷系统,若设备漏水、冷却水沸腾、管道堵塞、变压器温度高等,要及时处理,若遇停水,必须立即停电并抬高电极。(9)在生产过程中若出现滑电极,应立即停电处理。应检查液压系统和锥体部分。事故处理后方可送电。(10)每次操作完毕,要及时关闭大炉门,开小门,根据炉况、料面温度和烟气泄漏状况,充分利用电动门如意开闭的功能,调
17、节冷空气进入量。(11)如果硅渣要求回炉,大于200mm的回炉渣必须打小,选出渣中的铁器、耐火材料等杂物。(12)打包前将草灰清出,不得将草灰混入渣中,打包时禁止浇水。(13)工作场地要清洁,发现铁器、耐火材料等影响产品质量的杂物要及时清出。 5 液压系统操作规程:(1)配电,移电极、铜瓦松紧和炉门开启的操作: 本公司电炉配电、移电极、铜瓦松紧和炉门开启动作均由操作液压系统来完成,各操作步骤如下: A,配电操作步骤:打开操作台配电侧操作电源;开启一台油泵,看油表,一只油表压力应达到710MPa,配电工不必停泵;以后油泵开停由压力继电器在710Mpa范围自动控制。操作配电手炳,电极随之升降,完成
18、配电。 注:升、降之间急聚转换应有3秒钟的时间差。 B,压放电极操作步骤:铜瓦距料面大约100mm时,必须压放(移)电极,操作步骤如下:打开操作台压放电极侧操作电源;打开移电极压力转换开关,看油表,另一只油表压力也应从0升达710MPa;压放电极步骤如下:a,把电极压放“选择开关”转到要压放的电极的位置;b,操作电极压放“转换开关”;操作一,“转换开关”转换至抱闸“松”;操作二,“转换开关”转换至抱闸“升”;操作三,“转换开关”转换至抱闸“紧”,即初始位置;操作四,“转换开关”转换至抱闸“降”;电极应压放下来。 每转换操作一次,压力表压力会下降,然后上升,回到初始压力并处于稳定状态即完成了本次
19、操作。所以,等回到初始压力之后才能操作下一步。以上操作有指示灯显示,但操作者操作时应看油表,压放是否完成还要电炉工给予证实。压放完成如须再次压放,只须按操作一至四重复。操作五,关闭移电极压力转换开关,另一只油表压力回到0位置,然后关闭操作台移电极侧操作电源,电极压放完成。 注意:对于炭素电极,压放电极前,电极必须提高一些,否则电极压放下来会与电极下方坩埚硬底相碰,使电极受到伤害,甚至敝断电极。C,铜瓦“松”、“紧”操作步骤如下:,打开操作台压放电极侧操作电源;,打开移电极压力转换开关,看油表,另一只油表压力也应达710MPa;电极铜瓦“紧”操作步骤如下:a,把电极压放“选择开关”转到铜瓦要“松
20、”或“紧”的某根电极的位置;b,按下电极铜瓦“紧”按钮。另一只油表压力会下降,然后上升,回到初始位置,即完成该电极铜瓦的“紧”。一般在移电极之后,均要求“紧”一下该电极的铜瓦。电极铜瓦“松”操作步骤如下a,把电极压放“选择开关”转到铜瓦要“松”或“紧”的某根电极的位置;b,把铜瓦“松”转换开关转换到铜瓦“松”的位置;c,按下电极铜瓦“松”按钮。另一只油表压力会下降,然后上升,回到初始位置,即完成该电极铜瓦的“松”。注意:铜瓦“松”只能在停电状态下调整铜瓦松紧和设备检修时使用,生产过程中严禁使用,当调整或检修完成,一定要操作铜瓦“紧”程序,把铜瓦压紧。D,炉门开启操作步骤: 电炉炉门开启由炉前工
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