工業(yè)硅冶煉時(shí)的操作方法如下：
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高溫冶煉
冶煉工業(yè)硅與硅鐵相比，需要更高的爐溫，生產(chǎn)硅含量大于95%以上的工業(yè)硅，液相線溫度在1410℃以上，需要在1800℃以上高溫冶煉。此外，由于爐料不配加鋼屑，所以SiO2還原熱力學(xué)條件惡化，破壞SiC的條件也變得更加不利。由此產(chǎn)生三個(gè)結(jié)果：其一是爐料更易燒結(jié);其二是上層爐料中生成的片狀SiC積存后容易使?fàn)t底上漲;其三是Si和SiO高溫?fù)]發(fā)的現(xiàn)象更加顯著。為此，在冶煉過程中必須做到：
1)控制較高的爐膛溫度。
2)控制Si和SiO揮發(fā)。
3)使SiC的形成和破壞相對(duì)平衡。
為了提高爐溫，減少Si和SiO的揮發(fā)損失，基本上應(yīng)保持SiC在爐內(nèi)平衡。在具體操作中必須千方百計(jì)地減少熱損失，基本上保持或擴(kuò)大坩堝。
在工業(yè)硅生產(chǎn)中，采用燒結(jié)性良好的石油焦，有利于爐內(nèi)熱量集中，但料面難以自動(dòng)下沉。與小電爐生產(chǎn)75硅鐵相似，可以采用一定時(shí)間的燜燒和定期集中加料的操作方法。
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正確的配加料
正確的配加料是保證爐況穩(wěn)定的先決條件。對(duì)于小電爐生產(chǎn)工業(yè)硅來說，更應(yīng)強(qiáng)調(diào)這一點(diǎn)。正確配比應(yīng)根據(jù)爐料化學(xué)成分、粒度、含水量及爐況等因素確定，其中應(yīng)該特別注意還原劑使用比例和使用數(shù)量，正確的配比應(yīng)使料面松軟又不塌料，透氣性良好，能保證規(guī)定的燜燒時(shí)間。爐料配比確定后，爐料應(yīng)進(jìn)行準(zhǔn)確稱童，誤差應(yīng)不超過0.5%，均勻混合后入爐。
爐料配比不準(zhǔn)或爐料混合不均都會(huì)在爐內(nèi)造成還原劑過多或缺少現(xiàn)象.影響電極下插，縮小“坩堝”，破壞正常冶煉進(jìn)行。
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沉料搗爐
在工業(yè)硅生產(chǎn)中采用燒結(jié)性良好的石油焦，爐料中不配加鋼屑，因而爐料更易燒結(jié)。所以冶煉工業(yè)硅爐料難以自動(dòng)下沉，一般需要強(qiáng)制沉料。當(dāng)爐內(nèi)爐料燜燒到規(guī)定的時(shí)間時(shí)，料面料殼下面的爐料基本化清燒空，料面也開始發(fā)白發(fā)亮，火焰短而黃，局部地區(qū)出現(xiàn)刺火塌料，此時(shí)應(yīng)該立刻進(jìn)行強(qiáng)制沉料操作。沉料時(shí)，先用搗爐機(jī)從錐體外緣開始將料殼向下壓，使料層下塌。然后用搗爐機(jī)搗松錐體下腳，搗松熟料就地推在下塌的料殼上，搗出的大塊黏料和死料推向爐心，同時(shí)鏟凈電極上的黏料。沉料時(shí)高溫區(qū)外露，熱損失很大，因而，沉料搗爐操作必須快速進(jìn)行。
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爐料形狀和燜燒提溫
沉料搗爐完畢后，應(yīng)將混合爐料迅速集中加于電極周圍爐心地區(qū)，使?fàn)t料在爐內(nèi)形成一平頂錐體，并保持一定的料面高度。不準(zhǔn)偏加料，一次加入新料數(shù)量相當(dāng)于lh左右的用料量。
新料加完后，進(jìn)行燜燒，燜燒時(shí)間控制1小時(shí)左右，燜燒和定期沉料的操作方法，有利于減少熱損失，提高爐溫和擴(kuò)大“坩堝”。
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扎透氣眼
集中加料時(shí)，大量生料加入爐內(nèi)，可能使反應(yīng)區(qū)溫度略有下降。因而在加料前期，爐溫較低，反應(yīng)進(jìn)行得緩慢，氣體生成量不會(huì)太多。在燜燒一段時(shí)間后，爐溫迅速上升，反應(yīng)趨于激烈，氣體生成量也將急劇增加，此時(shí)為了幫助爐氣均勻外逸，有必要在錐體下腳“扎眼透氣”。
石油焦具有良好的燒結(jié)性能，集中加料燜燒一段時(shí)間后，容易在料面形成一層硬殼，爐內(nèi)也容易出現(xiàn)塊料，為了改善爐料的透氣性，調(diào)節(jié)爐內(nèi)電流分布，擴(kuò)大“坩堝”，除扎眼透氣外，還應(yīng)用搗爐機(jī)或鋼棒松動(dòng)錐體下腳嚴(yán)重的部分爐料。至于徹底的搗爐，則在沉料時(shí)進(jìn)行。6
爐況正常的標(biāo)志及不正常爐況的處理
電爐生產(chǎn)工業(yè)硅，爐況容易波動(dòng)，較難控制，閃此必須正確判斷爐況并及時(shí)處理。和生產(chǎn)75%硅鐵一樣，影響爐況的因索是很多的，但是在實(shí)際生產(chǎn)中，影響爐況最主要的因素還是還原劑用量。還原劑用量不當(dāng)會(huì)使?fàn)t況發(fā)生急劇變化。一般來說，爐況變化通常反應(yīng)在電極插入深度、電流穩(wěn)定程度、爐子表面冒火情況、出鐵情況及產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)情況等幾方面。
1)爐況正常的標(biāo)志是電極深而穩(wěn)地插入爐料，電流電壓穩(wěn)定，爐內(nèi)電弧響聲穩(wěn)而低，料面冒火區(qū)域廣而均勻;爐料透氣性好，料面松軟而且有一定的燒結(jié)性，各處爐料燒結(jié)程度相差不大，燜燒時(shí)間穩(wěn)定，基本上無刺火塌料現(xiàn)象;出鐵時(shí)爐眼好開，流頭開始較大，而后均勻變小，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
2)不正常爐況的處理。原料含水量波動(dòng)，還原劑質(zhì)量變化，稱量準(zhǔn)確程度較差，操作不當(dāng)?shù)雀鞣N因素，均會(huì)影響實(shí)用碳量，爐子出現(xiàn)還原劑不足或過剩現(xiàn)象。
爐子還原劑過剩的特征是料層松散，火焰變長(zhǎng)，火頭大多集中于電極周圍，電極周圍下料快，爐料不燒結(jié)，“刺火”塌料嚴(yán)重，電極消耗慢，爐內(nèi)顯著生成SiC,錐體邊緣發(fā)硬，電流上漲，電極上抬。當(dāng)還原劑過剩嚴(yán)重時(shí)，在電極周圍窄小區(qū)域內(nèi)頻繁“刺火”塌料，其他地區(qū)的料層發(fā)硬，不吃料，坩堝大大縮小，熱量高度集中于電極周圍，電極高抬，熱損失嚴(yán)重，電弧聲很響，爐底溫度嚴(yán)重下降，假爐底很快上漲，鐵水溫度低，爐眼縮小，有時(shí)其至燒不開爐眼，被迫停爐。
為消除還原劑過?，F(xiàn)象和及時(shí)扭轉(zhuǎn)爐況，在還原劑過剩不嚴(yán)重時(shí)，可在料批中減少一部分還原劑，同時(shí)配以積極的爐況維護(hù)，即可使?fàn)t子恢復(fù)正常。在還原劑過剩嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)估計(jì)還原劑過剩程度，而后采取集中添加硅石或在爐料中添加硅石的方法處理。作為臨時(shí)措施，硅石添加量必須嚴(yán)格把握以防形成大量爐渣。集中添加硅石，可在較短時(shí)間內(nèi)破壞SiC和增大爐料電阻，促使電極穩(wěn)定下插，逐漸擴(kuò)大“坩堝”，扭轉(zhuǎn)爐況。
爐子還原劑不足的現(xiàn)象是料面燒結(jié)嚴(yán)重，透氣性差，吃料慢，火焰短小而無力，刺火嚴(yán)重。缺碳前期，電極插入深度有所增加，爐內(nèi)溫度有所提高，鐵水量反而增多，打開爐眼時(shí)，爐眼冒白火，鐵水有過熱現(xiàn)象。缺碳嚴(yán)重時(shí)料面發(fā)紅變硬，電流波動(dòng)，電極難插，刺火成亮白色火舌，呼呼有聲，難以消除，電極消耗顯著增加，爐眼發(fā)黏難開，鐵水量顯著下降。
為了消除還原劑不足現(xiàn)象，一般應(yīng)追加還原劑。還原劑不足不嚴(yán)重時(shí)，為迅速改善料層透氣性，可在料批中添加一部分木炭。還原劑嚴(yán)重不足時(shí)，除在料批中添加木炭外，在沉料和搗爐時(shí)應(yīng)添加不易燒損的石油焦，以有效消除還原劑不足現(xiàn)象。此外，為保持爐況穩(wěn)定，減少熱停爐是必要的。
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出硅和澆注
1)出硅。爐內(nèi)積存有一定量的硅液后，為防止影響爐況，應(yīng)及時(shí)打開眼出硅。出硅時(shí)熱量損失大，故出硅次數(shù)不宜過多。6000KV?A左右電爐，2?3h開一次爐;2000KV?A左右的電爐，3?4小時(shí)開一次爐。
爐眼用石墨棒燒開，在正常情況下，出硅過程需20分鐘左右即可完成。在雙電極單相電爐中，利用石墨棒將爐眼燒穿時(shí)，首先流出來的是積存在出鐵門附近空洞內(nèi)的硅液?！佰釄濉钡撞康墓枰?，由于距離爐眼較遠(yuǎn)，在外流過程中，很容易封住爐口。為順利完成出硅仟?jiǎng)?wù)，石墨棒燒穿器必須一邊燒一邊出硅。或者用木桿或竹桿通擴(kuò)爐眼，以便硅液順利流出。
2)堵爐眼出硅完畢后，用燒穿器或木桿把爐眼燒圓，然后迅速堵眼，堵眼材料為焦炭粉、水和少量石墨粉調(diào)和成的錐形泥球。堵眼應(yīng)迅速準(zhǔn)確，泥球應(yīng)填實(shí)，堵眼要保持一定深度，一般達(dá)爐墻內(nèi)壁。爐眼堵好后外口余為200?300mm或者先用塊狀工業(yè)硅及夾渣硅填入爐眼空洞，而后用碎工業(yè)硅堆成斜坡將爐眼封住。
3)澆注。工業(yè)硅的渣硅密度相差不大，為了防止硅液夾渣影響質(zhì)景和造成浪費(fèi)，在硅液沖擊處應(yīng)放一個(gè)由石墨棒堆成的擋渣框，以利于硅液和爐渣分離。
