【文章內(nèi)容簡介】 原料倉儲、硅石破碎、精料配料、熔煉、粗制熔體硅精煉、硅塊研磨、硅礦石研磨、化驗、精整破碎、包裝、自動控制、成品倉庫、維修等車間。 產(chǎn)品質量標準金屬硅產(chǎn)品執(zhí)行國家企業(yè)標準GB288191。超高純品級Si≥～；化學品級Si≥％。其它雜質含量過于繁瑣此處簡略。 原料質量標準原料應符合福瑞公司企業(yè)產(chǎn)品要求的質量標準。硅礦石SiO2的含量≥％。木炭灰分≤6％?！?。藍炭灰分≤6％。木屑灰分5～1％。其它此處簡略。 生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)方法 生產(chǎn)工藝生產(chǎn)工藝流程為：原料儲運→破碎→清洗→精料配料→熔煉→精煉→澆鑄→研磨→檢驗→包裝→硅微粉成品 廢料研磨→檢驗→包裝→微硅粉成品★精煉破碎后未經(jīng)研磨的20～100mm尺寸的硅塊，就成為一般的金屬硅成品。研磨到40～300目的，就是硅微粉，俗稱硅粉。 工藝流程簡述金屬硅是二氧化硅礦石在電熱過程中被炭質還原劑氧化還原后，所形成的另一種屬于較純的非金屬合成新物質，不能算是一種單質元素。其化學反應方程式如下：SiO2 + 2C = Si + 2CO 工業(yè)生產(chǎn)二氧化硅是在礦熱爐中心裝置三根導電、發(fā)熱的碳電極，利用其電流產(chǎn)生的高溫電弧，去和具高電阻導熱性質的碳質還原劑與二氧化硅礦石混合而成的爐料進行直接加熱，使爐料從固相→液相→氣相→液相的循環(huán)冶煉過程中，從SiO2→SiC→SiO→Si逐步形成含硅成分98～99%的產(chǎn)物的過程。二氧化硅礦石（粒度5～200mm）：進廠后先卸入露天硅石堆場儲存，經(jīng)化驗、篩選后再破碎加工至20～80mm，再清洗、磁選后粒度符合生產(chǎn)要求的，進行晾干、化驗之后，按尺寸分類送至精料倉庫。木炭（粒度5～150mm）：進廠后先篩出100mm以上的，并去皮處理，再經(jīng)破碎加工至3～80mm，再清洗、風干、化驗、再篩分之后，按尺寸送至精料庫儲存。石油焦（粒度0～30mm）：進廠后先篩出8mm以下的焦粒，并進行磁選，再按尺寸分開，超高8mm以上的，經(jīng)破碎加工至0～8mm、化驗之后，按尺寸分類送至精料庫儲存。藍炭（粒度6～30mm）：方法與石油焦相同。木屑：木料進廠后生木料需先去皮、烘干?；灪蠛省?0%的干料才能進行加工，切削長度：20～15mm，寬度和厚度：18～25mm。用麻袋盛裝、稱重送至和玉米蕊共用的專用精料倉庫儲存。玉米蕊：進廠后先進行干燥、去污處理，再經(jīng)檢驗合格之后，用麻袋盛裝、稱重送至專用精料倉庫儲存。以上六種原料在使用前，需先再經(jīng)二化驗合格后，方能投入使用。按粒度配比規(guī)定的要求，將二氧化硅、木炭、石油焦、藍煤、木屑與玉米蕊，按硅碳比r = 1：2進行配料計量后，混合裝入料斗內(nèi)，用電動臺車運到礦熱爐進料口邊，由人工攪拌均勻后投料，利用爐內(nèi)中心的碳電極為發(fā)熱導體，通以強大的電流，使爐料在400～3000℃時發(fā)生物理化學循環(huán)反應生成純硅，約每2小時左右出爐一次。熔煉期間為了不使碳電極和短網(wǎng)過熱，產(chǎn)生過大的電阻而降低礦熱爐的有功功率因數(shù)，導電銅管采用通水冷卻，當通電熔煉達到標準爐溫和電極達到理想的深埋位置后，慢速調整變壓器檔次提高電壓降低電流量，待爐內(nèi)電流接近不足時，即爐溫達臨界點時，再減壓送大電流量，使碳電極下降再將爐溫提高，如此周而復始循環(huán)操作。當爐底的熔體硅達到一定數(shù)量時，燒穿爐眼放出熔體硅。熔體硅流入抬包車上的容器內(nèi)（抬包）的同時，快速取樣后，加入造渣劑立即進行吹氧粗煉，待硅液到達容量標線后，停止吹氧、除渣、再取樣后，將抬包車快速送至精煉車間，用天車將抬包吊起，稱量后將硅液倒入真空感應爐內(nèi)，再加入新造渣劑、吹氬氣，進行惰性氣氛的二次造渣、脫氧、除炭，待完成精煉程序后除渣、取樣后，再直接由坩堝底部注入連鑄機的中間包慮渣后，再經(jīng)由滑動水口導入結晶器，進行真空連續(xù)澆鑄和靜置退火、徑向長晶，再經(jīng)4小時熔體硅完成凝固后，用人工拆解結晶器天車取出尚有700℃余溫的硅錠，經(jīng)自動切割后裝入專用冷卻料斗內(nèi)，用電動臺車送至精整車間繼續(xù)自然冷卻之后，再經(jīng)顎式破碎機、錘式破碎機二級破碎至要求的粒度1～100mm，取樣、化驗定規(guī)格、稱量、包裝后，送入硅塊成品庫存放或研磨車間繼續(xù)研磨加工，制成合乎規(guī)定目數(shù)的硅微粉產(chǎn)品，再取樣、化驗、分級、包裝、入庫。在冶煉過程中，每噸金屬硅將產(chǎn)生3～5％的廢異物（硅渣）沉淀在抬包內(nèi)側底部，其中含SiO2約40～30％，SiC≤10％，Si≤6％，敲下抬包熔池底部分可目視未還原顏色較淺而較有光澤的SiO2渣塊待下一步粉碎后，回爐循環(huán)使用,其它暗褐色的部分是為無用廢料，全部可做為修筑公路與飛機場的筑路材料出售?！?、配料、通電熔煉、搗爐、出爐、修補爐口等數(shù)個操作環(huán)節(jié)，缺一不可，而熔煉過程只占2小時，如此就必須充分發(fā)揮變壓器可過載20～30%的性能。本設計采用絕熱、絕緣材料效果較高的爐殼直徑Φ7858mm，高4500mm的較大爐體，在熔煉變壓器不過載的情況下，使爐內(nèi)溫度不會過高，在過載到25%左右時，也有足夠爐徑和深度能夠讓出調整碳電極的空間來滿足所需的熔煉高溫。連續(xù)24小時的全天候操作中，在原料用量不超標的前提下，必須能夠保證每臺爐子每天達到平均12爐次或22噸的最低標日產(chǎn)能和可能突破的23～28噸的高標產(chǎn)量空間。選用16臺12600kVA變壓器可滿足年產(chǎn)100000噸生產(chǎn)需要。 主要設備12600kVA旋轉式礦熱爐16臺產(chǎn)能120000噸/年，平均產(chǎn)量22～24噸/爐/日中頻爐13臺（1套備用） 真空澆鑄機7套（1套備用）功率：N=350kW 功率：N=600kW容量：3000kg 容量：6000kg臺時產(chǎn)量：36t/天 臺時產(chǎn)量：72t/天 整套正壓下進風反吸清灰大型濾袋除塵系統(tǒng)包括：主管道、氣動系統(tǒng)、高效旋風器、主風機、大布袋除塵器、反吸清灰系統(tǒng)。共計16套。 電壓 ：380V 功率：310kW 處理風量：260000m3/h 過濾面積：7536m2 自動全密閉式金屬硅微粉加工生產(chǎn)工序包括：上料、粗碎、制粉、收粉、儲存、輸送等工序。共計5套。 電壓：380V 功率：250KW臺時最低產(chǎn)量6噸/時，最高產(chǎn)量8噸/時。5. 總圖運輸 區(qū)域概況 地理位置本項目的建設廠址位于汝州市莽川鄉(xiāng)工業(yè)園區(qū)，距汝州市區(qū)14公里。為本項目的建設提供了良好的建設條件。 交通寧洛國道高速公路從廠旁4公里處通過，汝州市火車站距廠12公里。外運產(chǎn)品和原材料的運入都十分方便。 自然條件所選廠址屬于適合工業(yè)硅產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)的丘陵地貌的市級規(guī)劃工業(yè)用地，廠區(qū)內(nèi)場地地勢平坦，滿足項目建設條件。 氣象條件年最高氣溫 37℃年最低氣溫 5℃年最大降雨量 最大凍土厚度 地震烈度 4度 總平面布置本項目的廠址地勢為較平緩的丘陵梯形臺地，為總平面布置創(chuàng)造了較好的條件，總平面布置本著滿足生產(chǎn)工藝和總平面布置的要求進行。硅微粉研磨車間、成品倉庫、原料堆放場、硅石破碎車間、清洗磁選車間、精料庫、配料車間做一線平行布置，從廠區(qū)的南邊延伸到西圍墻側；熔煉主車間（含機修車間、筑包車間、預熱車間、零件庫、自動控制室、電氣室等）、精煉澆鑄車間、精整車間、包裝車間、為非獨立連續(xù)格局，緊鄰精料庫和配料車間，布置在廠區(qū)的中部向北延伸；冷卻循環(huán)水池平行布置在生產(chǎn)主車間的北側；除塵設備與微硅粉倉庫相連，配合東南季風方向，以南北走向布置在循環(huán)水池北邊直到北側圍墻；電力開關站為一獨立隔離區(qū)，布置在東邊的上風口；進廠大門坐南朝北，布置在東南角；地磅設在廠區(qū)內(nèi)，位于大門口主干道右側10米處；水井和水塔在一內(nèi)圍墻中，布置在西北側墻角；辦公大樓（含化驗室在內(nèi)）和餐廳（大會堂）、員工宿舍樓、高管宿舍區(qū)、運動場等非生產(chǎn)設施布置在東北角向東南側延伸到距開關站50米處。廠區(qū)內(nèi)另外建設職工倒班宿舍，職工住宅由購買商品房解決。 工廠運輸工廠年運輸量為637000噸，其中運入原料480000噸，運出量為產(chǎn)品157000噸，無生產(chǎn)廢棄物運出。主要原材料二氧化硅礦石和木屑產(chǎn)地在汝州市及周邊地區(qū)，采用小型貨車駁運；藍炭產(chǎn)地在寧夏、山西，采用鐵路運輸；石油焦產(chǎn)地在洛陽、山東、遼寧、安徽，采用鐵路運輸；碳電極產(chǎn)地在河北、寧夏，考慮轉運造成破損因素，采用公路一次性運輸；木炭產(chǎn)地在云南，采用組織公路+鐵路雙聯(lián)運輸。外運根據(jù)產(chǎn)品發(fā)送目的地的不同，視需要采用公路或鐵路運輸。本項目除公務用車外，不考慮購置運輸設備和生活用車，以節(jié)省項目投資。 工廠消防及綠化工業(yè)區(qū)設有消防隊，由汝州市消防隊負責。廠內(nèi)設有消防栓和冶煉防火專用設施，可滿足消防部門的防火要求。在總平面布置中已考慮了消防道路要求。在道路兩側及周邊種植花草樹木，保護環(huán)境有利于工人的身體健康。綠化率達到25﹪。6. 電力 電力負荷及性質 負荷計算根據(jù)本項目要求經(jīng)計算動力及照明負荷為：有功功率 P=（包括動力用電2000kW）無功功率 Q=視在功率 S=功率因數(shù) COS∮=年耗電量 W=104KWh 負荷性質根據(jù)生產(chǎn)工藝要求和設備性質，全廠各車間均屬二級負荷。 供電電源及供電方案電源由平煤集團發(fā)電廠區(qū)變電所接線。本項目的供電方案為：從發(fā)電廠區(qū)的35KV線路接入廠內(nèi)配電所，供生產(chǎn)變壓器使用；生產(chǎn)動力和照明用電由網(wǎng)線110KV變電站供給。 功率因數(shù)補償根據(jù)負荷計算，為保障電源的電壓穩(wěn)定和降低熔煉時有載斷電所產(chǎn)生的高次諧波干擾、降低無功電損，在廠區(qū)熔煉變壓器高壓側和低壓側同時設置無功功率補償裝置，進行不欠補和不過補的動態(tài)、固定、集中、就地、相電壓平衡等全方位補償，～，不但完全符合國家《供用電規(guī)則》要求，且形成節(jié)電6～10%，增產(chǎn)10%和提高產(chǎn)品質量，延長熔煉變壓器、降低短網(wǎng)系統(tǒng)電損50%、降低碳電極消耗，節(jié)約變壓器冷卻用油，降低電氣開關打弧幾率等等降低成本、增加經(jīng)濟效益等等的諸多節(jié)能降耗作用。7. 熱力工程 廠區(qū)供熱金屬硅熔煉生產(chǎn)時有大量熱氣排放，出氣口余溫尚有200℃，可利用熱氣建設4座20T熱水保溫鍋爐供職工沐浴用熱水及熱氣輸暖管網(wǎng)，供辦公室和車間冬季采暖用汽，多余的部分可免費供給附近農(nóng)村居民使用。熔煉、精煉、澆鑄工段和原料、成品倉庫不設采暖設施。 廠區(qū)熱力管網(wǎng)廠區(qū)熱力管網(wǎng)與熱源聯(lián)結，熱力管網(wǎng)包括熱水管道和回水管道。熱水管道和回水管道管采用不通行地溝敷設。熱水管道、回水管道均需要保溫，管道保溫材料用巖棉制品。8. 給排水 設計范圍本設計包括本項目的生產(chǎn)、生活和消防用水系統(tǒng)，廠區(qū)內(nèi)的生活、雨水排放系統(tǒng)，車間內(nèi)的給排水系統(tǒng)。 用水量及水源，其中：生產(chǎn)用水102M3；補充冷卻循環(huán)水8M3；。生產(chǎn)用水由福瑞自有地下深井供給，自來水供水水源由工業(yè)園區(qū)供水系統(tǒng)供給，本項目的供水管路接入園區(qū)供水管網(wǎng)即可。 廠區(qū)排水。生產(chǎn)排水為清洗硅石排污，未受污染，且無有害物，可直接排放。生活排水主要為廁所及沐浴排水，除廁所排水需經(jīng)化糞池處理后，其他污水均無污染可直接排放。全廠排放的生產(chǎn)、生活污水及廠區(qū)內(nèi)的雨排水均排入廠外附近的天然洪水溝內(nèi)。9. 采暖通風 設計依據(jù)及設計原則 設計依據(jù)1）工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準2）大氣污染綜合排放標準3）采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范4）建筑設計防火規(guī)范 采暖設計原則本項目設集中采暖，其采暖范圍是冶煉以外的其它車間，冶煉車間不設采暖。采暖熱媒由除塵設備排出，經(jīng)室外供熱管網(wǎng)統(tǒng)一供給。采暖系統(tǒng)采用水平串聯(lián)式系統(tǒng)。 氣象資料冬季采暖室外計算溫度 1℃冬季通風室外計算溫度 5℃夏季通風室外計算溫度 32℃室外年平均風速 除塵設計原則本項目生產(chǎn)工藝為火法生產(chǎn)，主要原料為二氧化硅、木炭、石油焦、藍炭、木屑和玉米蕊等。其原料精整生產(chǎn)特征為揚塵點較少，粉塵散發(fā)量不大。故不對每一個揚塵點進行收塵處理。僅對原料破碎車間設置集中收塵裝置。熔煉生產(chǎn)所產(chǎn)生的大量煙氣，采用金屬硅專用正壓大布袋正反吸除塵設備，除塵率95～99%，達到國家環(huán)保要求每立方米100mg以下的標準，符合GB1629796《大氣綜合排放物標準》的要求，符合分室反吹類袋式除塵器JB/T8534199《工業(yè)窯爐大氣污染物排放標準》GB90781996。工藝流程圖如下：12600kVA電爐半封閉矮煙罩煙管↓ 400450℃ 180200℃放散煙囪→除塵主煙管管道系統(tǒng)→冷卻器系統(tǒng)→ ≤200℃可調式離心預處理器→冶煉排煙引風機及電機→正壓反吸風布袋除塵器 12600kVA電爐半封閉矮煙罩煙管↓ 400450℃ 180200℃放散煙囪→除塵主煙管