工业硅冶炼技术范例(3篇)

工业硅冶炼技术范文

【关键词】低铝低碳低硅；半沸腾钢；热轧钢带；经济效益

【Abstract】ShandongIronandSteelGroupintroducedtheJinanSteelSheetCo.，Ltd.lowcarbonlow-siliconaluminumsemi-rimmedsteelsmeltingprocess.Activelowcarbonlowsiliconaluminumresearchanddevelopment，throughcontinuousimprovementandimprovethelevelofcontrolofthetrialprogram，successfullydevelopedalow-carbonlow-siliconaluminumcompositematerials，hot-rolledstrip，toachievemassproductionhasmadesignificanteconomicbenefit.

【Keywords】Lowaluminumlowcarbonlowsilicon；Semi-rimmedsteel；Hot-rolledstrip；Economicbenefit

0前言

面对钢铁市场竞争的日趋激烈，钢铁企业必须开发高附加值产品。低铝低碳低硅复合材料用钢带广泛应用于电厂的冷却装置，具有较为广阔的市场前景。技术人员通过对工艺和试制方案的不断改进，成功开发低铝低碳低硅复合材料用热轧钢带，创造了良好的经济效益。

1工艺路线的制定

高炉铁水KR脱硫120t转炉冶炼CASLFRHASP连铸机加热高压水除鳞粗轧飞剪精除鳞F1-F6精轧层流冷却卷取取样检验标志入库

2主要熔炼成分要求

3冶炼与连铸工艺过程分析

低铝低碳低硅复合材料用热轧钢带具有“三低（Al低、C低、Si低）”的特点，所以冶炼难点是在控制AL和Si等脱氧元素较低的情况下如何脱氧的问题，控制好各元素含量，特别是防止AL和O高至关重要。

3.1冶炼过程成分控制

3.1.1[Al]含量的控制

采用LF预造渣工艺主要脱除部分钢水的氧含量，钢水到RH后首先进行脱碳处理，再根据定氧结果及钢水温度等情况精确计算用于脱氧AL含量，自由氧小于30ppm可少量喂钙线操作，自由氧大于30ppm应进行喂钙线处理，直至钢中自由氧小于30ppm，吹氩强度要严格控制，严禁吹氩强度过大。

3.1.2[C]含量的控制

低铝低碳低硅钢的碳含量要求比较低，因此必须使用RH真空处理设备。出钢采用铝块预脱氧合金化，并优化LF加热工艺参数，LF进行预脱氧和造渣工艺，RH根据碳含量情况进行自然脱碳或吹氧脱碳，使碳含量最低可以达到15ppmm，很好的满足了技术要求。

3.1.3[Si]含量的控制

1）尽可能减少转炉下渣量，稀释大包顶渣中SiO2的浓度，适当增加出钢时的石灰量，提降低大包顶渣中SiO2的活度，适当降低吹氩后钢水酸溶铝含量，尽可能降低辅料中所含杂质SiO2的浓度。

2）实际LF炉精炼过程中，当顶渣中SiO2得不到补充时，顶渣向钢水回硅的趋势必然减弱，不可能达到钢水回硅至理论计算的程度。提高钢水硅含量的控制精度，必须进一步降低LF炉出站时顶渣中SiO2的活度。

3.2连铸钢水可浇性控制

脱氧不好、夹杂物上浮不充分、夹杂物熔点偏高或者钢水二次氧化都会导致连铸机塞棒出现涨行程、浸入式水口出现堵塞或偏流的现象，最终影响生产的稳定与顺行。

3.2.1钢水纯净度的控制

1）大包镇静时间大于8分钟；

2）连铸中间包使用低碳低硅中包渣；

3）铸机进行严格的保护浇注，减少钢水二次氧化；

4）同时保证钢包的自开率，避免钢包开浇烧眼；

5）使用高拉速低碳钢保护渣。

3.2.2钢水钙处理

用钙处理的方法使钢中高熔点的Al203夹杂物与CaO形成低熔点低密度的12CaO・7Al203（熔化温度1455℃，密度2.83g/cm3），从而消除水口絮流。钙加入量不足，易生成高熔点的铝酸钙（熔点1750℃以上），如CaO・6Al203，导致水口发生堵塞。当钢中钙铝比大于0.09时，Al203类夹杂物才会大多变性成为12CaO・7Al203或成分接近12CaO・7Al203的低熔点钙铝酸盐夹杂物，从而获得良好的钙处理效果。

4工艺试制

4.1成分控制情况

RH不但进行脱碳、脱氧操作，而且加铝初步预造渣，减轻LF造渣负担，缩短了LF的处理时间，AL一次性不能加的太多，另外钢包底吹必须良好，Si含量控制从转炉终点、防止转炉下渣、顶渣控制做起。

通过对冶炼工艺和攻关方案的严格执行，各个成分都很好的达到了技术要求，并且非常稳定。

4.2轧制及性能情况

试制低铝低碳低硅钢YBFe各项性能指标均符合技术协议要求，对试样进行非金属夹杂物评级，夹杂物级别均在2.0级以下。

5结论

通过对BOF+CAS+LF+RH+CCM+热轧的生产工艺进行优化，在山东钢铁集团济钢板材有限公司现有的炼钢-ASP-热连轧生产线上，完全有能力生产C含量小于0.005%的低铝低碳低硅钢，在满足客户使用要求的同时进行批量生产，创造可观的经济效益。

【参考文献】

工业硅冶炼技术范文

发展历史：碳化硅是由美国人艾奇逊在1891年电熔金刚石实验时，在实验室偶然发现的一种碳化物，当时误认为是金刚石的混合体，故取名金刚砂，1893年艾奇逊研究出来了工业冶炼碳化硅的方法，也就是大家常说的艾奇逊炉，一直沿用至今，以碳质材料为炉芯体的电阻炉，通电加热石英SIO2和碳的混合物生成碳化硅。

关于碳化硅的几个事件

1905年第一次在陨石中发现碳化硅。

1907年第一只碳化硅晶体发光二极管诞生。

工业硅冶炼技术范文篇3

高纯多晶硅是太阳能光伏产业的主要原材料，现阶段生产高纯多晶硅的主流技术为西门子法，但是该方法生产成本居高不下，因此探索低成本高纯多晶硅生产技术成为国内外的研究热点之一.目前低成本多晶硅生产技术主要是物理法，包括冶金法和重掺硅废料提纯法两种.冶金法生产太阳能级多晶硅的技术关键在于除硼.选择吹气造渣除硼工艺进行探索性试验研究，利用反应气体和熔渣、硅液中的硼发生氧化反应，从而达到除硼的目的，探索冶金法制备高纯多晶硅的新途径.

关键词：

吹气造渣；除硼；多晶硅

中图分类号：TK51文献标志码：A

冶金法提纯高纯金属硅生产太阳能级多晶硅的技术难点关键在于除硼，目前采用的主要手段有：等离子体除硼、合金定向凝固方法除硼、吹气造渣除硼等.等离子体除硼工艺主要利用等离子体产生的高温改变吹入的工作气体，将硼氧化后形成挥发性气体排出，除硼效果较好，但工艺复杂，成本较高，产业化困难；合金定向凝固除硼工艺是基于分离结晶原理，选择Mg、Al、Sn、Zn、Cu等合金金属作为溶剂，与工业硅形成低共熔物，通过电磁力等作用，硅在合金熔体凝固过程中结晶析出，硅中的杂质元素由于在固体硅中的溶解度小而留在液态合金溶剂中.但该工艺在工业化生产中如何实现Si和Al等合金金属的有效分离，选择成本较低的溶剂金属，降低溶剂金属的用量等方面仍有待进一步研究.

本文选择对吹气造渣除硼工艺进行探索性试验研究.其原理是利用反应气体和熔渣、硅液中的硼发生氧化反应，或生成含硼的气体，以BHO等形式从体系中排出，或生成硼氧化物，如BO1.5等，进入熔渣体系中，通过渣金分离除去.

1吹气造渣除硼工艺探索性试验

1.1检测方法的确定

目前，太阳能级多晶硅纯度的检测方法主要

有三种，分别为电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）、辉光放电质谱（GDMS）和二次离子质谱（SIMS）.三种检测方法具体比较如表1所示，表中N为英文nine的缩写.因为通常纯度用百分比表示，如99%、99.99%，汉语称“两个九、四个九”，所以就出现了“2N、4N”的标示，因此7N为99.99999%，8N为99.999999%，9N为99.9999999%，10N为99.99999999%.

根据以上三种检测方法的优缺点，本文选择了GDMS作为试验金属硅全元素的检测方法，选择SIMS作为硼、磷、碳和氧的检测方法.

ICPMS液体（消解）7N～9N0.001优点：样品检测精度较高，检测极限大部分可达到万亿分之一级.

缺点：需要液体制样，样品前处理过程要求苛刻，操作较为复杂，常规分析前仍需由技术人员进行精密调整，从试剂选择到操作要求都较高，容易受到污染，每次仅能分析几个元素.

GDMS固体（直接）

缺点：对氢、碳、氧、氮检测极限较差；不使用标样的定量技术使定量误差较大.

SIMS固体（直接）8N～10N

缺点：要达到最优检测极限，每个分析条件只能做1～3个元素的分析.多种元素分析成本较高.

1.2造渣剂的选择

造渣除硼的关键之一是造渣剂的选择.造渣剂需要满足如下条件：

（1）造渣剂能够提供足够量的氧化剂与硅中的硼充分反应.

（2）能提供较低的熔融温度，使造渣剂在造渣过程中保持熔融状态，即流动性要好.

（3）造渣剂密度与金属硅密度要有一定差别，使产生的炉渣能够与硅液很好地分层，即浮在硅液表面或沉于底部，以便于渣金分离.

（4）造渣剂自身纯度较高，以避免引入过多的杂质.

根据上述要求，本试验造渣剂主要以钙硅酸盐体系为主，同时为改善体系的熔点、黏度和密度，选择加入钡盐、碱金属氟化物、碱金属碳酸盐等作为添加剂.

2结果与分析

2.1造渣剂对除硼效果的影响

本试验主要利用A-O、D-O、C-A-O、D-O-E、D-A-O及B-O-E等渣型的造渣剂分别进行造渣除硼试验，结果如表2所示.

对于D-O、C-A-O、D-O-E、D-A-O等造渣剂，添加C或D试剂后，虽然除硼效果较好，但渣金分离效果变差，收率低，而且烟雾大，环境压力较大.因此，本试验最终选择了A-O渣型的造渣剂.其渣金分层效果较好，烟雾小，环境友好.

此外，通过试验研究发现，在A-O渣型基础上添加5%的试剂E可改善渣金分离效果，极大提高硅的收率，金属硅的收率由51.5%提高至72%，而且除硼效果较好，烟雾少.鉴于上述原因最终确定选用A-O-E的渣型进行试验.

试验最初使用的造渣剂原料均为分析纯级别，考虑到成本问题，尝试在造渣过程中将试剂A用同物质量的某原矿代替，而试剂O用纯度较高的另一种原矿代替，试验结果显示B-O-E渣型除硼效果虽然较A-O-E渣型差，但基本达到太阳能级多晶硅所要求的硼含量低于0.3mg・kg-1的标准，因此工业化试验阶段可考虑使用B-O-E渣型替代A-O-E渣型，以降低未来的生产成本.