工業(yè)硅礦熱爐在生產(chǎn)實(shí)踐中爐底上漲主要指爐底未被還原的 SiC 和 SiO2 、CaO、Al2O3等氧化物形成的未熔融物沒(méi)有由爐內(nèi)排除,造成沉積物不斷增多,沉積層不斷增高,導(dǎo)致硅熔渣和反應(yīng)區(qū)逐漸上升,電極逐漸上移,電爐底部溫度不斷下降,出爐時(shí)硅熔渣和熔融渣不能通暢流出,造成爐底上漲,正常爐況受到破壞,指標(biāo)惡化,分析具體原因如下。

一：爐料的影響

①爐料中雜質(zhì)進(jìn)入爐內(nèi)的爐料中除了含有SiO2和C之外,還含有諸如Fe2O3、CaO、Al2O3、MgO等氧化物雜質(zhì)。在常壓下Fe2O3還原溫度最低,其次是SiO2 ,再次是Al2O3、MgO和CaO。由于他們的還原溫度不同,所以在工業(yè)硅礦熱爐中,Fe2O3和SiO2絕大部分被還原,Al2O3、MgO、CaO部分被還原。根據(jù)資料介紹,硅石和還原劑灰分中的各種氧化物,在冶煉生產(chǎn)時(shí)進(jìn)入熔融工業(yè)硅的情況是:鐵95%~98%、硅82%~87%、鋁50%~55%、鈣35%~40%、鎂30%~35%。

從表1可知,熔渣的熔點(diǎn)比工業(yè)硅的熔點(diǎn)高很多,并且流動(dòng)性又差,因此沉積在爐膛底部的熔渣難于排出,時(shí)間久了熔渣在爐缸堆積造成爐底上漲。

②爐料粒度的影響

當(dāng)爐料粒度過(guò)小時(shí),爐料會(huì)提前熔化,影響透氣性造成刺火跑火損失大量熱能;爐料粒度過(guò)大時(shí),沒(méi)完全反應(yīng)的爐料進(jìn)入爐膛底部,增加熔渣。硅溶液和熔渣分離不好混熔在一起,變黏的熔體出爐時(shí)不易排出,爐缸熔渣的堆積造成爐底上漲。

③配比的影響

從SiO2還原的總反應(yīng)式看,參加反應(yīng)必須精確為1個(gè)SiO2分子和2個(gè)C原子,如果C過(guò)量爐底就會(huì)積存SiC,否則就會(huì)產(chǎn)生氧化渣。碳化硅形成爐底上漲的特征是爐料較疏松導(dǎo)電性強(qiáng),電極電流不斷增大,電極位置不斷上升,出爐時(shí)帶出的黏渣呈綠色。 SiO 2 等氧化物雜質(zhì)形成爐底上漲,早期爐料發(fā)黏,搗爐時(shí)形成大塊粘料,甚至拉成絲狀,同時(shí)電極電流下降,電極能夠深插,熔化區(qū)坩堝縮小,電極電流開始波動(dòng)并不斷加劇,后期只能被迫提升電極使電極上抬,爐膛底部熱量和溫度下降,熔點(diǎn)高黏度大的熔渣無(wú)法順利排出積存于爐膛底部,最終導(dǎo)致爐底上漲。