第1篇 工业硅生产 1
1 概况 1
1.1 硅的性质 1
1.1.1 硅的物理性质 1
1.1.2 硅及其部分化合物的化学性质 2
1.2 工业硅的生产 4
1.2.1 国外工业硅生产概况 6
1.2.2 国内工业硅生产概况 7
2 工业硅的用途 9
2.1 工业硅的资源 9
2.2 工业硅的用途 9
2.2.1 配制合金 9
2.2.2 制取高纯半导体 10
2.2.3 制作有机硅 10
2.2.4 其他用途 11
3 工业硅的生产原理 12
3.1 工业硅的生产方法 12
3.2 工业硅生产原理 13
3.2.1 反应的标准吉布斯自由能 13
3.2.2 平衡常数 17
4 工业硅的生产原料及配料计算 19
4.1 工业硅的生产原料 19
4.1.1 硅石 19
4.1.2 还原剂 21
4.1.3 电极 24
4.2 原料加工 26
4.2.1 硅石的脱杂 26
4.2.2 还原剂加工 27
4.2.3 电极的制作 28
5 主要的工艺参数和操作 29
5.1 反应区的参数控制 29
5.1.1 反应区尺寸 29
5.1.2 影响反应区的因素 30
5.1.3 工业硅熔池主要参数 30
5.2 工艺操作 34
5.2.1 配料计算 34
5.2.2 烘炉 36
5.2.3 开炉 39
5.2.4 加料 39
5.2.5 捣炉 41
5.2.6 出炉、浇铸 42
5.3 工业硅生产过程中的异常情况及处理方法 44
5.3.1 正常炉况 44
5.3.2 工业硅生产中的几个问题 44
5.3.3 维护 50
5.4 改善工业硅生产技术经济指标的新途径 51
6 工业硅的精炼 52
6.1 杂质的来源及影响 52
6.1.1 杂质的来源 52
6.1.2 还原剂 53
6.1.3 电极 54
6.2 工业硅的精炼 55
6.2.1 氯化精炼 55
6.2.2 氧化精炼 58
6.2.3 熔剂精炼 60
6.2.4 其他精炼 61
6.3 工业硅国家标准（GB/T 2881—2008） 66
6.3.1 化学成分 66
6.3.2 粒度 66
6.3.3 外观 67
7 主要的生产设备 68
7.1 矿热炉 68
7.1.1 矿热炉类型 68
7.1.2 矿热炉组成 68
7.2 矿热炉的参数计算和选择 69
7.2.1 电器参数 69
7.2.2 几何参数 71
7.3 工业硅生产辅助设备 71
7.3.1 把持器 71
7.3.2 捣炉机 75
7.3.3 烟罩 77
7.3.4 浇铸设备 78
7.3.5 产品加工设备 79
8 工业硅生产的环境保护 80
8.1 主要的收尘设备 80
8.1.1 惯性除尘设备 81
8.1.2 电除尘器 82
8.1.3 袋式除尘器 84
8.1.4 湿式除尘器 87
8.2 烟尘的处理和利用 92
8.2.1 烟尘的处理 92
8.2.2 微硅粉的应用 93
8.3 废气的处理 95
9 工业硅冶炼技术的发展趋势 98
9.1 节能降耗与清洁生产 98
9.2 木炭还原剂替代技术 101
9.3 块状还原剂入炉试验 102
9.3.1 黏结剂对产品质量及炉况的影响 103
9.3.2 新型还原剂替代量对工业硅生产的影响 103
9.4 装备水平的改进与提高 104
第2篇 硅铁生产 107
10 概述 107
10.1 硅铁的性质和种类 107
10.1.1 硅铁的物理性质 107
10.1.2 硅铁的化学性质 108
10.1.3 硅铁的种类 109
10.2 硅铁的生产现状 110
10.3 硅铁的牌号及用途 112
10.4 硅铁的消费和市场 114
11 冶炼原理及工艺 117
11.1 铁生产的原料 117
11.1.1 硅石 117
11.1.2 还原剂 118
11.1.3 含铁物料 120
11.2 硅铁冶炼的基本原理 121
11.2.1 硅铁冶炼的物化反应 121
11.2.2 硅铁冶炼操作技术参数 125
11.3 硅铁冶炼的物料平衡和热平衡 128
11.3.1 炉料平衡计算 128
11.3.2 物料平衡计算 133
11.3.3 热平衡计算 135
11.3.4 简易配料计算 138
11.4 硅铁冶炼工艺及炉况处理 139
11.4.1 硅铁生产工艺 139
11.4.2 异常炉况处理 142
12 硅铁生产的主要设备 146
12.1 矿热电炉 146
12.1.1 矿热电炉参数计算及选择 146
12.1.2 电炉几何参数的计算和选择 148
12.1.3 电炉计算公式及实例 149
12.2 电极 151
12.2.1 电极的分类、性质及其用途 152
12.2.2 自焙电极的制作 152
12.2.3 自焙电极常见故障及其处理 153
12.2.4 电极的消耗 153
12.3 电炉炉衬 153
12.3.1 耐火材料的种类、要求及其选择 153
12.3.2 炉衬的砌筑 155
12.3.3 电炉的烘炉、开炉、停炉、洗炉技术控制 159
12.4 变压器 162
12.4.1 变压器结构 163
12.4.2 变压器工作原理 164
12.4.3 电炉变压器的容量、一次电压和二次电压 167
13 硅铁的精炼 170
13.1 氧化精炼 170
13.2 氯化精炼 173
14 硅铁生产的环境保护 175
14.1 硅铁炉烟气的产生及变化规律 175
14.2 烟气性质 175
14.3 硅铁炉烟尘特点与治理 176
14.4 硅铁炉烟尘的治理 177
14.4.1 概述 177
14.4.2 硅铁炉烟气除尘典型工艺 177
14.5 建议 179
参考文献 180