三相多根擠壓石墨電極工業硅電爐送電冶煉方法及系統技術方案

本發明專利技術公開了一種三相多根擠壓石墨電極工業硅電爐送電冶煉方法及系統，變壓器二次側三相接線端的每一相分為至少兩根相互并聯的電極接線端，每一所述電極接線端分別與一柱高品質擠壓石墨電極連接；所有的所述高品質擠壓石墨電極從工業硅電爐的爐蓋頂部穿進爐內，相鄰的所述高品質擠壓石墨電極不同相，三根不同相的所述高品質擠壓石墨電極采用等邊三角形均勻分布設置；三相多根所述高品質擠壓石墨電極在爐內合理布局輸電做功，通電截面增大，大容量生產容易使冶煉爐內的高溫熔化區和還原反應生產硅液的區域得到擴大，多根電極下熔煉坩堝，覆蓋區相互交叉重疊貫通，沉渣易于隨硅水排出，不易造成長爐底和避免烘干電爐，極大節約電能和電極消耗。

【技術實現步驟摘要】

：本專利技術涉及一種石墨電極應用大容量工業硅埋弧爐冶煉方法，特別是涉及一種三相多根擠壓石墨電極工業硅電爐送電冶煉方法及系統。
技術介紹
：目前，國內外工業硅電爐生產多采用三相三根電極生產。過去由于擠壓優質大規格φ600～φ800mm石墨電極因工藝技術復雜造成價格昂貴，而低檔和振動石墨電極無法適應高效率、大容量工業硅上生產，只有采用低端大直徑炭素電極φ1020～φ1400mm應用在高效率、大容量12500KVA～33000KVA工業硅電爐上。現在國內采用30MN以上大型擠壓機、大型LWG串接石墨化和機加工系統生產得高品質φ600～φ800mm石墨電極技術已不受限制，且價格適中。該種電極相對于其它電極所具有結構均勻、導電性好、高密高強、承受電流密度高、低灰分等性能優點。若能采用三相六根或三相多根擠壓φ600～φ800mm高品質擠壓石墨電極在大型工業硅爐上應用，不但會徹底杜絕因產品質量產生的折斷、開裂、掉塊、氧化等安全責任事故，也能滿足工業硅冶煉向大容量、高效低能耗、節能減排方向發展。
技術實現思路
：本專利技術所要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種設計合理、通電截面增大、極大節約電能和電極消耗、導電性能好且安全性高的三相多根擠壓石墨電極工業硅電爐送電冶煉方法及系統。本專利技術的技術方案是：一種三相多根擠壓石墨電極工業硅電爐送電冶煉方法，包括以下步驟：a、將變壓器二次側三相接線端的每一相分為至少兩根相互并聯的電極接線端，每一所述電極接線端分別與一柱高品質擠壓石墨電極連接；或者，將變壓器二次側三相接線端相同極性的分為至少兩組，每一組分別與一柱高品質擠壓石墨電極連接；b、根據工業硅電爐的容量選擇所述高品質擠壓石墨電極的直徑和數量，將所有的所述高品質擠壓石墨電極從工業硅電爐的爐蓋頂部穿進爐內，并且，相鄰的所述高品質擠壓石墨電極不同相，三根不同相的所述高品質擠壓石墨電極采用等邊三角形均勻分布設置；c、三相多根所述高品質擠壓石墨電極在爐內合理布局輸電做功，通電截面增大，大容量生產容易使冶煉爐內的高溫熔化區和還原反應生產硅液的區域得到擴大，多根電極下熔煉坩堝，覆蓋區相互交叉重疊貫通，沉渣易于隨硅水排出，不易造成長爐底現象和避免燒干電爐，能極大節約電能和電極消耗。所述高品質擠壓石墨電極采用整套大規格超高功率石墨電極制造工藝系統加工而成，其關鍵工藝點是精選原料、壓型工藝和石墨化工藝，所述壓型工藝采用四段式干料加熱、混捏、涼料、均溫工藝系統再進入到30MN以上擠壓機工序進行擠壓生產；所述石墨化工藝采用送電電流密度≥30A/cm2的大型LWG串接石墨化生產方法。所述高品質擠壓石墨電極GHP-Ⅰ的產品技術指標為：電阻率7～9μΩ·m，體積密度1.62～1.70 g/cm3，抗折強度6～9 MPa，彈性模量6～10 GPa，熱膨脹系數CTE（0～600℃）1.5～2.4×10-6/℃，灰分≤0.3%，允許電流密度＜12 A/cm2；或者，所述高品質擠壓石墨電極GHP-Ⅱ的產品技術指標為：電阻率5～7μΩ·m，體積密度1.70～1.77 g/cm3，抗折強度9～14 MPa，彈性模量8～14 GPa，熱膨脹系數CTE（0～600℃）1.2～2.0×10-6/℃，灰分≤0.15%，允許電流密度＜20 A/cm2；所述工業硅電爐容量為40000～60000KVA時，所述高品質擠壓石墨電極的直徑為Φ600～φ800mm且數量為9根；所述工業硅電爐容量為30000～40000KVA時，所述高品質擠壓石墨電極的直徑為Φ700～φ800mm且數量為6根；所述工業硅電爐容量為15000～30000KVA時，所述高品質擠壓石墨電極的直徑為Φ600～φ700mm且數量為6根。所述變壓器二次側三相接線端的每一相分為兩根、三根、四根或五根相互并聯的電極接線端，所述工業硅電爐的爐內形狀是圓形、四邊形或邊數大于四的多邊形。三相六根石墨電極分別位于兩個大小不同的正三角形的頂點上，并且，小的正三角形的頂點位于大的正三角形的三邊中點上，或者，三相六根石墨電極沿圓周均布且間位于兩個正三角形的頂點上；三相九根石墨電極沿圓周均布且間位于三個正三角形的頂點上，或者，三相九根石墨電極采用兩個相互交接的等圓設置，其中一個圓上均布有六個石墨電極；三相十二根石墨電極采用三個相互交接的等圓設置，每一個圓上均布有六個石墨電極。一種三相多根擠壓石墨電極工業硅電爐送電冶煉系統，包括工業硅電爐，所述工業硅電爐上設置有爐蓋，變壓器二次側三相接線端的每一相分為至少兩根相互并聯的電極接線端，每一所述電極接線端分別與一柱高品質擠壓石墨電極連接；或者，將變壓器二次側三相接線端相同極性的分為至少兩組，每一組分別與一柱高品質擠壓石墨電極連接；根據工業硅電爐的容量選擇所述高品質擠壓石墨電極的直徑和數量，所有的所述高品質擠壓石墨電極從工業硅電爐的爐蓋頂部穿進爐內，并且，相鄰的所述高品質擠壓石墨電極不同相，三根不同相的所述高品質擠壓石墨電極采用等邊三角形均勻分布設置；三相多根所述高品質擠壓石墨電極在爐內合理布局輸電做功，通電截面增大，大容量生產容易使冶煉爐內的高溫熔化區和還原反應生產硅液的區域得到擴大，多根電極下熔煉坩堝，覆蓋區相互交叉重疊貫通，沉渣易于隨硅水排出，不易造成長爐底現象和避免燒干電爐，能極大節約電能和電極消耗。本專利技術的有益效果是：1、本專利技術由于采用多根高品質擠壓石墨電極的電爐送電結構，通電截面增大，大容量生產容易使冶煉爐內的高溫熔化區和還原反應生產硅液的區域得到擴大，多根電極下熔煉坩堝，覆蓋區相互交叉重疊貫通，沉渣易于隨硅水排出，不易造成長爐底現象和避免燒干電爐，能極大節約電能和電極消耗，并保護電爐在較長時間內穩定、高產、低耗，大幅度提高經濟效益。2、本專利技術因采用高品質擠壓石墨電極，其優良性能優點可避免產品質量責任事故，進行安全生產，且能按客戶要求精選超低灰分原料制造石墨電極來冶煉元素級高品位工業硅。3、本專利技術高品質擠壓石墨電極采用整套大規格超高功率石墨電極制造工藝系統加工而成，其關鍵工藝點：精選原料、壓型工藝和石墨化工藝。壓型工藝采用四段式干料加熱、混捏、涼料、均溫工藝系統再進入到30MN以上擠壓機工序進行擠壓生產；石墨化工藝采用送電電流密度≥30A/cm2的大型LWG串接石墨化生產方法，因而高品質擠壓石墨電極相對于其它電極所具有結構均勻、導電性好、高密高強、承受電流密度高、低灰分等性能優點。4、本專利技術根據工業硅電爐容量來選擇高品質擠壓石墨電極的直徑和數量，既能充分利用高品質擠壓石墨電極的功效，又能節約能耗。5、本專利技術采用三相六根或三相多根擠壓φ600～φ800mm高品質擠壓石墨電極在大型工業硅電爐上應用，不但會徹底杜絕因產品質量產生的折斷、開裂、掉塊、氧化等安全責任事故，也能滿足工業硅冶煉向大容量、高效低能耗、節能減排方向發展，其適用范圍廣，易于推廣實施，經濟效益明顯。附圖說明：圖1為本專利技術三相六根擠壓大規格石墨電極平面布置結構圖之一；圖2為本專利技術三相六根擠壓大規格石墨電極平面布置結構圖之二；圖3為本專利技術三相九根擠壓大規格石墨電極平面布置結構圖之一；圖4為本專利技術三相九根擠壓大規格石墨電極平面布置結構圖之二；圖5為本專利技術三相十二根擠壓大規格石墨電極平面布置結構圖。具本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種三相多根擠壓石墨電極工業硅電爐送電冶煉方法，包括以下步驟：a、將變壓器二次側三相接線端的每一相分為至少兩根相互并聯的電極接線端，每一所述電極接線端分別與一柱高品質擠壓石墨電極連接；或者，將變壓器二次側三相接線端相同極性的分為至少兩組，每一組分別與一柱高品質擠壓石墨電極連接；b、根據工業硅電爐的容量選擇所述高品質擠壓石墨電極的直徑和數量，將所有的所述高品質擠壓石墨電極從工業硅電爐的爐蓋頂部穿進爐內，并且，相鄰的所述高品質擠壓石墨電極不同相，三根不同相的所述高品質擠壓石墨電極采用等邊三角形均勻分布設置；c、三相多根所述高品質擠壓石墨電極在爐內合理布局輸電做功，通電截面增大，大容量生產容易使冶煉爐內的高溫熔化區和還原反應生產硅液的區域得到擴大，多根電極下熔煉坩堝，覆蓋區相互交叉重疊貫通，沉渣易于隨硅水排出，不易造成長爐底現象和避免燒干電爐，能極大節約電能和電極消耗。

【技術特征摘要】
1.一種三相多根擠壓石墨電極工業硅電爐送電冶煉方法，包括以下步驟：a、將變壓器二次側三相接線端的每一相分為至少兩根相互并聯的電極接線端，每一所述電極接線端分別與一柱高品質擠壓石墨電極連接；或者，將變壓器二次側三相接線端相同極性的分為至少兩組，每一組分別與一柱高品質擠壓石墨電極連接；b、根據工業硅電爐的容量選擇所述高品質擠壓石墨電極的直徑和數量，將所有的所述高品質擠壓石墨電極從工業硅電爐的爐蓋頂部穿進爐內，并且，相鄰的所述高品質擠壓石墨電極不同相，三根不同相的所述高品質擠壓石墨電極采用等邊三角形均勻分布設置；c、三相多根所述高品質擠壓石墨電極在爐內合理布局輸電做功，通電截面增大，大容量生產容易使冶煉爐內的高溫熔化區和還原反應生產硅液的區域得到擴大，多根電極下熔煉坩堝，覆蓋區相互交叉重疊貫通，沉渣易于隨硅水排出，不易造成長爐底現象和避免燒干電爐，能極大節約電能和電極消耗。2.根據權利要求1所述的三相多根擠壓石墨電極工業硅電爐送電冶煉方法，其特征是：所述高品質擠壓石墨電極采用整套大規格超高功率石墨電極制造工藝系統加工而成，其關鍵工藝點是精選原料、壓型工藝和石墨化工藝，所述壓型工藝采用四段式干料加熱、混捏、涼料、均溫工藝系統再進入到30MN以上擠壓機工序進行擠壓生產；所述石墨化工藝采用送電電流密度≥30A/cm2的大型LWG串接石墨化生產方法。3.根據權利要求1或2所述的三相多根擠壓石墨電極工業硅電爐送電冶煉方法，其特征是：所述高品質擠壓石墨電極GHP-Ⅰ的產品技術指標為：電阻率7～9μΩ·m，體積密度1.62～1.70 g/cm3，抗折強度6～9 MPa，彈性模量6～10 GPa，熱膨脹系數CTE（0～600℃）1.5～2.4×10-6/℃，灰分≤0.3%，允許電流密度＜12 A/cm2；或者，所述高品質擠壓石墨電極GHP-Ⅱ的產品技術指標為：電阻率5～7μΩ·m，體積密度1.70～1.77 g/cm3，抗折強度9～14 MPa，彈性模量8～14 GPa，熱膨脹系數CTE（0～600℃）1.2～2.0×10-6/℃，灰分≤0.15%，允許電流密度＜20 A/cm2；所述工業硅電爐容量為40000～60000KVA時，所述高品質擠壓石墨電極的直徑為Φ600～φ800mm且數量為9根；所述工業硅電爐容量為30000～40000KVA時，所述高品質擠壓石墨電極的直徑為Φ700～φ800mm且數量為6根；所述工業硅電爐容量為15000～30000KVA時，所述高品質擠壓石墨電極的直徑為Φ600～φ700mm且數量為6根。4.根據權利要求1所述的三相多根擠壓石墨電極工業硅電爐送電冶煉方法，其特征是：所述變壓器二次側三相接線端的每一相分為兩根、三根、四根或五根相互并聯的電極接線端，所述工業硅電爐的爐內形狀是圓形、四邊形或邊數大于四的多邊形。5.根據權利要求4所述的三相多根擠壓石墨電極工業硅電爐送電冶煉方法，其特征是：三相六根石墨電極分別位于兩個大小不同的正三角形的頂點上，并且，小的正三角形的頂點位于大的正三角形的三邊中點上，或者，三相六根石墨電極沿圓周均布且間位于兩個正三角形的頂點上；三相九根石墨電極沿圓周均布且間位于三個正三角形的頂點上，或者，三相九根石墨電極采用兩個相互交接的等圓設置，其中一個圓上均布有六個石墨電極；三相十二根石墨電極采用三個相互交接的等圓設置，每一個圓上均布有六個石墨電極。6.一種三相...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馮建國，丁潔彬，
申請(專利權)人：馮建國，丁潔彬，
類型：發明
國別省市：河南;41