连发冶炼有限公司技改扩建可行性报告

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1、贵州省黎平县连发冶金有限公司技改扩建312500KVA工业硅炉生产线项目贵州省黎平县连发冶炼有限公司技改扩建312500KVA工业硅项目可行性研究报告建设单位：贵州省黎平县连发冶炼有限公司联 系 人：编制单位：联 系 人：编制时间：目 录前 言3编写单位的资质证书4项目编制人员表5第一章项目总论6第二章市场预测15第三章 建设规模与产品方案20第四章 厂址选择22第五章 技术方案、设备方案和工程方案24第六章 总图运输与公用辅助工程44第七章 节能措施47第八章 环境影响评价49第九章 劳动安全卫生与消防53第十章 组织机构及人力资源配置57第十一章 项目实施进度计划59第十二章 项目投资预算

2、60第十三章 财务分析65第十四章 可行性研究结论与建议68前 言本院受贵州省黎平县连发冶炼有限公司委托对贵州省黎平县连发冶炼有限公司“技改扩建312500KVA工业硅炉项目”进行调研。本院将调研基本情况如下：贵州省黎平县连发冶炼有限公司技改扩建312500KVA工业硅炉项目：一、 项目单位：贵州省黎平县连发冶炼有限公司二、 项目建设地点：贵州省黎平县洪州工业园区内三、 建设内容：技改扩建312500KVA工业硅炉，年产工业硅21000吨四、 投资规模：项目总投资5000万元，固定资产投资为3500万元，铺底流动资金1500万元。五、 经济效益：年销售收入2.23亿元，每年可创利税750万元，

3、投资回收期为2.23年。编写单位的资质证书项目名称：贵州省黎平县连发冶炼有限公司技改扩建312500KVA工业硅炉生产线项目调研单位：地 址：项目编制人员表姓名专业资质签字项目负责人项目组成人员报告编制人员报告审核人技术负责人第一章 项目总论1.1 项目背景1.1.1 项目名称及简介贵州省黎平县连发冶炼有限公司“技改扩建312500KVA工业硅炉生产线”建设项目。本项目是贵州省黎平县连发冶炼有限公司利用原46300KVA工业硅炉生产线进行技改扩建为312500KVA工业硅炉生产线，生产能力由原年产工业硅14000t增加到年产工业硅21000t。本项目是利用黎平县境内丰富的硅矿石和木材资源和洗煤

4、精、油焦进行生产高品位的3303和2502工业硅产品。本项目充分采用先进的工艺技术设备、完善的环保设施和节能措施，充分利用通道县境内的资源，实行资源再生的组合式生产，符合我国2008年颁布“铁合金行业准入条件”及贵州省相关的产业政策。1.1.2 建设单位概况贵州省黎平县连发冶炼有限公司单位概况如下。公司名称：贵州省黎平县连发冶炼有限公司成立时间：2003年5月企业性质；有限责任公司法人代表：贵州省黎平县连发冶炼有限公司拥有6300KVA工业硅冶炼炉4台年设计产量14000吨，位于贵州省黔东南州侗乡黎平县洪州工业园区境内，系湘、桂、黔三省交界处。公司占地面积26640平方米，现有职工300人，其

5、中具有高中级技术人员10人，主要以冶炼生产金属硅为主，产品以2202#、2502#、3303#、等型号高品位金属硅为代表，年生产金属硅10000吨以上。公司成立以来，一直从事工业硅产品的生产经营，公司管理、生产技术成熟可靠，工人生产技术熟练，无需进行培训即可进行上岗生产操作。产品主要用于铝合金、太阳能、电子技术及钢铁行业，产品出口远销欧美、俄罗斯、日本等世界20多个国家和地区公司主要管理层人员都从事工业硅生产经营工作多年，对工业硅生产原材料的要求、供给，产品的销售，生产技术及管理都非常熟悉，并形成了企业一套成熟的经营管理方法，并且在原材料供应和销售方面有良好的业务关系和人际关系。总之，连发冶炼

6、公司位于贵州省黎平县洪州镇，具有优越的资源优势，企业具有配套的管理、技术、生产、供销等组合人才优势，企业具有先进的生产工艺技术优势，并且具有广阔的业务和人际关系。因此，企业具备了较强的市场竞争能力，具备企业长期发展的条件和能力。1.1.3 可行性报告研究的依据1、 建设单位项目研究委托书；2、 建设单位提高的基础资料和证明材料；3、 国家计委2001年颁发的投资项目可行性研究指南；4、 国家发改委2006年颁发的建设项目经济评价方法和参数；5、 国家计委（第9号令）关于建设项目可行性研究报告增加招标内容及核准招标事项暂行规定；6、 国家发改委2008年颁发的铁合金行业准入条件；7、 国家发改委

7、高技术产业发展“十一五”规划；8、 其他相关行业规划、产业政策、法规和设计标准等；9、 硅工艺1.1.4 项目提出的背景及理由1、项目提出的背景工业硅是二氧化硅经碳质还原剂高温熔炼生产的一种基础材料，有“魔术金属”之美称，被广泛应用于化工、冶金、电子信息、机械制造、航空航天、船舶制造、能源开发等各工业领域，是现代工业尤其是高科技产业必不可少的材料。工业硅是生产硅铝合金、硅镁合金、硅青铜等许多中间合金的重要原料；高纯硅用于生产集成电路半导体、制造太阳能电池等材料；化学级工业硅是生产有机硅，加工硅树脂、硅橡胶等的原料。工业硅-有机硅产业链是发展最快、应用最广阔的一个领域，可合成产品种类达5000多

8、种。有机硅元素有“工业味精”之称。应用于电子行业的工业硅（高纯硅）具有明显的半导体性质，是一种优良的半导体材料，是国家鼓励类产业。近年来,金属硅产能大幅度扩张,从70年代的2万多吨,增长到目前的200多万吨。现有500多家金属硅生产企业中能正常生产的只有200多家,产能利用率50%左右。2、项目提出的理由（1）国家产业政策的要求国务院关于进一步加强淘汰落后产能工作的通知（国发20107号）精神,会议研究了在2010年底以前淘汰6300千伏安以下矿热炉（包括金属硅炉）的措施,就进一步完善金属硅产业政策、贸易政策和行业准入条件提出了相关规定。2008年国家发改委公布了“铁合金行业准入条件（2008

9、年修订）和电解金属锰行业准入条件（2008年修订）对工业硅生产企业的布局及规模和外部条件要求、工艺和装备、能源消耗、资源消耗及综合利用、环境保护等提出了明确要求，原46300KVA工业硅生产线装置已经远远不能满足国家产业政策的要求，企业长期发展就必须进行技改扩建。（2）市场竞争的要求金属硅是资源性、高能耗、高污染行业。当前存在的主要问题:一是产能严重过剩、产业集中度低;二是主要依赖出口维持国内产销平衡,2009年出口约45万吨,占总产量的47；三是工艺技术、装备水平落后,国内金属硅冶炼电耗约12000-13000千瓦时/吨,高出国外先进水平约20003000千瓦时/吨。因此，企业必行进行技改扩

10、建对原有的生产规模、生产装备及生产工艺技术进行改造，对生产能源进行综合利用，加强对生产环保的治理，达到高产、优产、节能、减排的目的。3、项目进展情况建设单位及有关部门就资源、市场、供电、给排水、环保等问题进行了广泛、细致的调研、咨询工作，收集了有关文件、资料文件和图纸。调查结果表明改造后生产工艺先进、能耗低、产量高、环保设施先进，有利于企业的长期稳定发展。项目建设单位委托我院进行项目可行性的编制工作。本项目的研究工作坚持了客观性、公正性和科学性的原则。1.2 项目概况1.2.1 拟建地点贵州省黎平县连发冶炼有限公司312500KVA工业硅生产线拟建于公司厂内，利用原有的46300KVA生产线的

11、部分场地、厂房进行改造，厂区内场地宽阔，系统配套的生产设施、辅助设施、公用设施齐备易于改造，公司位于贵州省黎平县洪州镇工业园区内，占地70余亩，距209国道、焦柳铁路38公里，厂址北面濒临渠水，厂对面为河滩荒地，距包茂高速出口40公里，离昆厦高速60公里，距贵广高铁60多公里，便捷的交通环境使企业的所需原材料和产品运输提供了良好的条件，交通十分便利，公司生产和生活配套设施齐全，拥有布局合理，整洁规范的生产，精整，原料车间和干净明亮的现代化办公大楼和职工宿舍一栋。1.2.2 建设规模本项目根据贵州省黎平县连发冶炼有限公司原有的生产场地、设施进行改造，改造主要内容有：生产设施、辅助设施和环保设施。

12、本项目技改扩建规模为312500KVA工业硅炉生产线，年产工业硅21000吨。1.2.3 主要建设条件1、 政策条件本项目符合国家铁合金行业准入条件及贵州省高技术发展“十一五”规划。铁合金行业准入条件（2008年修订）（下简称准入条件）对工业硅生产企业的布局及规模和外部条件要求：新建或扩建项目的电炉容量最小为22500KVA以上，对于贫困地区及自有资源的地区允许到12500KVA。一方面，贵州省黎平县是贵州省少数民族地区，属于贵州省的贫困县；其次，贵州省黎平县境内高品位硅矿石资源和森林资源极为丰富，对工业硅生产冶炼极为丰富。因此，贵州省黎平县连发冶炼有限公司将原46300KVA工业硅炉技改扩建

13、为312500KVA工业硅炉是符合准入条件相关规定的。本项目技改采用国内先进的工艺和装备，其能源消耗、资源消耗及综合利用、环境保护等指标远远优于准入条件所规定的指标要求。2、 市场条件近年来,金属硅产能大幅度扩张,从70年代的2万多吨,增长到目前的200多万吨。现有500多家金属硅生产企业中能正常生产的只有200多家,产能利用率50%左右，市场竞争激烈。本项目建设完成以后，产能增加80左右，综合生产成本下降800元/T，综合产品品级大幅度上升，给企业增加了极强的生产竞争力。3、 资源条件贵州省黎平县境内高品位低铁硅矿石、木材等资源均极丰富，主要原材料供应充足，企业长期发展有保证。贵州省黎平县连

14、发冶炼有限公司拥有250多熟练工人，企业管理、生产技术人才充足，具备丰富的人力资源。4、 技术条件本项目采用电炉法冶炼、氧化精炼、布袋除尘方法，生产工艺成熟具备规模化生产技术条件。5、 资金条件本项目规模总投资约4500万元，其中固定资产投资约3500万元，铺底流动资金约1000万元。贵州省黎平县连发冶炼有限公司自身具有较强的资金来源。现有46300KVA工业硅炉生产线，设计年产工业硅14000t，公司自筹资金即可满足本项目建设需求。6、 交通条件黎平县位于贵州省东南部、怀化市西南端、东邻湖南靖州、西边贵州锦屏县、南接广西的三江，处湘、黔、桂三省六县交界之地，是贵州省南下两广的咽喉要道。县城距

15、工业园60公里，工业园距怀化210公里，距广西桂林280公里，全境南北长100公里，东西宽150公里。全县有53万人，其中侗族占73%。在历史上为楚越分界的走廊地带，素有“南楚极地”、“百越襟喉”之称。黎平县交通便利，公路四通八达。7、 供水、供电条件本项目建设在贵州省黎平县洪州工业园区连发冶炼公司厂内，占地70余亩，立于渠水左岸，厂内供水供电设施均非常完善，不需进行改造即可满足本项目生产需求。8、 外部协作条件本项目建设地距湖南省怀化约210公里，广西桂林250公里，设备、材料供应均极为便利，外部协作条件较好。1.2.4 主要技术经济指标本项目主要经济技术指标见表11。表11 主要经济技术指

16、标表序号项目单位指标备注1生产规模t/a210002产品方案2.1工业硅t/a210002.2副产品万元2003规模总投资万元46003.1建设投资万元36003.2建设利息万元3.2铺地流动资金万元10004投资指标4.1百元营业收入占用建设投资元/百元4.2百元营业收入占用流动资金元/百元5工作制度5.1年工作日天3005.2日工作时小时246项目定员人3007项目占地面积m2708主要原辅料、燃料动力用量8.1硅石t620008.2洗精煤t84008.3石油焦t210008.4木片t60008.5谷壳和稻草t4508.6碳素电极t20008.7石墨小电极t1208.8辅助材料万元1208

17、.9冶炼用电万KWH165008.10动力用电万KWH1200含环保8.11生产用水t700008.12氧气瓶630009运输量t1301009.1运入量t1005409.2运出量t2955010年总成本万元11年营业收入万元2790012年税金万元150013年利税总额万元320014全员劳动生产率万元/（人.年）20015财务内部收益率（所得税前）16财务内部收益率（所得税后）17财务净现值（所得税前）万元18财务净现值（所得税后）万元19资本金净利润率20总投资回收期年321盈亏平衡点261.3 研究结论1、本项目建设符合国家发展循环经济，开展节能减排、提高矿产资源利用率等政策及规划要求

18、。项目建成可充分利用黎平县当地的硅矿石资源和木材资源，培植地方经济增长点，增加财政收入，促进地方经济和相关产业的发展。2、本项目建设各项条件具备，矿产、水电资源丰富，给企业发展提供可靠保证。在设计施工及运行中应注重安全生产及职业卫生，认真贯彻执行国家和地方的各项法规，采取完善的安全消防措施，确保安全生产。3、贵州省黎平县连发冶金有限公司节能技改项目将引进同行业先进生产工艺的冶炼炉进行节能技改，改造技术先进成熟,并在国内类似的12500KVA规模冶炼炉上均有成功的改造及运行经验可供参考。本项目生产工艺先进、可靠。生产过程中的“三废”经回收后均可成为副产品销售，环保治理不增加生产成本。“三废”均可

19、达到国家环保排放标准。4、本项目采用先进可行的节能技改技术，其节能技改效益显著。本项目建成以后经济效益较好，项目抗风险力强。总之，综上所述，本项目可行。第二章 市场预测2.1 项目产品简介金属硅又称结晶硅或工业硅，其主要用途是作为非铁基合金的添加剂。 硅是非金属元素，呈灰色，有金属色泽，性硬且脆。硅的含量约占地壳质量的26%；原子量为28.80；密度为2.33g/m3；熔点为1410C；沸点为2355；电阻率为2140.m。金属硅的牌号：按照金属硅中铁、铝、钙的含量，可把金属硅分为553、441、411、421、3303、3305、2202、2502、1501、1101等不同的牌号。金属硅的附

20、加产品:包括硅微粉,边皮硅，黑皮硅，金属硅渣等。其中硅微粉也称硅粉、微硅粉或硅灰，它广泛应用于耐火材料和混凝土行业 。金属硅的用途：金属硅（Si）是工业提纯的单质硅，主要用于生产有机硅、制取高纯度的半导体材料以及配制有特殊用途的合金等。1、生产硅橡胶、硅树脂、硅油等有机硅硅橡胶弹性好，耐高温，用于制作医疗用品、耐高温垫圈等。硅树脂用于生产绝缘漆、高温涂料等。硅油是一种油状物，其粘度受温度的影响很小，用于生产高级润滑剂、上光剂、流体弹簧、介电液体等，还可加工成无色透明的液体，作为高级防水剂喷涂在建筑物表面。2、制造高纯半导体现代化大型集成电路几乎都是用高纯度金属硅制成的，而且高纯度金属硅还是生产

21、光纤的主要原料，可以说金属硅已成为信息时代的基础支柱产业。3、配制合金硅铝合金是用量最大的硅合金。硅铝合金是一种强复合脱氧剂，在炼钢过程中代替纯铝可提高脱氧剂利用率，并可净化钢液，提高钢材质量。硅铝合金密度小，热膨胀系数低，铸造性能和抗磨性能好，用其铸造的合金铸件具有很高的抗击冲击能力和很好的高压致密性，可大大提高使用寿命，常用其生产航天飞行器和汽车零部件。硅铜合金具有良好的焊接性能，且在受到冲击时不易产生火花，具有防爆功能，可用于制作储罐。钢中加入硅制成硅钢片，能大大改善钢的导磁性，降低磁滞和涡流损失，可用其制造变压器和电机的铁芯，提高变压器和电机的性能。随着科学技术的发展，金属硅的应用领域

22、还将进一步扩大。金属硅的主要产区:金属硅主要分布在西南地区的云南，四川，贵州，广西，华中的湖南，湖北，华东的福建地区，东北地区主要是黑龙江的黑河，临江地带，吉林和辽宁，内蒙古，其中陕西青海等地也有厂家生产。其分布比例见图21。图2一1 我国工业硅生产结构图2.2 产品市场供需情况近年来，金属硅产能大幅度扩张，从70年代的2万多吨，增长到目前的200多万吨。现有500多家金属硅生产企业中能正常生产的只有200多家，产能利用率50%左右。我国工业硅70%以上用于出口，但大量的高品级工业硅仍然靠进口（2006年2007年我国工业硅进出口量见表22）。我国工业硅主要出口到日本、香港等地。其出口比例见表

23、21。表21 我国工业硅2007年出口分配比例表目的国数量占百分比金额占百分比日本35.7535.55香港14.2813.67韩国8.518.53英国6.757.75泰国5.595.87加拿大4.864.79印度4.403.90台湾省2.742.56荷兰2.492.50德国1.751.81总计85.3685.12表22 2006-2007年我国工业硅行业进出口总量2006年2007年增长产量（万吨）79.697.121.98产值（亿元）85.83108.3526.24进口数量（万吨）65.674.513.57金额（万美元）148.39187.6726.47出口数量61.469.813.68金额

24、（万美元）66.896.444.372008年由于世界金融危机的影响，工业硅行业一直处于低迷停止状态，大部分工业硅生产厂家均因市场影响而停产。2009年市场有所好转，全年出口约45万吨，占总产量的47%。由此可见，进行技术改造，采用先进的工艺技术，生产高品级的工业硅市场极为广阔。2.3 产品市场供需预测据统计2007年，我国炼钢总能力达5.8亿吨，占全世界总产量30左右。无论国内和国际钢铁市场均表现出上升趋势，尤其在国际钢材市场大环境的带动下，中国钢铁出口激增。预计本年将增长到14.515亿吨，未来几年全球钢铁需求年复合增长率可达5%左右。工业硅用作炼钢过程的脱氧剂，其需求量将随着钢铁市场的激

25、增同步增长。同时，由于化工、电子信息、航空航天、船舶制造、能源开发等各高科技工业领域的迅猛发展，高品级工业硅（化学级工业硅）的需求量也将大幅度增加。据相关行业预测，我国高品级工业硅由现在80万吨，在未来几年内将迅速上升到150万吨以上，工业硅市场前景广阔。2.4 产品目标市场分析及价格2.4.1 目标市场根据目前市场情况，公司产品销售主要出口。工业硅产品用途广泛，采用先进生产工艺，开发生产高品级工业硅，市场广阔，具有很大的市场潜力，公司应加大产品开发力度，提高产品品级，打入国内的进口商家，逐步增加销售。2.4.2 价格分析目前国内市场，工业硅销售价为：55312500元/吨、44112800元

26、/吨、330313200元/吨、220213800元/吨、1501#14500元/吨。工业硅品级越高，销售价格越高，由于市场需求的变化工业硅价格将持续上涨，预计再未来10年内将平均上涨15左右，即3303平均价为15000元/吨左右、2202平均价为15800元/吨左右。本项目主要生产3303以上品级产品，销售平均价预计为15500/吨。2.5 风险分析1、政策风险环境不断被污染，迫使政府对环保工作日趋重视，冶炼行业是产生“三废”较多的行业。因此，也是环保部门重点治理的行业。“三废”治理一直是困扰行业发展的关键，也是冶炼行业急待解决的重要问题。同时国家制定和实施了一系列有关环境保护的法律法规和

27、规章，以加强对相关行业的监管力度。本项目，采用了先进的环保处理工艺，经处理后可达标排放，对环境影响较小，环保方面的风险较小。2、市场竞争加剧目前工业硅行业运营状况虽然较好，但也存在一定的风险，一些有实力的企业，通过兼并重组，向专业化、集团化方向发展，真正成为有竞争能力企业集团。本项目建设单位，实力雄厚，技术先进，采用本项目先进的工艺设施，生产高品级工业硅产品，做到高产、节能低耗、高品级的生产效果，具有较强的市场竞争能力，市场风险较小。第三章 建设规模与产品方案3.1 建设规模本项目建设规模取决于原有主体设施。本项目是根据原有的46300KVA工业硅炉生产线进行改造。本项目本着适用、科学、经济、

28、完善的原则进行改造。根据原有厂房、料场即辅助设施的现状，建设规模拟定为312500KVA工业硅炉生产线，年工作日300天，年产工业硅21000吨。3.2 产品方案本项目产品方案为年产工业硅21000吨，同时副产:硅渣270吨、碳化硅300吨、硅微粉2250吨、腐木灰450吨。3.3 产品质量标准 1、产品包装形式 工业硅：袋装（1吨/袋） 硅 渣：袋装（1吨/袋） 碳化硅：袋装（1吨/袋） 硅微粉：袋装（20kg/袋） 腐木灰：散装 2、产品质量标准本项目主要产品：工业硅（产品按照品级主要分为：1501、2502、3303、441、553）项目主要副产品：硅渣、腐木灰、硅微粉工业硅规格及标准的

29、见表31 和表32。 表31工业硅国家技术标准（GB288191）名 称牌 号化 学 成 份 %应用范围Si不小于杂 质 不 大 于FeAlCaA级硅SiA993040201化学用硅B级硅SiB990050302一级硅Si198506103冶金用硅二级硅Si298007105三级硅Si397010110表32 企业内控技术标准%产品代号Si杂质不大于FeAlCa杂质总和220199.550.200.200.010.45220299.550.200.200.020.45220399.550.200.200.030.45220599.50.020.020.050.5250299.50.250.10

30、0.020.5330399.30.300.300.030.7320599.30.300.200.050.732199.30.300.200.100.7415199.30.400.150.100.744199.00.400.400.101.055199.00.500.500.101.055398.50.500.500.301.566398.50.600.600.301.577598.00.700.700.502.0本项目主要生产3303和2502产品，其中2502产品要求在50以上。第四章 厂址选择4.1 厂址选择本项目为技改扩建项目，厂址选择在贵州省黎平县洪州工业园区连发冶炼有限公司厂内，利用

31、原生产设施进行改造，不再另行选址建设。4.2 厂址所在位置现状贵州省黎平县洪州镇位于贵州省黔东南，属于黔东南州，东邻湖南靖州通道、北靠黎平县城，南接广西的三江，处湘、黔、桂三省六县交界之地，是贵州省南下两广的咽喉要道。厂址距怀化210公里，距桂林280公里，全境南北长100公里，东西宽150公里。现人口50万人，其中侗族占70%，是贵州侗、汉、苗、瑶等多民族和睦共处的县。在历史上为楚越分界的走廊地带，素有“南楚极地”、“百越襟喉”之称。黎平县交通便利，公路四通八达。公司位于贵州省黎平县洪州工业园区内，占地70余亩，立于渠水左岸，紧临209国道，焦柳铁路，具体东南距通道县城火车站40公里，厂址北

32、面濒临渠水，东南为贵州省黎平县宇通硅业有限公司，黎洪公路从厂区门口经过，交通和输电线路十分便利。工厂位于工业园区内，周边均为工业硅冶炼厂，工厂周边无居民居住，生产不会造成不良影响。4.3 工厂场地建设条件本项目建设场地是原公司厂内场地，场地内水、电、路等基础设施完善，施工条件较好，无需处理直接可以进行施工。工厂所在地属于亚热带季风湿润气候区，夏无酷暑，冬少严寒。具有气温年较差少，日较差大。春温升迟，秋温降的早，春雨多，秋雨少，雨日雾日多，相对湿度大等天然气候特点。自然气候不影响本项目正常生产。第五章 技术方案、设备方案和工程方案5.1 技术方案5.1.1 生产方法选择本项目采用的生产技术方案是

33、电炉冶炼法生产产品和炉外吹氧精炼法，环保处理采用布袋干式除尘工艺。工业硅的电炉冶炼法：此生产方法至1958年我国第一台工业硅炉建成投产至今已经40多年的不断实践和改进，工艺技术在国内以相当成熟，本章不再叙述。工业硅产品炉外吹氧精炼法：此生产工艺在国内已经广泛应用，技术已相当成熟。此项目的环保处理工艺：工业硅生产属干无渣冶炼，生产中无废渣、污水，对环境的污染非常小，而有影响的主要是烟、尘。本项目采用目前国内最先进的HL-DLB系列正压过滤烟气净化粉尘回收技术对工业硅冶炼生产的尾气进行净化处理，经处理以后的各项技术指标均可达到国家环保的要求。5.1.2 工艺流程及操作方法本项目工业硅冶炼操作的工艺

34、流程包括炉料准备、电炉熔炼、硅的精制和浇铸，除去熔渣夹杂而进行的破碎包装。其工艺流程见图51.图51 工艺流程图在炉料配制之前，所有原料都要进行必要的处理。硅石采用人工破碎至块度不大于100mm，采用水洗滚筒筛筛出小于5mm的碎块和泥土等杂质，。因为碎块在炉膛上都熔融，从而降低了炉料的透气性，使生产过程难以进行。石油焦有较高的导电系数，破碎至块度不大于10mm，还要控制石油焦的粉末量。因其在炉膛口上直接燃烧，会造成还原剂不足。工业硅生产中，洗煤完全可以取代木炭。如贵州六盘水精洗煤，固定炭达68，挥发分为21，灰分含量10，Fe2O3含量0.3，Al2O3含量0.5，CaO含量0.3。经生产实践

35、，采用此种洗煤是可行的。木块和木片在生产中主要是增加炉料的透气性，木片是用裁材机和木片削片机加工的。木块和木片的用量要视炉况来决定。炉料的配比是根据生产所要求的产品级别来确定的。石油焦和洗煤的配比按每批硅石需要的炭量来确定。石油焦和洗煤的比例对炉料的工作电阻来确定。石油焦和洗煤的比例对炉料的工作电阻影响较大。炉料各组分经称量后，将炉料混合均匀，待捣炉后，将混匀的炉料集中加入炉内。保持一定的料面高度，加料均匀。工业硅硅生产炉内的状况也不是永恒不变的。电炉内是以电能转换成热能，然后再用热能直接加热物料而产生化学反应的过程。所以炉内的电气特性是非常重要的，熔炼实行闭弧操作，保持高炉温，提高热效率，提

36、高电炉利用率。熔炼采用一定时间的焖烧和定期集中加料的操作方法进行。正常情况下炉料难以自动下沉，生产需强制沉料。炉况容易波动，较难控制。因此，在生产中必须正确判断，及时处理。每4小时出一次炉，进行精炼浇铸，破碎挑渣整理入库。一、 电炉操作熔炼是在埋弧状态下连续进行的。为生产出恒定均质的金属硅，需要实行最佳的电炉操作，在炉膛内电流的流径路线及各路线的电流量的分布对炉膛内各区的温度分布和整个熔炼过程的进行有着重要的影响，要注意保持三相电能的负荷平衡，这样才能提高产量，保证质量，降低电耗。（一）加料和捣炉要使硅的熔炼电炉达到优质高产的目的，除了要有良好的电炉参数，精良的原料，合理的配比之外，操作也是十

37、分重要的因素。合理的加料对料层结构、电极在炉内的稳定性和热能的充分利用起着主导的作用。生产中，加料和捣炉是结合进行的。要根据熔炼过程的不同情况和特点，适时地完成加料、捣炉作业。为了保持炉内有良好的透气性，需要进行扎眼和捣炉。小捣炉根据炉况进行，大捣炉一般一小时左右一次，捣炉要快要透，捣炉捣出的块料推向炉心，捣炉过程中不能边捣炉边加料。一个电极区一个电极区进行捣炉的操作是不可取的，必须集中统一捣炉、统一加料，这样才能保持较高的熔炼温度。稳定电炉操作最重要的因素是保持料层中恒定的温度分布。如果炉膛温度分布受到破坏，电炉操作会受到严重干扰。生产中炉料的粒度和均匀程度，加料和出炉以及炉膛料面的处理都会

38、影响电极运行。电极移动过大、过强的捣炉都会造成电炉操作不稳定。（二） 闭弧操作闭弧操作是将电极适当地埋入炉料中，以半熔融炉料为阻抗体，在电极和熔融炉料之间产生电弧。要想做到闭弧操作，首先就要考虑投料方法。投料方法有一次投料法、分次投料法、多次投料法。除一次投料法是明弧操作外，其他方法都是可以做到闭弧操作。化学硅生产中，采用分次投料法，料层结构稳定，电耗低，炉龄长。操作中要处理好如下几个问题：一是要选择好合适的电气参数，使电极插入料层深度适当；二是要想办法控制好炉料的比电阻；三是炉料粒度对硅的冶炼有重要影响，粒度过大和过小对炉况都不利。闭弧操作的优点是：1、炉内料层结构能形成一个完整的体系，炉料

39、依次下沉；2、弧光不外露，料面上辐射热损失大大减少，保持高炉温，热效率提高，从而增加产量、提高产品质量和降低电耗；3、能使电极消耗量达到平衡稳定，避免发生电极折断事故；4、料面的温度比较低，使料面上的设备受到的热辐射较轻，延长了设备的寿命，提高了电炉设备的利用率；5、粉尘较少，可以使炉面操作有一个较好的环境。电炉无论大小，只要采取适当措施，都可以做到闭弧操作，获得理想的生产效果。（三）配电技术冶炼过程中，物理化学变化与电气制度有着紧密的联系。配电操作的好坏，对冶炼效率有着十分重要的影响。电弧主要存在于电极末端，空腔受电弧冲击推力的作用，把物料推开，形成泡形。熔炼过程中，电炉电气参数的控制是由配

40、电工完成的。一般情况下就是控制电极的埋入深度。电极浅埋，一般表明还原剂过剩，电极附近形成火眼，电弧声响亮，出炉硅温度低，数量少、电耗高。如果炉料中还原剂过少，电极将处于较低位置，电极深埋。因为炉料电阻随着炉料中炭的减少而增大，电阻增大使电流负荷下降，电极消耗增加，生产率降低。生产中，电极的埋入深度根据现场操作来确定。调节电极埋入深度就是改变炉料的电阻值，这是调节炉况的最佳手段。当电炉二次电压超过一定值后，电极会受损坏，硅的挥发损失增多，炉膛上部过热，热损失增大。二次电流，受电极允许电流密度的限制，也不能随意增大。电流电压的比值，是炉前操作的重要因素。电流电压比过小，电极下不去，明弧生产、难操作

41、。电流电压比过大，电极插入炉料过深，生产不十分理想。生产中，只有找到适当的电流电压比，工作电流稳定，物料均衡，电极及时升降，才能取得最好的生产成果。调整工作电压是调整电炉生产率的重要手段。电炉工作电压取决于两个方面：一方面是短网结构，要求电效率要高、功率因素应适当；另一方面是炉况，包括炉体结构和生产操作情况。熔炼中工作电阻的值很关键，它易变动，应努力使其稳定并趋近最佳值。为保证电炉熔炼正常，必须按适当比例增大电流，提高电压，保证正常的料面温度在600左右。应使用符合规格的原材料，炉料粒度过大，电阻就小，支路电流大，电极不易深插。（四）炉料电阻炉料电阻的大小，对电极的稳定起着十分重要的作用，调整

42、好炉料电阻是电炉操作者必须具备的技术。在正常情况下，炉料电阻适当，电极能够深插到适当的位置，使炉底温度提高，保证电炉的正常运行。但是炉料电阻不当或其他原因而导致电极不能深插，就难保证电炉的正常运行。调整炉料的方法应与合理操作方法结合起来。调整炉料电阻一般采用的方法有以下几种：1、保持正常的炉膛料面温度。采用闭弧操作和分批投料法，不使其料面温度增高。2、使用符合规格的原材料，原料的粒度对正常操作是非常重要的。当电极上抬时，一般减少还原剂或减少炉料粒度，改用较低的二次电压。3、保证炉料透气性。一般采用稍许松动，增加投料次数，减少粉末投入。4、稳定料层结构。当料层结构不好时，应保持适当高的炉料配比，

43、撬掉电极四周硬块，不让明弧产生。5、控制好出炉量与投料量。投料过多烧不透，降低炉温，炉底上升；投料少浪费电能。（五）出炉和精炼出炉操作也是很重要的。出硅制度对电炉的技术经济指标有一定影响。一般采用间断出炉，每8小时出炉2次。出炉时先清除炉口处的碎硅，用烧穿器烧穿炉眼。熔体硅从炉口流到抬包中，向抬包内加入稻草保温。经电炉熔炼的硅，由于原料中带入的杂质被还原，若不能满足有机硅以及某些新材料的要求时，需要进行精炼。化学用硅必须进行精炼。精炼采用往抬包里吹入空气和氧气，也进行过熔剂精炼的方法试验。经精炼的化学用硅的主要杂质含量可完全达到化学用硅标准。铁的去除目前是个难题，在现有的精炼方法中，硅中铁的含

44、量都无明显的变化，杂质铁似乎全部以【Fe】形态存在于硅中，而Si于【O】的亲和力远大于铁，所以在相同温度和氧位下，硅首先被氧化，硅保护了铁。生产中，硅中铁含量的控制主要是控制原料含铁和操作中带入的铁。5.1.3 主要工艺技术参数，原材料、燃料、动力消耗指标5.1.3.1 主要生产工艺参数 电炉额定容量：12500KVA 电炉产能：21000吨/年 电炉年有效生产时间：300天 电炉一次电压：35KV 电炉二次电压：120168V5.1.3.2 主要原材料标准原料是实现良好作业的先决条件。电炉法生产化学用硅的原料主要有硅石和炭素原料。（一）氧化硅矿物冶炼工业硅的过程是无渣过程。工业硅对硅石的选用

45、较严格，不仅杂质含量少，还要求有高的机械强度，足够的热稳定性，适宜的粒度组成。化学用硅熔炼最好采用硅石。氧化硅矿物中杂质和粘着物，在熔炼过程中有的完全被还原，有的部分被还原，有的化合物形态进入产品硅中或生产熔渣。这样不仅增大能量消耗，降低产品质量，还给熔炼过程造成困难。因此，对工业硅冶炼所用的含氧化硅矿物的化学组成要求严格。要求SiO2大于99、Fe2O3小于0.15、Al2O3不大于0.2、CaO不大于0.1，杂质总和不大于0.6。所用硅石在熔炼前必须进行水洗，表面清洁。硅石粒度是冶炼的一个重要工艺因素。适宜的硅石粒度受硅石种类、电炉容量、操作状况以及还原剂的种类和粒度等多种因素影响，要根据

46、具体的冶炼条件来决定。一般情况下，6.3MVA以上三相电炉，要求硅石粒度为8100mm；6.3MVA以下三相电炉，要求硅石粒度为880mm，而且中间粒度组分的比例要大些。粒度过大时，由于不能捣炉粘料及反应速度相适应，易使未反应的硅石进入液体硅中，造成渣量增多，出炉困难，硅的回收率降低，能耗增大，甚至造成炉底上涨，影响正常生产。粒度过小，虽能增大还原剂的接触表面，有利于还原反应的进行，但反应过程中生成的气体不能顺利排除，又会减慢反应速度，同时粒度过小，带入的杂质也会增多，影响产品质量。生产中一般不采用小于5mm的硅石。硅石的化学成分为：表51. 冶炼工业硅用硅石的化学成分 % 成分标准SiO2F

47、e2O3Al2O3CaOP2O5MgO其他不小于不大于YB2416-81国际特级标准99.00.0150.030.200.020.200.535公司内控指标199.40.120.120.080.030.010.24公司内控指标299.00.200.250.200.35因含Si02和所含杂质的多少,直接影响其产品的质量和经济效益,指标见表51，公司主要采用内控指标1的标准进行原材料控制。本项目每年需要63000吨以上。在黎平县境内和周边地区就储藏有丰富硅矿石资源，仅黎平县就达500万吨以上，可以满足本项目长期发展的需求。（二）炭质还原剂工业硅冶炼所用的还原剂主要有石油焦、洗煤、木炭。为增大炉料的

48、电阻率，增加化学活性，也有搭配气煤焦、硅石焦、蓝炭、半焦、低温焦、木块的。在炭质还原剂化学成分中，主要应考虑固定炭、灰分、挥发分和水分。一般要求固定炭要高，所需还原剂总量减少，从而灰分带入的杂质少，渣量相应减少，电能消耗降低，化学硅中杂质含量降低。炭质还原剂的电阻率要大，气孔率要高。炉料电阻率主要取决于炭质还原剂。炭质还原剂电阻率大，电极插得深，炉口热损失减小，炉内高温反应区大，化学活性好，硅的回收率高。石油焦是所用还原剂中灰分最低的，即灰分0.17%0.6%，固定炭9095，挥发分不大于3.5%13%，因为它的灰分低，有利于提高产品的质量。但由于石油焦电阻率小，反应性差，高温下易石墨化，用量

49、偏大时，导致炉况不好控制，造成炉料不烧结、刺火严重、电耗高、出炉困难。表52 冶炼工业硅用石油焦的化学成分 %项 目质 量 标 准1#2#3#ABABAB硫份%050810152030挥发物%101212151618灰份% 03005005005008012水份% 888888固定碳%858585858585此项目每年需用石油焦21000吨，主要从广州茂名、南京等地采购。木炭具有很高的比电阻和反应能力，而且杂质含量少，是熔炼工业硅较为理想的还原剂，但用不同的木材和不同的方法制得的木炭其性质也很不相同。去皮木炭的灰分含量通常比带皮木炭的灰分含量低1/22/3木炭主要成分是炭，灰分较低，一般小于1

50、0。电阻率较大，化学活性好。但是，国家为了保护森林资源，已经制定了相关森林资源的保护措施，木炭的来源受到限制，无法再使用木炭还原剂。国外绝大多数国家已不再使用木炭，在各种炭质还原剂中，从反应能力和比电阻的大小来看，洗煤是木炭之外的另一种较为理想的还原剂。洗煤的特点是电阻大，反应能力强。低灰分烟煤是经过洗选获得的。灰分含量可达3左右，Fe2O3含量达0.2%0.3%,Al2O3含量小于1%。现在我国还原剂烟煤的灰分含量多在3以上，而国外还原剂烟煤的灰分含量多在1左右，前苏联采用的化学法精选烟煤，能得到氧化铁含量低于0.1的精煤。表53 冶炼工业硅用精洗煤的化学成分 %精洗煤要求标准（企业内控成份

51、）成份固定碳灰份Al2O3Fe2O3GaO挥发物水份77.20.30.50.30.218288此项目每年需要精洗煤8400吨，主要从贵州六盘水采购。木块的作用在于增加料层的透气性，用量的大小都对炉况发生影响。木块用量过小，料层透气性差、易产生刺火现象、炉况变坏，电耗上升，木块由于着火点、含炭量都很低，实际用作还原剂的可能微乎其微。此项目生产每年需要木片及松果球等约6000吨，黎平县森林资源极为丰富，全县森林覆盖率达74，木片及松果球当地采购即可满足生产。炭质原料中的杂质主要是灰分，全部由氧化物组成。灰分中的氧化物也要被还原，既要消耗电能，又要消耗炭，而且被还原的杂质仍然混入硅液中，降低了硅的纯

52、度。在生产实践中，炉料中每增加1的灰分，就多耗电100120kwh，因此，灰分含量愈少愈好。（三）电极电极工业硅生产中主要的消耗材料之一。化学用硅冶炼采用电极，一般采用石墨电极和炭素电极，目前国内主要采用石墨电极。工业硅冶炼对电极的要求是：1、 导电性好、电阻率小，以减少电能损失； 2、 熔点要高，热膨胀系数要小，不易变形;3、 高温时有足够的机械强度，杂质含量低。此项目生产用电极采用碳素电极，规格为1020。按照设计产量每年需要2000吨左右，主要从河北、山西、河南采购。现连发冶炼有限公司在湖南怀化投资兴建了一个碳素电极厂，大大减少了运输成本。（四）稻草、谷壳此项目生产每年需要稻草及谷壳约4

53、50吨，当地稻草和谷壳极为丰富，可以满足生产需求5.1.3.3 主要原材料、燃料、动力消耗指标表54 各品级单位产品生产消耗指标表（XX/t）项目55344133032202名称单位消耗消耗消耗消耗电炉电度11000111001120011500动力电、环保度800820820820电极kg100100110114硅石t2.82.93.13.1油焦kg9209509901精煤kg500530550550木片t0.250.260.30.3木炭kg25283030松果球t0250.250.280.35.2 主要设备方案5.2.1 主要设备选型1、电炉变压器电炉变压器是工业硅冶炼生产中的主要设备，本

54、项目根据原有厂房结构，拟选用三相变压器一台。变压器主要参数见表55。表55 变压器主要参数表序号项目名称参数要求备注1额定容量KVA125000（要求长期稳定超载30，短时超载60）三相变压器2一次侧电压35KV3二次侧电压120196V（其中120164V恒电流，164196V恒功率）4档位及级差19档，164186V调压级差3V5二次电流50500A最大 2、冶炼电炉电炉采用固定三角圆边型，电炉属于非标自制，电炉主要参数如下：炉壳外径：8000mm炉膛直径：6000mm炉膛深度：2500mm电极极心圆：2650100mm电极根数：3根电极直径：1020电极材质：碳素电极单根电极配备铜瓦数量

55、：8块3、烟罩本项目拟采用耐热混凝土结构矮烟罩。矮烟罩的制造采用碳钢板制造，生产时电极上的大电流穿过烟罩，形成极大的磁抗和电涡流，造成生产能耗增加；采用不锈钢材料制造。目前，市场不锈钢售价高达2万多元每吨，制造成本极高。12500KVA工业硅炉仅烟罩造价就需5560万元左右。采用耐热混凝土材料制造烟罩，一方面由于未使用碳钢材料，避免了烟罩产生感抗和磁场电涡流；另一方面，由于大量使用混凝土，仅使用少量的不锈钢材料，使之制造成本大幅度降低，一台12500KVA工业硅炉烟罩约需60万元左右。目前，耐热混凝土技术在冶炼行业使用已经比较成熟，已广泛使用在黄磷冶炼炉和硅锰冶炼炉上。所以，本项目拟采取耐热混

56、凝土结构烟罩是可行的。4、电极升降设备本项目电极升降设备拟选用电极提升机。目前国内的电极升降设备主要有电极升降器（螺纹丝杆结构）、电极提升机和（卷扬机型结构）、液压升降机三种。电极升降器：电极升降器结构紧凑，体积小、设备占用场地少，易于安装。目前国内生产的电极升降器最大的为700，可用于600的电极使用，况且电极升降器的丝杆、涡轮极易损坏，故障率较高，维修成本高。此类设备主要用于工业黄磷炉。电极提升机：电极提升级结构与卷扬机相似，结构简单，性能稳定，维修方便。此类设备目前已广泛应用于铁合金冶炼炉，工业硅行业工人对此设备的操作及维修均极为熟练。液压升降机：液压升降机结构复杂，系统综合性强，性能稳

57、定，易于调控，运行噪音小。但要求工人技术水平（主要是检修工）高，并且造价高、其他辅助设施较多、工作环境要求极为严格。目前此类设备主要用于自动化较高、工作环境较好的系统工程。所以，本项目本着经济适用的原则，拟用电极提升极是符合生产实际情况、是可行的。5、电极抱紧装置本项目拟选用的电极抱紧装置为10T半机械抱紧装置。目前国内电极抱紧装置主要有螺纹抱紧装置、半机械抱紧装置、机械抱紧装置、液（气）压抱紧装置四种。螺纹抱紧装置：螺纹抱紧装置是采用双头螺栓（也有使用六角螺栓的）直接锁紧电极。此种装置结构简单、造价低，但是劳动强度大、性能不稳定，尤其是大电极。目前此类装置已广泛应用于铁合金行业，尤其是800

58、0KVA容量以下的铁合金冶炼炉。半机械抱紧装置：半机械抱紧装置是采用螺纹千斤顶作为压力装置而抱紧电极。此种装置结构简单、造价低、操作方便、且维修费用低。此类设备现已广泛应用于工业黄磷炉。机械抱紧装置：机械抱紧装置是采用减速机构驱动压力弹簧从而达到抱紧电极的目的。此种装置结构复杂、安装较难、操作简单、机械故障较多、造价相应较高。目前，此类设备主要是在采用自焙电极的铁合金炉上使用。液（气）压抱紧装置：液（气）压抱紧装置是采用液（气）压机构驱动压力弹簧从而达到抱紧电极的目的。此种装置结构复杂、操作简单、故障较多、造价较高。此类设备有少数采用自焙电极的铁合金企业使用，技术尚不成熟。所以，本项目拟用半机械电