三相多根挤压石墨电极工业硅电炉送电冶炼方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种三相多根挤压石墨电极工业硅电炉送电冶炼方法及系统，变压器二次侧三相接线端的每一相分为至少两根相互并联的电极接线端，每一所述电极接线端分别与一柱高品质挤压石墨电极连接；所有的所述高品质挤压石墨电极从工业硅电炉的炉盖顶部穿进炉内，相邻的所述高品质挤压石墨电极不同相，三根不同相的所述高品质挤压石墨电极采用等边三角形均匀分布设置；三相多根所述高品质挤压石墨电极在炉内合理布局输电做功，通电截面增大，大容量生产容易使冶炼炉内的高温熔化区和还原反应生产硅液的区域得到扩大，多根电极下熔炼坩埚，覆盖区相互交叉重叠贯通，沉渣易于随硅水排出，不易造成长炉底和避免烘干电炉，极大节约电能和电极消耗。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及一种石墨电极应用大容量工业硅埋弧炉冶炼方法，特别是涉及一种三相多根挤压石墨电极工业硅电炉送电冶炼方法及系统。
技术介绍
：目前，国内外工业硅电炉生产多采用三相三根电极生产。过去由于挤压优质大规格φ600～φ800mm石墨电极因工艺技术复杂造成价格昂贵，而低档和振动石墨电极无法适应高效率、大容量工业硅上生产，只有采用低端大直径炭素电极φ1020～φ1400mm应用在高效率、大容量12500KVA～33000KVA工业硅电炉上。现在国内采用30MN以上大型挤压机、大型LWG串接石墨化和机加工系统生产得高品质φ600～φ800mm石墨电极技术已不受限制，且价格适中。该种电极相对于其它电极所具有结构均匀、导电性好、高密高强、承受电流密度高、低灰分等性能优点。若能采用三相六根或三相多根挤压φ600～φ800mm高品质挤压石墨电极在大型工业硅炉上应用，不但会彻底杜绝因产品质量产生的折断、开裂、掉块、氧化等安全责任事故，也能满足工业硅冶炼向大容量、高效低能耗、节能减排方向发展。
技术实现思路
：本专利技术所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种设计合理、通电截面增大、极大节约电能和电极消耗、导电性能好且安全性高的三相多根挤压石墨电极工业硅电炉送电冶炼方法及系统。本专利技术的技术方案是：一种三相多根挤压石墨电极工业硅电炉送电冶炼方法，包括以下步骤：a、将变压器二次侧三相接线端的每一相分为至少两根相互并联的电极接线端，每一所述电极接线端分别与一柱高品质挤压石墨电极连接；或者，将变压器二次侧三相接线端相同极性的分为至少两组，每一组分别与一柱高品质挤压石墨电极连接；b、根据工业硅电炉的容量选择所述高品质挤压石墨电极的直径和数量，将所有的所述高品质挤压石墨电极从工业硅电炉的炉盖顶部穿进炉内，并且，相邻的所述高品质挤压石墨电极不同相，三根不同相的所述高品质挤压石墨电极采用等边三角形均匀分布设置；c、三相多根所述高品质挤压石墨电极在炉内合理布局输电做功，通电截面增大，大容量生产容易使冶炼炉内的高温熔化区和还原反应生产硅液的区域得到扩大，多根电极下熔炼坩埚，覆盖区相互交叉重叠贯通，沉渣易于随硅水排出，不易造成长炉底现象和避免烧干电炉，能极大节约电能和电极消耗。所述高品质挤压石墨电极采用整套大规格超高功率石墨电极制造工艺系统加工而成，其关键工艺点是精选原料、压型工艺和石墨化工艺，所述压型工艺采用四段式干料加热、混捏、凉料、均温工艺系统再进入到30MN以上挤压机工序进行挤压生产；所述石墨化工艺采用送电电流密度≥30A/cm2的大型LWG串接石墨化生产方法。所述高品质挤压石墨电极GHP-Ⅰ的产品技术指标为：电阻率7～9µΩ·m，体积密度1.62～1.70 g/cm3，抗折强度6～9 MPa，弹性模量6～10 GPa，热膨胀系数CTE（0～600℃）1.5～2.4×10-6/℃，灰分≤0.3%，允许电流密度＜12 A/cm2；或者，所述高品质挤压石墨电极GHP-Ⅱ的产品技术指标为：电阻率5～7µΩ·m，体积密度1.70～1.77 g/cm3，抗折强度9～14 MPa，弹性模量8～14 GPa，热膨胀系数CTE（0～600℃）1.2～2.0×10-6/℃，灰分≤0.15%，允许电流密度＜20 A/cm2；所述工业硅电炉容量为40000～60000KVA时，所述高品质挤压石墨电极的直径为Φ600～φ800mm且数量为9根；所述工业硅电炉容量为30000～40000KVA时，所述高品质挤压石墨电极的直径为Φ700～φ800mm且数量为6根；所述工业硅电炉容量为15000～30000KVA时，所述高品质挤压石墨电极的直径为Φ600～φ700mm且数量为6根。所述变压器二次侧三相接线端的每一相分为两根、三根、四根或五根相互并联的电极接线端，所述工业硅电炉的炉内形状是圆形、四边形或边数大于四的多边形。三相六根石墨电极分别位于两个大小不同的正三角形的顶点上，并且，小的正三角形的顶点位于大的正三角形的三边中点上，或者，三相六根石墨电极沿圆周均布且间位于两个正三角形的顶点上；三相九根石墨电极沿圆周均布且间位于三个正三角形的顶点上，或者，三相九根石墨电极采用两个相互交接的等圆设置，其中一个圆上均布有六个石墨电极；三相十二根石墨电极采用三个相互交接的等圆设置，每一个圆上均布有六个石墨电极。一种三相多根挤压石墨电极工业硅电炉送电冶炼系统，包括工业硅电炉，所述工业硅电炉上设置有炉盖，变压器二次侧三相接线端的每一相分为至少两根相互并联的电极接线端，每一所述电极接线端分别与一柱高品质挤压石墨电极连接；或者，将变压器二次侧三相接线端相同极性的分为至少两组，每一组分别与一柱高品质挤压石墨电极连接；根据工业硅电炉的容量选择所述高品质挤压石墨电极的直径和数量，所有的所述高品质挤压石墨电极从工业硅电炉的炉盖顶部穿进炉内，并且，相邻的所述高品质挤压石墨电极不同相，三根不同相的所述高品质挤压石墨电极采用等边三角形均匀分布设置；三相多根所述高品质挤压石墨电极在炉内合理布局输电做功，通电截面增大，大容量生产容易使冶炼炉内的高温熔化区和还原反应生产硅液的区域得到扩大，多根电极下熔炼坩埚，覆盖区相互交叉重叠贯通，沉渣易于随硅水排出，不易造成长炉底现象和避免烧干电炉，能极大节约电能和电极消耗。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术由于采用多根高品质挤压石墨电极的电炉送电结构，通电截面增大，大容量生产容易使冶炼炉内的高温熔化区和还原反应生产硅液的区域得到扩大，多根电极下熔炼坩埚，覆盖区相互交叉重叠贯通，沉渣易于随硅水排出，不易造成长炉底现象和避免烧干电炉，能极大节约电能和电极消耗，并保护电炉在较长时间内稳定、高产、低耗，大幅度提高经济效益。2、本专利技术因采用高品质挤压石墨电极，其优良性能优点可避免产品质量责任事故，进行安全生产，且能按客户要求精选超低灰分原料制造石墨电极来冶炼元素级高品位工业硅。3、本专利技术高品质挤压石墨电极采用整套大规格超高功率石墨电极制造工艺系统加工而成，其关键工艺点：精选原料、压型工艺和石墨化工艺。压型工艺采用四段式干料加热、混捏、凉料、均温工艺系统再进入到30MN以上挤压机工序进行挤压生产；石墨化工艺采用送电电流密度≥30A/cm2的大型LWG串接石墨化生产方法，因而高品质挤压石墨电极相对于其它电极所具有结构均匀、导电性好、高密高强、承受电流密度高、低灰分等性能优点。4、本专利技术根据工业硅电炉容量来选择高品质挤压石墨电极的直径和数量，既能充分利用高品质挤压石墨电极的功效，又能节约能耗。5、本专利技术采用三相六根或三相多根挤压φ600～φ800mm高品质挤压石墨电极在大型工业硅电炉上应用，不但会彻底杜绝因产品质量产生的折断、开裂、掉块、氧化等安全责任事故，也能满足工业硅冶炼向大容量、高效低能耗、节能减排方向发展，其适用范围广，易于推广实施，经济效益明显。附图说明：图1为本专利技术三相六根挤压大规格石墨电极平面布置结构图之一；图2为本专利技术三相六根挤压大规格石墨电极平面布置结构图之二；图3为本专利技术三相九根挤压大规格石墨电极平面布置结构图之一；图4为本专利技术三相九根挤压大规格石墨电极平面布置结构图之二；图5为本专利技术三相十二根挤压大规格石墨电极平面布置结构图。具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三相多根挤压石墨电极工业硅电炉送电冶炼方法，包括以下步骤：a、将变压器二次侧三相接线端的每一相分为至少两根相互并联的电极接线端，每一所述电极接线端分别与一柱高品质挤压石墨电极连接；或者，将变压器二次侧三相接线端相同极性的分为至少两组，每一组分别与一柱高品质挤压石墨电极连接；b、根据工业硅电炉的容量选择所述高品质挤压石墨电极的直径和数量，将所有的所述高品质挤压石墨电极从工业硅电炉的炉盖顶部穿进炉内，并且，相邻的所述高品质挤压石墨电极不同相，三根不同相的所述高品质挤压石墨电极采用等边三角形均匀分布设置；c、三相多根所述高品质挤压石墨电极在炉内合理布局输电做功，通电截面增大，大容量生产容易使冶炼炉内的高温熔化区和还原反应生产硅液的区域得到扩大，多根电极下熔炼坩埚，覆盖区相互交叉重叠贯通，沉渣易于随硅水排出，不易造成长炉底现象和避免烧干电炉，能极大节约电能和电极消耗。

【技术特征摘要】
1.一种三相多根挤压石墨电极工业硅电炉送电冶炼方法，包括以下步骤：a、将变压器二次侧三相接线端的每一相分为至少两根相互并联的电极接线端，每一所述电极接线端分别与一柱高品质挤压石墨电极连接；或者，将变压器二次侧三相接线端相同极性的分为至少两组，每一组分别与一柱高品质挤压石墨电极连接；b、根据工业硅电炉的容量选择所述高品质挤压石墨电极的直径和数量，将所有的所述高品质挤压石墨电极从工业硅电炉的炉盖顶部穿进炉内，并且，相邻的所述高品质挤压石墨电极不同相，三根不同相的所述高品质挤压石墨电极采用等边三角形均匀分布设置；c、三相多根所述高品质挤压石墨电极在炉内合理布局输电做功，通电截面增大，大容量生产容易使冶炼炉内的高温熔化区和还原反应生产硅液的区域得到扩大，多根电极下熔炼坩埚，覆盖区相互交叉重叠贯通，沉渣易于随硅水排出，不易造成长炉底现象和避免烧干电炉，能极大节约电能和电极消耗。2.根据权利要求1所述的三相多根挤压石墨电极工业硅电炉送电冶炼方法，其特征是：所述高品质挤压石墨电极采用整套大规格超高功率石墨电极制造工艺系统加工而成，其关键工艺点是精选原料、压型工艺和石墨化工艺，所述压型工艺采用四段式干料加热、混捏、凉料、均温工艺系统再进入到30MN以上挤压机工序进行挤压生产；所述石墨化工艺采用送电电流密度≥30A/cm2的大型LWG串接石墨化生产方法。3.根据权利要求1或2所述的三相多根挤压石墨电极工业硅电炉送电冶炼方法，其特征是：所述高品质挤压石墨电极GHP-Ⅰ的产品技术指标为：电阻率7～9µΩ·m，体积密度1.62～1.70 g/cm3，抗折强度6～9 MPa，弹性模量6～10 GPa，热膨胀系数CTE（0～600℃）1.5～2.4×10-6/℃，灰分≤0.3%，允许电流密度＜12 A/cm2；或者，所述高品质挤压石墨电极GHP-Ⅱ的产品技术指标为：电阻率5～7µΩ·m，体积密度1.70～1.77 g/cm3，抗折强度9～14 MPa，弹性模量8～14 GPa，热膨胀系数CTE（0～600℃）1.2～2.0×10-6/℃，灰分≤0.15%，允许电流密度＜20 A/cm2；所述工业硅电炉容量为40000～60000KVA时，所述高品质挤压石墨电极的直径为Φ600～φ800mm且数量为9根；所述工业硅电炉容量为30000～40000KVA时，所述高品质挤压石墨电极的直径为Φ700～φ800mm且数量为6根；所述工业硅电炉容量为15000～30000KVA时，所述高品质挤压石墨电极的直径为Φ600～φ700mm且数量为6根。4.根据权利要求1所述的三相多根挤压石墨电极工业硅电炉送电冶炼方法，其特征是：所述变压器二次侧三相接线端的每一相分为两根、三根、四根或五根相互并联的电极接线端，所述工业硅电炉的炉内形状是圆形、四边形或边数大于四的多边形。5.根据权利要求4所述的三相多根挤压石墨电极工业硅电炉送电冶炼方法，其特征是：三相六根石墨电极分别位于两个大小不同的正三角形的顶点上，并且，小的正三角形的顶点位于大的正三角形的三边中点上，或者，三相六根石墨电极沿圆周均布且间位于两个正三角形的顶点上；三相九根石墨电极沿圆周均布且间位于三个正三角形的顶点上，或者，三相九根石墨电极采用两个相互交接的等圆设置，其中一个圆上均布有六个石墨电极；三相十二根石墨电极采用三个相互交接的等圆设置，每一个圆上均布有六个石墨电极。6.一种三相...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯建国，丁洁彬，
申请(专利权)人：冯建国，丁洁彬，
类型：发明
国别省市：河南;41