最新工业硅电炉生产和word版本
12500KVA工业硅矿热炉的设计说明
第五章工业硅冶炼能源节约技术的研究5.1概述能源安全已构成我国整体战略安全的一个极大隐患，成为经济社会发展的瓶颈。
我国人均煤炭、石油、天然气资源量仅为世界平均水平的60％、10％和5％。
目前，我国已成为世界第二大能源消费国和第二大石油消费国，能源供应紧局面日趋严重[81]。
与此同时，我国也存在严重能源利用效率低的问题。
近年来的快速增长在很大程度上是靠消耗大量物质资源实现的。
我国单位产出的能耗和资源消耗水平明显高于国际先进水平，如火电供煤消耗高达22.5％，吨钢可比能耗高21％，水泥综合能耗高达45％。
据测算，我国每创造一美元GDP所消耗的能源是美国的4.3倍，是日本的11.5倍。
能源利用率仅为美国的26.9％，日本的11.5％[82]。
因此，提高能源使用效率是在能源总量不变条件成为中国发展中的刻不容缓的任务。
工业硅生产是高能耗行业，平均每吨工业硅需要消耗13000KWh电以上，全国年产100万吨工业硅需要13亿KWh以上。
而国外先进水平吨硅消耗量为11000KWh，我国工业硅电耗比国外先进水平高10—20%，能源节约潜力仍很大（预计年节约0.2亿KWh，相当0.1亿元）。
另外，国外先进水平也不是最理想的能耗水平，我国如能在国外先进水平基础上再配以精工细作，吨硅消耗量应该在10000—11000KWh间。
我国工业硅生产能源消耗高主要是因为设计上不合理、控制水平与管理水平不高。
设计上不合理体现在我国普遍使用的是6300KV A左右的小炉型（散热大、产量低）、炉型设计上为隔热措施不严密、电路设计不合理、极心圆尺寸大小不合理等许多细节方面。
控制水平不高体现在人工操作围大、炉况稳定性差、造成因调整炉况波动费时较长而使得非生产性能耗损失大。
管理水平不高体现在管理上不严、制度不健全、操作细节缺乏，造成物资或能源上的消耗浪费。
目前工业硅生产中能源节约途径主要有：1）炉型的大型化方向；2）炉型的密闭化方向；3）余热利用化方向；4）提高炉子电效率措施如改进短网结构设计、改善变压器性能、改善电参数、采用低频电源等；5）提高炉子热效率；6）改变炉反应机制；7）改变原料性能方向；8）采用自动控制方向；9）管理制度建设方向。
工业硅生产实用技术手册
工业硅生产实用技术手册一、前言工业硅是一种重要的无机材料，广泛应用于电子、光伏、化工等领域。
随着技术的不断发展和工业的增长，对工业硅的需求也在不断增加。
掌握工业硅的生产实用技术对于提高生产效率、降低生产成本具有重要意义。
本手册从工业硅生产的基本原理、工艺流程、设备技术等方面，对工业硅的生产实用技术进行了系统整理和归纳，旨在帮助相关工作者更好地掌握工业硅生产的关键技术，提高生产效率，确保产品质量。
二、工业硅的生产原理工业硅主要通过冶炼石英矿石或冶炼硅矿的方式来生产。
石英矿石主要是SiO2，硅矿则含有SiO2、Fe2O3等杂质。
冶炼的基本原理是通过高温还原反应将石英矿石或硅矿中的二氧化硅还原为金属硅。
三、工业硅生产的工艺流程1. 原料准备：石英矿石或硅矿是工业硅生产的原料，其品质直接影响硅的输出品质。
在准备原料时，需要对原料进行破碎、粉碎和洗选，以确保原料的纯度和适宜颗粒大小。
2. 炉料配比：根据原料的化学成分和含量，需进行合理的配比设计，以保证炉料中硅的含量和熔点的控制。
3. 熔炼过程：将炉料装入电炉或火炉中，通过高温加热和还原反应，使原料中的二氧化硅还原为金属硅。
在熔炼过程中，需要严格控制炉温、炉料温度和还原气氛，以确保反应的进行和硅的产出。
4. 精炼处理：熔炼后的硅块中还含有杂质，需进行精炼处理，如湿法精炼、真空精炼等，以提高硅的纯度。
5. 成品包装：经过精炼处理后的硅块成为成品硅，需要根据客户的要求进行包装，以便运输和使用。
四、工业硅生产的设备技术1. 熔炼炉：对于工业硅的生产，常见的熔炼炉有电弧炉、电阻炉、电石炉等。
这些炉具有不同的优缺点，选择合适的炉型对于提高生产效率和产品质量具有重要意义。
2. 炉料搅拌技术：为了保证炉料的均匀性和还原反应的进行，需利用搅拌技术对炉料进行搅拌和混合，以确保原料的均匀性和反应的进行。
3. 控温控气技术：熔炼过程需要严格的温度控制和还原气氛控制，因此需要利用先进的控温控气技术，如自动化控制系统、气氛监测系统等。
工业硅生产工艺流程图(推荐文档)
生产工艺流程图工业硅生产是在矿热炉内采用连续作业法进行冶炼的，采用全木炭Charcoal冶炼为其主要的生产工艺。
硅石木炭石油焦煤
破碎筛粉破碎
筛粉
(8～80㎜) (5～100㎜) (0～30㎜) (6～10㎜)
入库
挑渣
筛粉
合格粒度硅块
(6～200㎜)
称量包装
入库、
将原料硅石经过洗选、筛分并干燥后，根据所用还原剂的种类，分别按不同的比例配料，用计算机程序控制各料比例，分别从料仓汇集到一条皮带上，通过送料过程进行混匀，进入电炉内；自动化程度高和规模化的加料过程是连续进行的。
在电极上通往电流，加热颅内的物料，达到1800摄氏度以上的高温，硅在颅内被还原出来，并呈液态，通过出硅口放出并铸成硅锭，经过破碎、包装成工业硅粉销售。
工业硅电炉生产和管理说课材料
工业硅电炉生产和管理引用】工业硅电炉设计、生产管理专家—朱尔明2011-12-19 18:23:34| 分类：默认分类 | 标签： |字号大中小订阅本文引用自程士宝《工业硅电炉设计、生产管理专家—朱尔明》9000—15000KVA工业硅电炉主体设备设计和生产技术管理朱尔明“人类社会的进化和发展一般是以材料为标志，即石器时代、青铜器时代、铁器时代。
但随着社会发展和科学的进步，半导体特别是硅的发现和应用使我们的生存条件、社会及生活发生了革命性变化，甚至超过了以前所有材料时代所发生变化的总和，这就是‘硅时代’。
我们生活在‘硅时代’仅仅只有半个世纪”。
生活中我们的手机、电视机、电脑、数码产品，乘坐的飞机、汽车、轮船，航空领域的卫星、飞船、火箭等等，都与硅有关，还有当前炙手可热的材料名词如光伏材料、单晶硅、多晶硅、硅橡胶、硅油、硅树脂、硅铝合金等等随处可见、不绝于耳。
这些与硅有关的材料实际都离不开基础材料?——工业硅（金属硅）。
工业硅从实验室研究到规模化生产,是从1938年苏联建成世界第一台2000KVA单相单电极电炉工业硅工厂开始的。
随后法国、日本、加拿大、美国、挪威和巴西等都相继建设了工业硅厂。
中国工业硅生产始于1957年的抚顺铝厂。
70年代中期又在贵州遵义和青海民和建设工业硅厂。
到1989年底，工业硅电炉总装机容量已达数十万kVA，最大工业硅厂年产能力为1万t。
90年代后期国内开始大量建设6300KVA工业硅炉，进入2000年后建设8000—10000KVA的，最近3年开始大量建设12500—16500KVA的，有几个规模大的硅企业比如云南永昌、河南昇阳分别引进德马克和南非技术，建设了容量为25000KVA和39000KVA的工业硅电炉。
纵观国内，虽然工业硅设备技术和生产水平得到了很大促进和发展，但是工业硅行业的总体设计技术和工艺管理水平依然参差不齐，认识上也有很大区别。
这也是为什么在同一个地方，有的厂的设备运行非常正常、各项指标好，而另一个厂的设备运行状况和各项指标很不理想的关键原因所在。
(完整word版)硅的提纯工艺
高纯硅的制备一般首先由硅石（SiO2）制得工业硅（粗硅），再制成高纯的多晶硅，最后拉制成半导体材料硅单晶。
工业上是用硅石（SiO2）和焦炭以一定比例混合，在电炉中加热至1600~1800℃而制得纯度为95%~99%的粗硅，其反应如下：SiO2+2C=Si+2CO粗硅中一般含有铁、铝、碳、硼、磷、铜等杂质，这些杂质多以硅化构成硅酸盐的形式存在，为了进一步提高工业粗硅的纯度，可采用酸浸洗法，使杂质大部分溶解（有少数的碳化硅不溶）。
其生产工艺过程是：将粗硅粉碎后，依次用盐酸、王水、（HF+H2SO4）混合酸处理，最后用蒸馏水洗至中性，烘干后可得含量为99.9%的工业粗硅。
高纯多晶硅的制备方法很多，据布完全统计有十几种，但所有的方法都是从工业硅（或称硅铁，因为含铁较多）开始，首先制取既易提纯又易分解（即还原）的含硅的中间化合物如SiCl4、SiHCl3、SiH4等，再使这些中间化合物提纯、分解或还原成高纯度的多晶硅目前我国制备高纯硅多晶硅主要采用三氯氢硅氢还原法、硅烷热解法和四氯化硅氢还原法。
一般说来，由于三氯氢硅还原法具有一定优点，目前比较广泛的被应用。
此外，由于SiH4具有易提纯的特点，因此硅烷热分解法是制备高纯硅的很有发展潜力的方法。
下面我们就分别介绍上述三种方法制备高纯硅的化学原理。
1. 三氯氢硅还原法（1）三氯氢硅的合成第一步：由硅石制取粗硅硅石（SiO2）和适量的焦炭混合，并在电炉内加热至1600~1800℃可制得纯度为95%~99%的粗硅。
其反应式如下：SiO2+3C=SiC+2CO（g）↑2SiC+SiO2=3Si+2CO（g）↑总反应式：SiO2+2C=Si+2CO（g）↑生成的硅由电炉底部放出，浇铸成锭。
用此法生产的粗硅经酸处理后，其纯度可达到99.9%。
第二步：三氯氢硅的合成三氯氢硅是由干燥的氯化氢气体和粗硅粉在合成炉中（250℃）进行合成的。
其主要反应式如下：Si+3HCl=SiHCl3+H2（g）（2）三氯氢硅的提纯由合成炉中得到的三氯氢硅往往混有硼、磷、砷、铝等杂质，并且它们是有害杂质，对单晶硅质量影响极大，必须设法除去。
(生产管理知识)我国的工业硅(金属硅)生产和对外贸易及硅业的发展
矮烟罩电炉，增设了余热锅炉，并引进了氧化硅微粉增密设备。20 世纪末以来，我国新建的 6300kVA、7500kVA、8000kVA、9000kVA、10000kVA、25000kVA 等容量的工业硅炉，大都配有 袋式除尘的烟气净化设备，有的从国外引进，有的采用本国技术。 (6)对外技术合作与输出 我国的工业硅生产，是上世纪 50 年代，在当时的苏联帮助下开始的。从上世纪 70 年代，我 国开始对外技术输出，在 70 年代中后期，我国援助罗马尼亚，在该国先后建成投产 2 台 6300kVA 工业硅炉。20 世纪末以来，我国在菲律宾和哈萨克斯坦等又援助建设了 10000kVA 及以上容量的工业硅炉。近年来法国、俄罗斯、澳大利亚、美国等国的工业硅专家都到我国 工业硅行业作过技术考察和交流。广泛的技术交流与合作，有助于我国工业硅生产的持续健 康发展。 2.我国的工业硅贸易 2.1 出口量迅速增长 我国的工业硅从 1980 年开始出口，当年只出口到日本 183t。1980 年以后，我国的工业硅出 口量迅速增长，到 80 年代末年出口量达到 10 万 t 以上。其中对日本的出口量已超过 7 万 t。 90 年代末，我国的工业硅出口量已达到 20 万 t。2004 年我国的工业硅出口量达到 54.51 万 t。2005 年出口量为 53.61 万 t。2006 年达到 61.35 万 t，比 2005 年增长 14.5%，2007 年进 一步增长到 69.85 万 t，比 2006 年增长了 13.8%。2007 年与 2001 年相比，增长了 1.16 倍。 图 1 示出 2001～2007 年我国工业硅出口量的变化趋势。 进入 21 世纪以来，我国的工业硅一直出口到近 60 个国家和地区。2007 年我国出口工业硅万 t 以上的国家和地区就有 14 个，它们分别是：日本(22.48 万 t)、香港特区(9.28 万 t)。韩 国(6.04 万 t)、英国(3.86 万 t)、泰国(3.74 万 t)、印度(3.44 万 t)、加拿大(3.11 万 t)、 荷兰(3.11 万 t)、德国(2.28 万 t)、挪威(1.72 万 t)、俄罗斯(1.52 万 t)、澳大利亚(1.37 万 t)、墨西哥(1.31 万 t)、台湾省(1.13 万 t)。图 2 示出 2007 年中国工业硅出口到世界各 个国家和地区的分布情况。 表 1 列出 2001～2007 年我国工业硅出口量、平均离岸价和出口的国家和地区数。 表 12001～2007 年我国工业硅出口量、平均离岸价和出口的国家和地区数年份 出口 出口量(万 t)32.2433.7447.9054.5153.6161.3569.85 平均价(美元/t) 出口的国家(地区)数 955 2.2 产品品种增多 90 年代中期以来，随着我国工业硅精炼方法的不断改进和提高，我国工业硅出口产品品种也 在不断增多。90 年代中期以前，我国出口的工业硅主要是冶金用硅这一个品种，现在已能大 量出口用于有机硅和半导体材料以及电子行业等多方面需要的多个品种的化学用硅。上世纪 90 年代中期，巴西对日本工业硅年出口量在 4 万 t 左右，是我国在日本市场上的主要竞争者。 近几年，巴西对日本工业硅的年出口量，已不足于 1 万 t。这主要是我国对日本出口化学用 硅迅速增加的结果。 2.3 出口价格和效益亟待提高 上世纪 90 年代初以来，欧盟和美国一直对我国的工业硅征收高额反倾销税。这不仅使我国 的工业硅进入欧盟和美国市场严重受限，还为日本压低我国工业硅的进口价格创造了条件。 出口的工业硅一直低于国际市场正常价，特别是对日本出口的工业硅，每吨都比日本市场正 常价低 150 美元～300 美元或更多。进入 21 世纪以来，我国出口工业硅的售价有所提高，但 仍比国际市场正常价低。表 2 列出 2001 年以来美国、日本、欧盟的现货进口价和我国出口 工业硅的平均离岸价。
工业硅电炉生产和管理
引用】工业硅电炉设计、生产管理专家—朱尔明2011-12-19 18:23:34| 分类：默认分类 | 标签： |字号大中小订阅本文引用自程士宝《工业硅电炉设计、生产管理专家—朱尔明》9000—15000KVA工业硅电炉主体设备设计和生产技术管理朱尔明“人类社会的进化和发展一般是以材料为标志，即石器时代、青铜器时代、铁器时代。
但随着社会发展和科学的进步，半导体特别是硅的发现和应用使我们的生存条件、社会及生活发生了革命性变化，甚至超过了以前所有材料时代所发生变化的总和，这就是‘硅时代’。
我们生活在‘硅时代’仅仅只有半个世纪”。
生活中我们的手机、电视机、电脑、数码产品，乘坐的飞机、汽车、轮船，航空领域的卫星、飞船、火箭等等，都与硅有关，还有当前炙手可热的材料名词如光伏材料、单晶硅、多晶硅、硅橡胶、硅油、硅树脂、硅铝合金等等随处可见、不绝于耳。
这些与硅有关的材料实际都离不开基础材料?——工业硅（金属硅）。
工业硅从实验室研究到规模化生产,是从1938年联建成世界第一台2000KVA 单相单电极电炉工业硅工厂开始的。
随后法国、日本、加拿大、美国、挪威和巴西等都相继建设了工业硅厂。
中国工业硅生产始于1957年的铝厂。
70年代中期又在和民和建设工业硅厂。
到1989年底，工业硅电炉总装机容量已达数十万kVA，最大工业硅厂年产能力为1万t。
90年代后期国开始大量建设6300KVA工业硅炉，进入2000年后建设8000—10000KVA的，最近3年开始大量建设12500—16500KVA的，有几个规模大的硅企业比如永昌、昇阳分别引进德马克和南非技术，建设了容量为25000KVA 和39000KVA的工业硅电炉。
纵观国，虽然工业硅设备技术和生产水平得到了很大促进和发展，但是工业硅行业的总体设计技术和工艺管理水平依然参差不齐，认识上也有很大区别。
这也是为什么在同一个地方，有的厂的设备运行非常正常、各项指标好，而另一个厂的设备运行状况和各项指标很不理想的关键原因所在。
工业硅电炉生产和管理
引用】工业硅电炉设计、生产管理专家—朱尔明2011-12-19 18:23:34| 分类：默认分类| 标签：|字号大中小订阅本文引用自程士宝《工业硅电炉设计、生产管理专家—朱尔明》9000—15000KVA工业硅电炉主体设备设计和生产技术管理朱尔明“人类社会的进化和发展一般是以材料为标志，即石器时代、青铜器时代、铁器时代。
但随着社会发展和科学的进步，半导体特别是硅的发现和应用使我们的生存条件、社会及生活发生了革命性变化，甚至超过了以前所有材料时代所发生变化的总和，这就是‘硅时代’。
我们生活在‘硅时代’仅仅只有半个世纪”。
生活中我们的手机、电视机、电脑、数码产品，乘坐的飞机、汽车、轮船，航空领域的卫星、飞船、火箭等等，都与硅有关，还有当前炙手可热的材料名词如光伏材料、单晶硅、多晶硅、硅橡胶、硅油、硅树脂、硅铝合金等等随处可见、不绝于耳。
这些与硅有关的材料实际都离不开基础材料?——工业硅（金属硅）。
工业硅从实验室研究到规模化生产,是从1938年苏联建成世界第一台2000KVA单相单电极电炉工业硅工厂开始的。
随后法国、日本、加拿大、美国、挪威和巴西等都相继建设了工业硅厂。
中国工业硅生产始于1957年的抚顺铝厂。
70年代中期又在贵州遵义和青海民和建设工业硅厂。
到1989年底，工业硅电炉总装机容量已达数十万kVA，最大工业硅厂年产能力为1万t。
90年代后期国内开始大量建设6300KVA工业硅炉，进入2000年后建设8000—10000KVA的，最近3年开始大量建设12500—16500KVA的，有几个规模大的硅企业比如云南永昌、河南昇阳分别引进德马克和南非技术，建设了容量为25000KVA和39000KVA的工业硅电炉。
纵观国内，虽然工业硅设备技术和生产水平得到了很大促进和发展，但是工业硅行业的总体设计技术和工艺管理水平依然参差不齐，认识上也有很大区别。
这也是为什么在同一个地方，有的厂的设备运行非常正常、各项指标好，而另一个厂的设备运行状况和各项指标很不理想的关键原因所在。
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但随着社会发展和科学的进步，半导体特别是硅的发现和应用使我们的生存条件、社会及生活发生了革命性变化，甚至超过了以前所有材料时代所发生变化的总和，这就是‘硅时代’。
我们生活在‘硅时代’仅仅只有半个世纪”。
生活中我们的手机、电视机、电脑、数码产品，乘坐的飞机、汽车、轮船，航空领域的卫星、飞船、火箭等等，都与硅有关，还有当前炙手可热的材料名词如光伏材料、单晶硅、多晶硅、硅橡胶、硅油、硅树脂、硅铝合金等等随处可见、不绝于耳。
这些与硅有关的材料实际都离不开基础材料?——工业硅（金属硅）。
工业硅从实验室研究到规模化生产,是从1938年苏联建成世界第一台2000KVA单相单电极电炉工业硅工厂开始的。
随后法国、日本、加拿大、美国、挪威和巴西等都相继建设了工业硅厂。
中国工业硅生产始于1957年的抚顺铝厂。
70年代中期又在贵州遵义和青海民和建设工业硅厂。
到1989年底，工业硅电炉总装机容量已达数十万kVA，最大工业硅厂年产能力为1万t。
90年代后期国内开始大量建设6300KVA工业硅炉，进入2000年后建设8000—10000KVA的，最近3年开始大量建设12500—16500KVA的，有几个规模大的硅企业比如云南永昌、河南昇阳分别引进德马克和南非技术，建设了容量为25000KVA和39000KVA的工业硅电炉。
纵观国内，虽然工业硅设备技术和生产水平得到了很大促进和发展，但是工业硅行业的总体设计技术和工艺管理水平依然参差不齐，认识上也有很大区别。
这也是为什么在同一个地方，有的厂的设备运行非常正常、各项指标好，而另一个厂的设备运行状况和各项指标很不理想的关键原因所在。
工业硅行业有句俗语：“原料是基础，设备是条件，操作是关键，管理是保障。
”下面我就比较普遍的9000—15000KVA工业硅炉设备、原料、操作、管理4个方面的一些认识和体会，从设计和生产管理的角度与大家探讨学习，相互交流提高，为中国硅业蓬勃发展而努力。
一、9000—15000KVA工业硅炉的合理设计任何一种材料的制取都离不开设备，工业硅也不例外。
“工欲善其事，必先利其器。
” 2009年初，我们通过对9000KVA以上的硅炉的故障问题和操作特点作了大量数据的收集梳理、总结分析，结合多年设计和生产管理经验，对以往的设计和理念做了重大调整改进和提炼。
对新设计和改造的硅炉，在细节上下功夫，使设备故障率小于1%，保证长期稳定运行，为稳产高产、节能降耗创造条件。
1、厂房的合理设计重点是保证捣炉机工作时伸缩、旋转自如、空间大；全方位加料无死角；出炉口宽敞不设立柱；液压系统所有元件远离高温区；电极库房（我们一般设在冶炼跨三楼平台）、浇铸车间、精整破碎包装车间、成品库独立分开。
厂房布置有两种形式：①如果电极采用倒三角布置，则选用单台三相变压器，尽量靠近炉体但又与高温烟气隔离，可以做到短网最短，而且基本对称，减少强弱相。
主厂房较低，总体投资较省。
（见图1）图1 工业硅三相变压器厂房立面图②如果采用三台单相变压器布置，则多一楼层，主厂房增高。
整体投资较高。
（见图2）2、炉衬高温区采用自焙碳砖与半石墨化碳砖结合的方式，外围用高铝砖、粘土砖、轻质保温砖，炉孔采用全石墨砖或半石墨质—半碳化硅整体转，可以正常使用四年不用大修炉衬。
筑炉方式一般分为有缝和无缝砌法两种。
有缝法（见图3）是传统砌法，对碳砖的外形几何尺寸没有要求；无缝法（和图4）是近几年出现的，要求碳砖必须精加工，几何尺寸要求严格。
3、电极把持设备—压力环电炉容量越大，铜瓦数量越多，压力环结构越复杂。
而压力环是整个电炉的核心设备。
其设计合理与否，直接影响到连续生产、甚至电力单耗和产量指标。
因此选用碟形弹簧式不锈钢压力环，设计时考虑到大电流强磁场的影响，采取了屏蔽磁场的措施来保护碟簧不被磁化发红而影响弹性，这样就做到了免维护，且抱紧力始终大于10吨，可以做到每块铜瓦一对一单独调整，与波纹管效果相同。
但碟簧这种结构比较简单，无需在高温区设置液压油路。
本设计已经在近30台电炉上使用，实践证明了以上优点。
只要安装调整到位，保证铜瓦与电极之间3.5Kg/cm2以上的接触压力，铜瓦是不会打弧的，压放电极时也不用松铜瓦。
云南德宏、四川和重庆有几个公司生产运行一年多没有打过弧，也没有换过一块铜瓦。
铜瓦除被刺火烧坏之外，没有打弧损坏的。
（见图5）4、电极升降与压放电极升降系统采用液压，用单向调速液压缸（上升靠油压，下降靠自重），电极到炉底自动停止下降，可以保护电极及设备不受损坏；压放采用液压与碟形弹簧结合的方式（也有采用气囊结构的），正常生产时弹簧抱紧。
液压只在需要压放电极时工作，提高了的可靠性。
一套液压系统做到了电极升降与压放、烟囱阀门和捣炉门开关的全部功能，所有动作全部在配电柜台上按钮操作实现。
（图6）5、电炉变压器采用有充分裕量的壳式变压器：这种变压器体积轻，超负荷能力强，只是成本比传统芯式变压器略高。
因为不少企业习惯超负荷10—30%长期运行，加大电流电压比，使电极深埋，表面上看炉况较好，电耗有所降低，产量有所增加。
但是超负荷运行使变压器和短网电阻损耗加大，降低了电效率，功率因数也同时降低。
因此选用变压器时一定要考虑30%的裕量，这对冶炼生产是很有利的！6、短网通常对短网的基本要求是：①足够的有效截面积和载流能力；②充分考虑交变电流肌肤效应和邻近效应的影响，提高板材导体的宽厚比或管材导体的外径和壁厚比；③尽可能缩短导体长度、减小导体接触电阻；④避免导体附近铁磁物质的涡流损失；⑤适当的经济电流密度；⑥足够小的感抗值；⑦选用导电性好的T2铜；⑧降低导体的运行温度。
根据上述8项原则，我们设计时一般取电流密度为：水冷铜管1.5—3A/mm2,水冷电缆1—1.5 A/mm2，铜瓦与电极间的接触面0.01—0.025 A/mm2。
我们一般选用外径为Φ70—80mmT2铜管制作短网。
（1）如果选用单台三相变压器，则采用水冷电缆（图7）、水冷铜管短网。
既节约投资，比传统的铜排节约50%的铜材，超负荷能力又强。
倒三角采用我们首创设计的变压器八字形出线（图8）的短网布置，这样可以尽可能的缩短变压器到炉心的距离。
阻抗小，压降低。
（2）如果选用三台单相变压器，则三相对称，变压器可以最大限度的靠近炉心。
出线端直接用水冷电缆与铜瓦铜管相连，省去短网。
按照已有的设计，水冷电缆长度基本不超过3米。
从理论上讲，三台单相变压器可以实现分项调压，避免强弱相，短网短而且长度一致。
但是从目前多家企业的运行状况和生产指标看，三台单相变压器的电炉和单台三相变压器相比，并无明显优势。
在云南德宏和保山等地，我们设计了上述两种形式的电炉和短网。
7、铜瓦（1）采用钛铬合金铸造铜瓦，与锻造铜瓦比具有高温环境下变形小、强度高、成本低的优点。
而有些锻造铜瓦存在受热后易翘曲变形导致打弧烧坏引起漏水等故障，不得不停炉更换。
经过测量使用前和使用后烧坏换下的锻造铜瓦，其变形量超过5mm。
这里面有设计原因，也有制造原因。
因此我们在对比后选择了铸造铜瓦。
通常只要保证了足够的接触压力，铸造铜瓦在生产期间很少甚至没有打弧，其变形量几乎为零。
（2）如果采用锻造铜瓦，那么结构上需要重新调整，铜瓦后面的受力点需要增加厚度和强度，尽可能减少受热受力后的变形。
目前的锻造铜瓦背后顶头受力处都是加工成凹形，与内圆弧接触面之间的厚度只有50mm左右，然后做一道绝缘，实际上就降低了铜瓦的受力后抗变形能力。
如图5所示的铜瓦结构就不易产生变形。
8、半封闭中烟罩从烟罩结构我们可以看出工业硅设备的发展状况。
最初设计的烟罩结构多为高烟罩。
很长一段时间内，人们普遍认为高烟罩冶炼能耗低。
这种意识阻碍了中低烟罩的发展。
由于国家环保政策的强制实施，矮烟罩才得到进一步推广。
但是传统设计的中、低烟罩结构（如图9所示），尽管许多设备隔离在高温区外，而除尘效果却很不理想，反而加剧了操作环境的恶化。
针对这种情况，我们对烟罩结构作了根本性的调整（如图10）。
采用我们独创设计的中烟罩+ n型副烟罩形式（也可叫盆式烟罩，即烟罩顶部中间低，周围高）。
中烟罩顶部中心的骨架和中心盖板选用不导磁的不锈钢材料制作，周围采取隔磁的措施，有利于降低电磁损耗。
副烟罩顶部最高可达到4.5米，既吸取了高烟罩排烟能力强，料面温度低，也吸取了矮烟罩使主要设备远离高温区的优点。
通过云南、重庆、四川等多家硅厂的使用，排烟效果相当显著，操作环境大大改善。
同时水冷捣炉门开关采用液压升降，按钮操作。
烟罩周围采用水冷墙板里面砌筑耐火砖或打耐火浇注料，降低周围操作环境的温度，减少热辐射。
目前这种结构的烟罩已被国内很多企业认同并开始广泛推广。
如果能够在25000KVA的电炉上推广，结合改进25000KVA电炉烟罩的帘幕结构，那么可以很大程度上改善车间的高温操作环境。
9、水路设计水路好比人体的血管，冷却水好比人体的血液。
从生产过程中设备的角度上讲，水比电还重要。
因此作为设计和制安人员必须要重视水路的设计和安装。
水的流速要大于0.8米/秒、压力大于0.25MPa，且水路在炉内高温区的流动长度最多不超过30米，水路截面必须按照这几个参数计算设计，保证水流在水路的任意位置均为紊流，散热快，且不易沉沙积垢。
进出水的开孔位置尽量坚持低进高出的原则，避免水冷件里的空气积存影响冷却效果。
在设计或安装时如果没有上述要求，很多电炉就会出现高压蒸汽断水的故障，同时结垢现象异常严重。
另外循环进水温度最好低于30℃，出水温度最好低于45℃。
如果达不到要求，需另外增加降温效果良好的玻璃钢冷却塔。
10、电极选用在硅冶炼炉中，电极就是心脏，是导电系统的重要组成部分，也是工业硅生产中主要的消耗材料之一。
一般采用石墨电极或碳素电极。
设计时选用电流密度：石墨电极8—14 A/cm2，碳素电极5—6A/cm2。
电极质量的好坏，直接影响电炉的正常生产。
最好采用规模较大、质量可靠而且稳定、售后服务好的厂家的品牌电极。
对电极的基本要求：（1）导电性好、电阻率小（石墨电极8—13μΩ.m，碳素电极25—40μΩ.m），电能损失少。
（2）热膨胀系数小，不易炸裂。
（3）灰分、杂质含量低，高温时有足够的机械抗压、抗折强度。
11、电炉参数的选择电炉参数的确定非常重要，特别是极心圆、电极（如果选用石墨电极则电极直径为Φ960—1050mm为宜；如果选用碳素电极则电极直径为Φ1060—1100mm为宜）和炉膛直径，炉膛深度，烟罩高度的确定（具体的计算方法有很多前辈的资料已经表达得很清楚，这里不再赘述）。