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2.1.工業(yè)硅爐設(shè)備向大型化發(fā)展和環(huán)境保護(hù)設(shè)施逐步完善

挪威、南非、巴西、俄羅斯、烏克蘭、瑞典等國(guó)家采用的工業(yè)硅電爐裝備容量多為10000～48000KVA的大型礦熱爐，一般均有攝像監(jiān)視和微機(jī)控制。不少電爐采用了旋轉(zhuǎn)爐底、電爐封閉、煙氣除塵和煤氣回收利用（如發(fā)電）技術(shù)。對(duì)煙氣等環(huán)保工程制定了極為嚴(yán)格的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)加以限制。

2000年前在我國(guó)，6300KVA以上容量的工業(yè)硅爐才十幾臺(tái)。近幾年6300KVA及以上容量新型的工業(yè)硅爐建設(shè)或投產(chǎn)已達(dá)220多臺(tái)。目前,大中型電爐約占全國(guó)總?cè)萘康?0%左右,大中型電爐采用了粉塵收集技術(shù),煤氣回收利用還僅限于個(gè)別廠家的少數(shù)電爐。這些電爐有的利用了微機(jī)控制技術(shù),但大部分以手控為主。中國(guó)的“大型”電爐容量不算大，裝備水平不太高。除個(gè)別企業(yè)外，國(guó)內(nèi)工業(yè)硅企業(yè)一般均采用錠模澆注。

工業(yè)硅產(chǎn)量的增加、品種的擴(kuò)大及質(zhì)量的提高，得益于工業(yè)硅工業(yè)的科技進(jìn)步和生產(chǎn)設(shè)備水平的提高，特別是改革開(kāi)放的20世紀(jì)80年代、90年代及2000年以來(lái)，發(fā)揮科技人才的積極性，堅(jiān)持開(kāi)發(fā)和技術(shù)引進(jìn)并重的兩條腿走路的方針，大力采用先進(jìn)的工藝結(jié)構(gòu)和現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)裝備，除新建、擴(kuò)建或改建一批具有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的生產(chǎn)技術(shù)水平的10000kVA的半封閉式工業(yè)硅爐外，還引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，建成了具有當(dāng)今世界技術(shù)和裝備水平的25500kVA的封閉、旋轉(zhuǎn)式電爐和干式煙氣凈化設(shè)施，從而使大型工業(yè)硅爐生產(chǎn)技術(shù)上了一個(gè)新的新臺(tái)階。

在“三廢”治理方面取得了初步成果。現(xiàn)階段先后有近百臺(tái)工業(yè)硅電爐煙氣凈化設(shè)施投入運(yùn)行，并在煤氣、余熱、煙塵回收與利用，以及污水處理、爐渣利用方面做了許多工作。尤其是近幾年來(lái)，干法除塵技術(shù)應(yīng)用取得突破性進(jìn)展，使“三廢”得到了初步治理，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)效益顯著。

2.2.我國(guó)已應(yīng)用的國(guó)外技術(shù)關(guān)鍵設(shè)備

2.2.1.壓力環(huán)   

壓力環(huán)是工業(yè)硅爐最關(guān)鍵的設(shè)備,壓力環(huán)的作用是壓緊銅瓦抱住電極，使電流經(jīng)銅瓦均勻的通過(guò)電極進(jìn)入爐內(nèi)。德馬克 的壓力環(huán)是由兩個(gè)半環(huán)組成的，內(nèi)部水路很復(fù)雜，冷卻水先進(jìn)入下腔，然后沿著外圈水冷腔由下而上循環(huán)，再進(jìn)入里圈循環(huán)，最后排出。外圈水冷腔很窄，內(nèi)圈較寬，壓力環(huán)靠近火焰部分冷卻效果非常好，這樣就保證了壓力環(huán)的使用壽命長(zhǎng)。壓力環(huán)是用由波紋管組成的伸縮箱頂緊銅瓦，伸縮箱的組數(shù)與銅瓦塊數(shù)相同，成一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，這就是壓力環(huán)比錐型環(huán)優(yōu)越的地方。壓力環(huán)能同時(shí)均勻地壓緊每塊銅瓦，錐形環(huán)作不到這一點(diǎn)。因此，使用壓力環(huán)能延長(zhǎng)銅瓦使用壽命。伸縮箱其實(shí)就是一種特殊結(jié)構(gòu)的液壓缸，用波紋管代替了液壓缸的缸體。當(dāng)液壓系統(tǒng)給壓時(shí)，波紋管伸長(zhǎng)，帶動(dòng)壓縮箱壓緊銅瓦；撤壓時(shí)，波紋管靠自身彈力彈回松開(kāi)銅瓦。波紋管密封性好，不會(huì)漏油。

2.2.2.直冷式鍛造紫銅瓦   

德馬克銅瓦與我國(guó)銅瓦的最大區(qū)別是冷卻水的水路。德馬克銅瓦水路是鉆成的，因此冷卻效果好得多，使用壽命長(zhǎng)，一般在三年以上。另外，銅瓦制造方法也與我們不同，德馬克的銅瓦是用離心澆鑄法澆鑄，然后再經(jīng)過(guò)鍛造，銅瓦內(nèi)表面還要進(jìn)行機(jī)加工，要求一根電極上的幾塊銅瓦一起加工，因此，銅瓦內(nèi)表面的光潔度和橢圓度都能得到保證，使銅瓦與電極接觸好，導(dǎo)電性好。銅瓦是用紫銅制造。

2.2.3.短網(wǎng)與水冷電纜    

德馬克的水冷電纜是卡環(huán)式的。卡環(huán)有兩個(gè)作用：一是卡緊與其相連的導(dǎo)電銅管；二是導(dǎo)電，電流由導(dǎo)電銅管經(jīng)卡環(huán)流入電纜中的銅絞線，再經(jīng)另一端的卡環(huán)流向另一導(dǎo)電銅管。水冷電纜中銅絞線的截面積大小是根據(jù)電爐容量確定，為了防止銅絞線被冷卻水腐蝕，應(yīng)選用鍍錫銅絞線，冷卻水必須使用軟化水。使用水冷電纜時(shí)，必須是管狀短網(wǎng)。德馬克設(shè)計(jì)的電爐容量大，使用三個(gè)單相變壓器，因此短網(wǎng)為單布線，不用調(diào)相，變壓器出線端與短網(wǎng)間以及短網(wǎng)與電極間的軟連接是用水冷電纜代替過(guò)去使用的軟銅帶和銅絞線。

我國(guó)某研究所設(shè)計(jì)的12500KVA工業(yè)硅電爐使用三相變壓器，短網(wǎng)調(diào)相使用水冷電纜，設(shè)置在變壓器管狀出線端與管狀短網(wǎng)之間。這樣的短網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)是:① 可以把短網(wǎng)與銅瓦串聯(lián)成一條水路，冷卻水路是：短網(wǎng)→水冷電纜→導(dǎo)電銅管→銅瓦→導(dǎo)電銅管→水冷電纜→短網(wǎng)→調(diào)相水冷電纜→變壓器管狀出線管→調(diào)相水冷電纜→短網(wǎng)，然后排出。② 因?yàn)槎叹W(wǎng)能用水冷卻，短網(wǎng)和水冷電纜的電流密度提高幾倍，短網(wǎng)重量減輕很多。③ 水冷電纜的使用壽命比軟銅絞線長(zhǎng)得多，且拆裝方便，可多次使用。    

2.2.4.除塵裝置的頂蓋閥    

矮煙罩電爐的煙氣都設(shè)置除塵裝置。電爐除設(shè)置放散煙囪外，還需設(shè)置把煙氣輸送到除塵裝置的煙道。除塵系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，放散煙囪需關(guān)閉；除塵系統(tǒng)檢修時(shí)，為了不影響電爐生產(chǎn)，關(guān)閉除塵系統(tǒng)煙道，打開(kāi)放散煙囪。因此，矮煙罩電爐的放散煙囪要設(shè)置閥門。過(guò)去我國(guó)一般都選用標(biāo)準(zhǔn)蝶閥，這種蝶閥關(guān)閉不嚴(yán)，漏風(fēng)較嚴(yán)重，耐低溫，并且蝶閥設(shè)在煙囪下部，一旦出故障無(wú)法檢修。 德馬克的煙囪頂蓋閥設(shè)在煙囪出口處，用普通鋼板焊成。頂蓋閥關(guān)閉時(shí)，鐘罩四周使用沙封，密封效果好，檢修方便。閥門開(kāi)閉使用液壓缸，動(dòng)作靈活，容易與除塵系統(tǒng)連鎖。    

2.2.5.量料倉(cāng)    

德馬克電爐是用料管加料，分爐內(nèi)料管和爐外料管，爐料主要用爐內(nèi)料管加入，爐外管料只作輔助加料。德馬克電爐加料系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是在爐頂料倉(cāng)與料管之間設(shè)定量料倉(cāng)，料倉(cāng)容積為一立方米，上下各設(shè)一個(gè)液動(dòng)閘門，其作用是保證每次加入爐內(nèi)料量相等。其加料程序?yàn)椋嚎諅}(cāng)時(shí)關(guān)閉下閘門，開(kāi)啟上閘門，爐料由爐頂料倉(cāng)落入定量料倉(cāng)，裝滿后關(guān)閉上閘門，加料時(shí)開(kāi)啟下閘門，爐料經(jīng)料管流入爐內(nèi)。容量大的電爐使用定量料倉(cāng)加料比較好。總之，德馬克電爐的設(shè)計(jì)有很多地方考慮得很周到，很適用。

2.3.存在的主要問(wèn)題

中國(guó)工業(yè)硅工業(yè)歷經(jīng)50年的艱苦奮斗，取得了令世界矚目的成就。但與世界先進(jìn)水平相比，我們還有很大差距，尤其是世界工業(yè)硅生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展主流已向精料入爐、新工藝、設(shè)備大型化、自動(dòng)化、節(jié)約能源、“三廢”治理及資源綜合合理利用工藝方向發(fā)展，還有很大差距。其主要表現(xiàn)如：

 2.3.1.建設(shè)規(guī)模大、標(biāo)準(zhǔn)低,生產(chǎn)工藝技術(shù)落后

由于近年來(lái)工業(yè)硅市場(chǎng)的變化,很多投資商在我國(guó)經(jīng)濟(jì)落后地區(qū)建設(shè)了近200臺(tái)6300KVA低標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)硅爐,這些工業(yè)硅爐因?yàn)樵O(shè)計(jì)不規(guī)范,結(jié)構(gòu)型式、參數(shù)五花八門。現(xiàn)在因各種因素停產(chǎn)或半停產(chǎn)占多數(shù),這樣就造成各種資源的大量浪費(fèi)。

工業(yè)硅工藝技術(shù)多年來(lái)變化很小；電子計(jì)算機(jī)應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程控制也處于初級(jí)階段；除甘肅、四川、東北等少數(shù)幾個(gè)工業(yè)硅企業(yè)對(duì)電爐實(shí)行了全封閉和半封閉外，其它大多數(shù)中、小電爐仍是敞口式、半敞口式，沒(méi)有除塵和煙氣、煤氣凈化和回收利用設(shè)施，從而造成環(huán)境污染和能源的浪費(fèi)。

2.3.2.單座電爐容量小，技術(shù)裝備水平低

2000年以前,我國(guó)工業(yè)硅電爐平均單座容量約為6300kVA及以下電爐座數(shù)占比例較大，這些小電爐設(shè)備陳舊、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)陋、裝備落后，多為體力勞動(dòng)、手工操作、生產(chǎn)環(huán)境差，同時(shí)單位產(chǎn)品能耗也高，勞動(dòng)生產(chǎn)率低。

2001年以來(lái),隨著國(guó)內(nèi)炭素電極產(chǎn)品質(zhì)量的提高,西南、西北地區(qū)建成了近220多臺(tái)6300KVA～12500KVA工業(yè)硅爐。但是,由于各地區(qū)的資源、技術(shù)條件相差懸殊,各種工業(yè)硅爐的結(jié)構(gòu)型式、參數(shù)及機(jī)械化程度均不同,其生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也不同。

2.3.3.工業(yè)硅爐設(shè)計(jì)不規(guī)范,故障多、作業(yè)率低

我國(guó)工業(yè)硅爐設(shè)計(jì)單位較多,有個(gè)別正規(guī)的冶金設(shè)計(jì)院和研究所,但更多的是工業(yè)硅廠和鐵合金廠的技術(shù)人員。由于這幾年工業(yè)硅的迅猛發(fā)展,很多業(yè)主因?yàn)椴欢I(yè)硅生產(chǎn)特點(diǎn),盲目采用小型工業(yè)硅爐和鐵合金爐的設(shè)計(jì)方案。這樣建成的工業(yè)硅爐,各種參數(shù)不符合工業(yè)硅生產(chǎn)要求,故障率又高。不僅工業(yè)硅生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)水平低,企業(yè)效益差,而且還浪費(fèi)了有限的工業(yè)硅生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)資源。