12500kVA工业硅又称结晶硅、金属硅矿热炉可行性分析报告.docx

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1、. .学习参考12500kVA1. 前言工业硅矿热炉可行性分析报告工业硅又称结晶硅、金属硅是现代工业生产中重要材料之一，工业硅的用途格外广泛，可应用于电子、炼钢、光学、机械、汽车制造、化工、冶金、医药、国防等领域，被誉为“工业味精”。工业硅在制取铝合金方面的用量，约占总量的 50%以上。铝硅合金的耐热、耐磨性好、热膨胀系数小， 广泛用于汽车制造业、航空工业、电器工业和船舶制造等方面。工业硅可以作为非铁基合金的添加剂，也用作要求严格的硅钢的合金剂，是炼钢、非铁基合金冶炼必不行少的脱氧剂。在炼钢工业中，每生产一吨钢大约消耗五公斤工业硅。化学级工业硅是国家鼓舞进展的集成电路所需的现代超群技术多晶硅、

2、单晶硅的原料。工业硅经多工序加工成电路、电子原件必不行少的原材料，日本把钢铁、铝和半导体硅统成为三大金属材料。工业硅在化学工业中，用于生产有机化合物如硅油、硅橡胶、建筑物防腐剂、白炭黑、馐用薄膜涂料、高档家具涂料的添加剂、装饰漆添加剂、一般工业涂料添加剂等。工业硅还用作某些金属的复原剂，用于制造型陶瓷合金等。目前工业硅的应用，还在不断地开发领域，如制造太阳能电池、制造氮化硅合成光纤等。太阳能目前已经成为最受关注的绿色能源产业。美国、欧洲、日本都制定了大力促进本国太阳能进展的政策，我国也于 2023 年 3 月份通过了可再生能源法。这些措施极大地促进了太阳能电池产业的进展。据统计，从 19982

3、023 年，国际太阳能光伏电池的市场始终保持高速增长，甚至是呈井喷的态势，年平均增长速度到达 30%，估量到 2023 年后， 仍将保持至少 25%的增长速度。晶体硅是目前应用最成熟，最广泛的太阳能电池材料，占光伏产业的的85%以上，单晶硅太阳能电池光电转换效率为15%， 多晶硅太阳能电池光电转换效率为 12%，近年来，随着工业硅在国际市场的需求不断增大，刺激了我国工业硅生产行业的进展，使我国工业硅生产工艺技术和装备得到了肯定的提高。作为高技术领域和重要根底产业广泛应用的构造和功能材料，工业硅消费量快速增长，据英国权威机构CRU 推测，今后几年世界范围内工业硅需求量年均增长达 812%，其中化

4、学级工业硅年均增长12%。高纯度金属硅经多工序处理加工生成单晶硅产品含硅纯度达 99.999%以上，这种高技术的金属材料产品，使半导体特别是电子元件芯片的关键性材料，属“九五”国家科技成果重点推广工程。2. 金属硅市场分析金属硅是随着近代工业、现代科学和技术的不断涌现而蓬勃进展的。硅和含硅材料的应用已普及到各个领域。铝硅合金等因其有良好的耐热、耐磨和铸造性能以及热膨胀小而大量用于汽车、船舶和航空工业；有机硅单体和聚合物，如硅油、硅树脂、硅橡胶等，高纯半导体是集成电路等的重要功能材料。全球对硅的需求量 2023 年已到达 155 万吨，并以每年 4.6%左右的速度迅猛增长。中国每年对硅的消费量已

5、经到达 18 万吨。美国迄今照旧是最大的硅消费国，其次是日本和德国，中国居第4 位。西方国家对硅的市场需求，其中有 45%的份额目前均流向化工领域，而美国和欧盟在化工领域对硅的消费比重则高达 60%，而日本为 40%。中国对硅的需求量估量 2023 年将增加两倍，到达40 万吨，中国在2023 年有望超过美国，成为全球最大的硅消费国。在 2023 年左右，化工类硅产品的消费增长主要发生在欧盟、亚洲、德国、南非及美国。总体而言，硅的消费增长估量每年将保持5%左右，太阳能领域有望成为消费增长最为迅猛的板块，年增长率将超 30%。年 份出 口出口量/万 t 平均价/美元 t出口的国家地区数20232

6、023202320231647.9054.5153.6125.8691210801046104555575351表 1 2023-2023 年1-6 月我国工业硅出口量、平均价和出口的国家地区数年 份国家或地区202320232023202316表 22023-2023 年(1-6 月)我国年出口量 1 万吨以上的国家和地区的出口量(1 万t)日本17.4020.4319.459.18加拿大3.903.592.601.55韩国3.874.104.562.36荷兰4.652.261.330.59香港特区2.344.877.653.20英国2.263.083.621.63印度2.072.792.3

7、51.14台 湾 省1.751.881.460.69泰国0.673.112.991.04表 3 近几年美国、日本、欧盟的现货进口价和我国出口的平均价(美元/t)年 份20232023202320232023价 格美国现货进口价11611185133017781659日本现货进口价7297879031058973欧盟现货价10961060141016101594我国出口平均离岸价76179891210801046表 4 日本从我国和几个主要国家进口工业硅量和总进口量万t2020020020232023中国13.5115.5317.4020.4319.12挪威1.691.491.371.731.3

8、5巴西0.910.410.680.720.52澳大利亚1.901.411.230.740.67总计(含其他国家)18.4718.9721.5224.2422.283. 金属硅化学成份的要求品级牌号化学成份代号Si()杂质含量(=)杂质总和(99.00%0.03%Al2O30.066%CaO80%灰分1%挥发分8.5%水分87%灰分0.26%挥发分12%水分0.74%石油焦的物理状态，粒度 030mm，其中小于 3mm 的含量应小于入炉总量的 20%，过筛 30mm 以上的裂开。（4） 木块：10150mm，小于 30mm 的含量不大于 20%。5. 单台 12500kVA 金属硅炉理论年产量计

9、算按以下公式计算：Q=24TPK K K COS/W1 2 3式中：Q电炉生产产量，t/a； 24电炉每天连浇作业 24h；T电炉工作日历天数,d/a，340； P电炉变压器额定容量，kVA，12500； COS电炉自然功率因数，0.88；K 电源电压波动系数，0.98；1K 电炉变压器功率利用系数，1；2K 电炉作业时间利用系数，0.98；3W产品冶炼电耗，12500kWh/t。Q=24340125000.9810.980.88/12500= 6896.4t/a实际日产量可以到达 22t/d 以上，实际年产量一台可以到达 7500t/a。2 台炉子可达 15000t。6. 炉型的选型及其参数

10、2.4.1 炉型及主要技术参数12500kVA 金属硅炉的主体设备承受矮烟罩半封闭固定式炉型。12500kVA 金属硅炉主要技术参数见表 2-4。单台 12500kVA 金属硅炉主要技术参数表 2-4序号名称单位参数备 注1.变压器额定容量kVA12500过载 20%2.变压器一次电压kV353.变压器二次额定电压V1444.变压器二次额定电流kA501175.电极直径mm800石墨电极6.炉膛直径mm55007. 炉膛深度8. 炉壳直径mmmm240072009.炉壳高度mm450010.电极极心圆直径mm240050可调式11.出铁口数量个212.电极工作行程mm120013.电极升降速度

11、m/min0.514.电极检修过程mm202315.电极铜瓦数块/根616.炉衬材质碳质17.冷却水用水量t/h2507. 工艺流程7.1 生产工艺流程图金属硅生产是在矿热炉内承受连续作业法进展的，其主要的生产工艺流程如下：硅 石煤石油焦木块破 碎筛 分破 碎水 洗原料筛 分(8mm 弃掉)水准880mm030mm030mm合格料50-150mm备合格料合格料合格料称量称量称 量称量配 料配料熔炼水电电极电炉熔炼出炉精氧气液体硅铸 锭取样分析定级清整抬包渣炼固体硅裂开产品挑 渣筛 分破碎合格粒度硅块6200mm 包装称量包装入库金属硅的生产工艺流程图7.2 工艺流程简述 工艺流程简述：金属硅是

12、以复原剂木炭，无烟煤、石油焦、玉米芯和硅石为原料在电炉内通过电热法冶炼的。硅石经过水洗去泥土等杂质；煤、石油焦裂开到肯定粒度，硅石、煤、石油焦、玉米芯等按肯定配比称量，由上料提升机输送至 5.0m 平台，按三炉门指定地点，顺烟罩墙倒下。由加料工将炉料混合均匀后，视炉口料面状况不断加到炉内，炉心料消耗快要准时补加，炉心料要保持饱满呈馒头状。金属硅是在半封闭式电炉内连续进展生产的，由变压器导入的电流，通过石墨电极进入装满炉料的炉膛内部。冶炼过程中电流通过电极及炉料电阻产生的热量和电极端的电弧热将炉料加热到 2023以上，在这一温度下二氧化硅被碳复原生成了金属硅液体和一氧化碳CO气体，CO 气体通过

13、料层逸出，并将炉料预热。冶炼过程连续进展，电极在炉内有适当的工作深度，稳定地插在炉料中，埋弧操作，随料面的下降适当加料，使料面保持肯定高度的馒头外形，始终保持稳固而完整的料层构造。定时用烧穿器翻开炉口放出金属硅，液体从炉口流入硅水包内，在硅水流到硅水包的一半时，由硅水包底部通入氧气、空气混合气体，以便除去钙、铝等其他杂质。在硅水流接近终断时准时用电极糊和焦粉制成的泥球堵塞炉口，由电动包车将硅水包运到浇铸间浇铸成硅锭。本设计每 23 小时出一炉， 每班出 34 炉，每天出金属硅约 22t。硅锭冷却后，由起重机吊出，按出炉编号堆放在浇铸间。由小车运到成品库内，人工进展裂开、分级、称量、包装、入库、

14、储存。包装按 GB/T-5956-1995 中规定的技术条件要求包装。每袋净含量 10005kg 标准定袋。烟气经炉口烟罩进入烟道，在厂房外设布袋除尘器一组，经处理后的烟气排放浓度到达国家规定排放标准。电炉冷却水、变压器冷却水均由水泵供水，回水利用落差回回流循环水池，经横流式冷却塔冷却。冷却后的软水再供电炉和变压器用，整个电炉冷却水为软水循环使用，只需定时补充少量消耗软水。炉衬材质选用自焙碳质粘土耐火砖、高铝耐火砖砌筑等，并承受工艺； 炉口承受刚玉砖砌筑。8. 主要设备选择依据生产工艺要求选择主要生产设备，设备的选择原则是牢靠、先进、合理。主体设备承受矮烟罩半封闭固定式炉型，主体设备有以下几局

15、部组成： 炉体、矮烟罩、烟筒、把持器系统包括电极保护筒、电极升降油缸、液压式压力环，悬挂缸式液压升降装置、液压蝶簧式抱闸、水冷电缆，水冷铜管短网、出炉系统设备等。关心设备有：双梁桥式起重机、悬挂式电葫芦、提升机、捣炉机等。炉体：承受 =16 钢板焊接成 7200 的圆筒体，高为 4500，炉体有一个出炉口。矮烟罩 8000，高 2200，置于炉体上方，上部有二个排烟口与1600 的二个烟筒相联。烟罩承受水冷骨架及水冷盖板，烟罩上设有三个调整极心圆装置，烟罩侧壁由碳钢立柱支持，三大面设三个大门，三个小面设9 个小门，供捣炉、扎眼、拨料、观看炉况和处理电极事故用。短网：承受正三角布置。短网包括：从

16、变压器出线端子至铜瓦承受一对一全水冷却方式，三相铜管均承受来回电流双线布置，互感补偿，磁感抵消， 并承受全冷水进入水冷电缆的工艺，不易产生水垢，而堵塞水冷电缆，可有效地提高短网的入炉功率和作业率。电极把持器装置：电极直径800，每根电极上设有 6 块铜瓦，悬挂在下把持筒上，压力环式把持器，液压油缸和顶紧装置组成的压力环实现了一对一顶紧铜瓦，可保证铜瓦对电极的抱紧力均衡、铜瓦与电极的接触良好， 导电均匀。电极升降装置：承受悬挂式液压油缸升降电极。电极升降速度为0.5m/min 工作行程 1200mm，检修行程 2023mm，提升、下降由液压传动油缸的伸缩来完成。此装置构造紧凑，运行平稳、敏捷，安

17、全牢靠。液压蝶簧机械抱闸是用来抱紧、放松电极的，每个抱闸由四块闸瓦、四组蝶形弹簧、四个油缸及抱闸箱体组成。抱紧电极需要的接触压力靠蝶形弹簧供给，松开电极以液压油抑制弹簧力来实现。它的作用是冶炼时抱紧电极， 防止下滑。优点是当液压系统消灭故障时，电极不会滑落。它与压放油缸上的上、下限位开关组成自动掌握程序，用PLC 掌握，可带电压放电极，工作安全牢靠。液压系统：液压系统由液压站、管道和液压油缸构成，液压站由油泵和掌握阀组成，整个系统压力自动掌握。炉内冷却水系统：是对在高温条件下工作的构件、短网、压力环、保护大套、烟罩、烟囱等进展通水冷却的装置，对短网、压力环、保护大套等均设有充气放水装置，用于抢

18、修时可在几分钟内完成快速排水。出炉系统由烧穿器、硅水包、电动硅包车、挡火墙等设备组成，在出炉口上方装有一套抽风排烟系统。电炉主体电气设备有高压开关设备、节能型电炉变压器、电炉电极自动掌握装置等。其供电系统为：电网高压电缆母线高压隔离开关高压断路器电炉变压器短网电极。主要设备见附主要设备表重量(一)工艺序号名称与规格单位数量单重t总重t图号或型号备注(一)原料车间1.手推小车台160.050.92.电子地上衡SCSPT-2台2(二)冶炼车间112500kVA金属硅炉, 其中：座2不包炉衬重2电极把持系统套647.444.53密封装置及导向轮套60.482.884炉壳包括支撑工字钢套236725烟

19、罩个212.8325.666短网套23.67.2包括吊架等7水冷电缆根728铜瓦锻造块360.3612.969压力环套60.84.810升降油缸个1211液压系统套2包括12 个小油缸12液压抱闸套613烟筒套21224重量单 数图号或序号名称与规格单重总重备注位 量型号t t14烧穿器套20.541.0815水冷挡板个20.61.216电动单梁悬挂葫芦LXTL =6mQ=5t型-3台22.2417K捣炉机台6(三)浇铸车间1.电动包车台21.12.22.硅水包个82163.龙门吊钩个11.21.24.锭模套212.424.85.硅锭夹个20.1750.356.气站吹氧套17.电动双梁桥式起重

20、机Q=16/3t, L=10.5 JC=40%台21530(四)K机修、包装及化验1.沟通电焊机台20.170.342.直流电焊机台10.33.落地式砂轮机台10.1234.台钻 Z512台10.15.砂轮切割机台16.氧气瓶瓶607.乙炔瓶个108.车床C620台19.铣床 X62台110.牛头刨B665台111.摇臂钻床Z50台112图号或型号备注序号名称与规格单位数量重量单重t总重t图号或型号备注1.2.3.冷水泵 KQW125/2503020/mh热水泵 KQW125/250 3002/mh冷水泵 KQW100/170827/mh台台台333序号名称与规格单位数量重量单重总重图号或型号

21、备注(二) 总图1.电子汽车衡 SCS-80台152.电子地上衡 SCSPT-3台20.81.63.叉车 CPC-303t台14.3(三) 电气重量序号名称与规格单数单重总重位量t t1.电炉变压器HTSSPZ-12500/35 台2附：冷水冷却器 YSS-80套22.动 力 变 压 器 S9-1250/35 台135/0.4KV3.35kV)高压开关柜台64.低压柜台55.电极自动掌握装置套26.操作台台2(四)给排水4.潜水污水泵 WQG15-10-1.5台15.管道泵GB50-17台16.横流式冷却塔HL- 700 320m3/h台17.闸阀 Z41T-1，0 DN200，个6闸阀 Z4

22、1T-1，0 DN150个3闸阀 Z41T-1，0 DN80个18.止回阀HH44X-1.6ND150个3HC44X-0080DN80个19.水箱5M3个110M3个1(五) 除尘序号名称与规格单位 数量重量图号或型号备注1主烟道套12烟气空冷器3预处理器个23.1 卸灰阀个25.5m/h0.75kW4风机管网4.1 主离心引风机台2Q=202300 m/hP=5500Pa4.2 配套电机2N=400kW ,6000V4.3 变频器285三通阀66除尘器玻纤袋及骨架套98430010m(碱玻纤袋)无6.1除尘器气动阀门47006.2仓壁振动器12P=200kg6.3卸灰阀125.5m/h0.7

23、5kW7掌握设备17.1 低压掌握柜套17.2 PLC掌握系统7.3 其它电缆桥架8压缩空气系统8.1 压缩机 3W 7/0.911m/min 0.7MPa8.2 贮气罐11m9. 劳动定员本工程一台炉定员 105 人，其中生产工人 90 人。2 台炉子 195 人，其中治理人员 15 人。年操作日为330 天，电炉及公司设施24 小时连续运行，采用三班编制二班运行。成品库、化验人员为白班，原料和机修局部人员为白班。职工定员详见职工定员表。职工定员表名称班数班人数白班总人员合计备注车间主任122炉长122炉前工39254电工3228机修工3239配电工3114出炉工3116原料工99成品精整8

24、8天车工314库管11过磅工313上料工3212化验员33汽磅工11警卫33董事长11总经理11副总经理22财务人员44选购人员33办公室44技术科33总计10510. 工程实施打算建设期：工程建设周期分三局部进展：第一、办执照、土地、立项、环评、立项批文、建设规划、建设审批、。到2023年10 月中旬。其次、地质勘察、设计、土建施工、设备定购、制造、设备安装、系统试车为一个阶段，到9月末完成。第三、生产原料、副料选购、正式投产。只要资金能准时到位，在 3个月内可以全部投入生产。11. 投资资金使用打算12.1 设备、材料价格依据主要设备承受同类工程的设备订货价，询价计取。其他设备以及材料按现

25、行市场价格计取。12.2 工程总投资为2023万元固定资产投资构成分析地购置费：20亩56000元=1120230元设备购置费：12023000元，10条生产线规划安装工程费：166500元， 工业钢构厂房及建筑工程费：1202300元绿化、硬化、道路等工程建设： 250000元预备费：5513500 元固定资产投资：14486500 元12. 经济效益分析1. 按 20 天的工作日 ，每条生产线月产 5 吨，月产 50 吨 5N按保守计算。2. 目前市场成品 5N 价位是：市场最低价 38 万/吨3. 生产本钱是：加工本钱包括人工、水电每吨约 11 万元；2N 选购本钱 18000 元/吨；

26、另加损耗 20% 。则每吨原材料为 21600 元/吨。实际生产费用 131600 元/吨上述费用不含治理费用、销售费用、税收、包装物估量毛利润 12420230 元/月；正常一个季度就可以回收本钱投入.13. 市场客观需求分析连城华富硅业月自行需求 100 吨；其余可以出口日本川崎，三菱，住友和信越都可以直接出口还有瑞典客商也已经来厦洽谈屡次。14. 股权安排成立控股公司 连城华富硅业 %投资方 %合作工程签约后，全部股东应真诚合作，基建、购置设备，必需由股东会议打算方可实施，财务治理制度由股东会争论打算，全部股东分工合作，乐观协作力争早日完成厂房建设、设备购置安装。争取早日开工生产，尽快收回投资产生效益。附件名目附件：1、公司营业执照、税务登记2、环境评估报告书.学习参考