工业硅市场调研2012.05.16

1、工业硅市场调研工业硅的发展状况硅是自然界分布最广的元素之一，是介于金属和非金属之间的半金属。 在自然中，硅主要是以氧化硅和硅酸盐的形态存在。现代工业规模生产硅的碳热还原法是20世纪初发明的，至今不到 100年。以硅石和碳质还原剂等为原料经碳热还原法生产的含硅 97%以上的产品，在我国通称为工业硅。经碳热还原法生产的含硅 99%以上的产品，称为99硅，在英文中称为金属硅，俄文中称为结 晶硅。99硅其产品主要分类型号为五种:553、441、3303、2202. 1101.均属高纯度的工业硅，是有机硅生产的重要原料，属国家重点鼓励发 展的产业项目。高纯度的工业硅经过一系列的工艺处理以后可生成单 晶硅

2、产品含硅纯度可达99.99%),供电子工业使用，是半导体特别 是电子元件芯片的关键性材料。正是由于高纯度的99硅具有极其广 泛的用途，国内外市场对99硅产品的需求量逐渐增大。随着高新技 术的进步、世界经济的发展，硅的使用范围将越来越广泛，需求量也 将越来越大。工业硅的应用工业硅的用途十分广泛，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，硅铝合金被广泛应用在活塞、内燃机、气缸、工业机械、电 气通风设备的制造上，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。工业硅国内外生产状况及厂家当前由于能源的紧缺，发达国家限制高能

3、耗、污染坏境的行业发展，美国， 法国、意大利、挪威等国相继关停许多企业。相反中国、南非，俄罗斯、蒙 古等国家有大量的新工厂投产。弥补了发达国家关停造成的产能下降量，并 使得世界产能达到120力吨/年以上，近年来发达国家工业硅的需求几乎依赖 于发展中国家。冃前中国、俄罗斯、挪威、巴西、美国、南非、法国、意大利、澳大利亚、 瑞典，冰岛、阿根廷等20多个国家生产工业硅。西方工业硅生产企业受电 力、坏保因素影响，已无法正常生产和经营。 发达国家的工业硅行业具有下列特点。 (1)生产高度集中目前国外有工业硅生产厂家30多个，主要集中在美国、巴西和挪威三国，占 世界生产能力的70%,最大生产厂家主要有挪威

4、的埃肯(Elckem)巴西的莱阿 沙(Ligas)、美国的全球冶金(GlobeMetallurgical)等。 (2)采用大容量电弧炉三相电弧炉是工业硅熔炼的主体设备，国外大都果用10000KV-A以上容量 的大电炉进行生产，采用大容量电炉可提高劳动生产率、降低单位产品投资, 同时大电炉操作热稳定性好、效率高、产品质量稳定，有利于机械化、自动 化、控制坏境污染等。 (3)电炉向旋转、密闭化发展采用两段组合式炉体，整个炉体分为上下两部分，并以不同速度向不同方向 旋转。采用旋转炉具有一系列优点。旋转炉提高生产率，据报道可提高产量 3%-7% ,节省电能4%-5%o旋转炉体扩大融化区域，起搅拌作用，

5、减少捣 炉操作，延长炭砖使用寿命。旋转炉体有利于松动炉料，有利于电极深埋， 使生产保持平衡。密闭旋转炉可减少炉气量和净化烟气的投资及经营费用，劳动条件好，减少 热辐射。(4)采用计算机控制及机械化操作国外在实现工业硅炉大型化的同时，采用先进技术，提高工业硅炉装 备技术水平。电炉配备开口机、堵眼机、捣炉机等。原料晒碎、筛分、配料、勿料、捣炉等均实现机械化，并实行计算机 控制。电炉加料、电极升降、电极压放等自动化控制，使电炉在最佳 电气参数且工艺参数下运行。我国工业硅生产现状我国工业硅生产的突出特点是电炉容量小，厂家多，化学级工业硅产 量低，目前仍以5000KV - A-6300KV - A的电炉

6、为主要炉型。并且 没有环保设施，能耗大、环境污染严重。在内蒙古同样有企业大量建 设6300kVA以下小电炉，由于没有环保设施，到处浓烟滚滚、烟尘 飞扬，造成环境污染。我国工业硅行业的发展受到产业结构不告理、技术落后、电价高、自 动化控制技术不成熟、低灰分煤等还原刑开发应用落后等因素的限制, 其中电价的居高不下严重影响了我国产品与俄罗斯、挪威、巴西、冰 岛等国产品的竞争力。工业硅的生产工艺1 工艺流程一；工艺流程原料硅矿水洗I筛选I干燥石油，蕉炭木炭成木材气体回收工业硅生产图解e2 生产原料生产工业硅的原料主要有硅石，碳素电极或石墨电极、碳质还原剂（包括低灰 分烟煤、石油焦、半焦、木炭、玉米芯或

7、木块、椰壳，松塔、甘蔗渣等）原料的精选和称量是生产出合格产品、提高优级品率的关键环节。3.工艺操作工业硅是在单相或三相相电炉中冶炼的，绝大多数容量大于5000KV A的三 相电炉使用的是石墨电极或碳素电极，连续法生产方式。传统的是固定炉体的电炉，旋转炉体的电炉近年来开始使用。有企业实践证 明，使用旋转电炉减少了电能的捐耗约3%-4%,相应地提高了电炉生产率 和原料利用率，并大大地减轻炉口操作的劳动强度，在炉口料面不需要扎眼 透气，对改善所有料面操作过程是很有利的。二；工业硅生产过程中一般做好一下几方面；经常观察炉况，及时调整配料比，保持适宜的SiO2（二氧化硅）与炭的分子比， 适宜的物料粒度和

8、混合均匀程度，可防止过多的SiC（碳化硅又称金钢砂或 耐火砂）生成。通过选择合理的炉子结构参数和电器参数，可保证反应区有足够高的温度， 分解生成的SiC使反应向有利与生成硅的方向进行。及时捣炉，帮助沉料，可以避免炉内过热造成硅的挥发或再氧化生成SiO,减 少炉料损失，提高硅的回收率。保持料层有良好的透气性，可及时排出反应生成的气体，有利于反应向生成 硅的方向进行，同时又可以防止土甘堀内的气体在较大压力下从内部冲出，造 成热量损失和SiO的大量逸出。三；熔炉操作正确配料；A保证SiO2与C有适宜比B混合均匀，粒度适屮C加的料保证规定闷绘时间 高温冶炼，使生成SiC与分解达到最大 沉料捣炉扎透气眼四；影响因素电器参数；A二次电压B电流C功率电极插入深度电极直径的大小丄甘期体积大小国外工业硅制造先进企业国家公司加拿大拜克诺硅公司(Bccancur Silicon)美国美国合金公司(America alloy ,WV)全球冶金公司(Globe Metallur