工业硅电炉浇铸岗位操作细则

工业硅电炉浇铸岗位操作细则一、岗位基本职责与工作范围工业硅电炉浇铸岗位是工业硅生产流程中的关键环节，主要负责将电炉内还原反应生成的熔融硅液通过特定工艺浇铸、冷却、破碎为成品硅块。操作人员需严格控制浇铸温度、速度、冷却时间等参数，确保产品质量符合GB/T2881-2014《工业硅》标准要求，并承担设备日常维护、安全风险防控等工作。具体工作范围包括：硅液引流、流槽控制、模内浇铸、冷却管理、脱模作业、设备巡检及异常处理等全流程操作。二、作业前准备与检查（一）人员准备资质要求：操作人员需持有效特种作业资格证（金属冶炼类），经岗前培训考核合格后方可上岗，每年需参加不少于20学时的安全再培训。个人防护：作业前必须按规定穿戴全套防护用品，包括：耐高温防护服（耐火纤维材质，耐温≥1000℃）隔热面罩（配备防雾镜片，透光率≥85%）耐高温手套（内层棉质隔热，外层氯丁橡胶防滑）防烫靴（靴底厚度≥10mm，鞋面覆盖铝箔隔热层）安全帽（防静电ABS材质，配备下颌带）状态确认：禁止酒后、疲劳或服用镇静类药物后上岗，作业前需通过酒精测试仪检测（酒精含量≤0.02mg/100mL）。（二）设备与工具检查浇铸系统检查流槽：检查流槽内衬（高铝质耐火砖）是否完好，无裂纹、脱落现象，接缝处用耐火泥密封严密；流槽坡度需符合设计标准（3°~5°），确保硅液流动顺畅。浇铸模：采用铸铁或铸钢材质模具，单模容量50~100kg，检查模具内壁是否光滑、无粘渣，模底铺垫厚度5~8mm的石英砂垫层（粒度0.5~1mm），防止硅液与模具粘连。引流装置：确认引流口堵塞物（黏土球）干燥无水分，引流杆（石墨材质，直径50mm）长度≥1.5m，表面无裂纹。辅助设备检查冷却系统：检查模台冷却风机（风量≥2000m³/h）、喷淋装置（水压0.3~0.5MPa）运行正常，冷却水管路无泄漏，阀门开关灵活。起重设备：天车（额定载荷≥5t）需通过每日班前空载试运行，检查钢丝绳（断丝数≤10%）、吊钩（无变形、裂纹）、限位器功能完好。应急设备：作业区域30m内必须配备2台8kg干粉灭火器、1套应急沙箱（容积≥0.5m³）、应急冲洗装置（水流压力≥0.2MPa，持续供水时间≥15min）。（三）环境与物料准备环境清理：浇铸区域地面需采用耐火混凝土铺设（厚度≥100mm），无积水、油污及杂物，通道宽度≥1.5m，照明亮度≥500lux，设置安全警示标识（“高温危险”“必须佩戴防护用品”等）。物料准备：提前将模具按矩阵式排列（间距≥300mm），模具预热至80~120℃（防止硅液骤冷产生裂纹），准备足量干燥的耐火泥（水分≤1%）、石英砂（水分≤0.5%）等辅助材料。三、硅液浇铸核心操作流程（一）硅液引流作业温度确认：通过红外测温仪检测电炉出硅口硅液温度，确保温度在1450~1600℃（低硅牌号Si97需控制在1450~1500℃，高硅牌号Si99需控制在1550~1600℃）。引流操作：2名操作人员配合，1人持引流杆缓慢移除出硅口堵塞物，另1人同步开启流槽预热装置（煤气火焰加热，预热温度≥800℃）。硅液流出后，立即用引流杆调整流量，初始流量控制在50~80kg/min，待流槽内硅液平稳流动后，逐步提升至100~150kg/min。流槽内硅液深度需保持在150~200mm，防止底部结渣堵塞（每30min用石墨棒清理流槽底部一次）。（二）模内浇铸控制浇铸方式选择：连续浇铸：适用于大规模生产，采用移动式浇铸包（容量500kg），沿模具阵列匀速移动，单模浇铸时间控制在30~60s。间歇浇铸：适用于小批量或特殊牌号生产，通过流槽分流阀控制，单模满液位距模口≥50mm（防止溢出）。关键参数控制：浇铸温度：模内硅液温度需维持在1400~1500℃，通过流槽冷却水套（水温≤50℃）调节，每浇铸5模检测一次温度，偏差超过±50℃时需暂停作业。浇铸速度：初始阶段（模内液位0~1/3）速度控制在30~50kg/min，防止冲击飞溅；中期（1/3~2/3液位）提升至80~100kg/min；末期（2/3至满模）降至20~30kg/min，避免产生气泡。液位控制：采用激光液位传感器实时监测模内液位，满模度控制在90%~95%，确保硅液凝固后留有足够收缩空间。（三）冷却与脱模作业冷却阶段控制：自然冷却：浇铸完成后静置10~15min，使硅液表面初步凝固形成crust层，防止直接冷却导致表面开裂。强制冷却：启动风机对模具进行风冷（风速1.5~2m/s），30min后开启喷淋装置（水温≤30℃），控制冷却速度为5~8℃/min，总冷却时间根据硅块厚度确定（50mm厚度冷却时间≥2h，100mm厚度≥4h）。温度监测：通过热电偶检测硅块中心温度，降至200℃以下方可进行脱模作业。脱模操作：使用专用脱模钩（高强度合金钢材质）钩住模具吊耳，通过天车缓慢提升模具（提升速度≤0.5m/s），确保硅块与模具完全分离。脱模后硅块需放置在指定冷却平台继续冷却至室温（≤60℃），避免热硅块直接接触潮湿地面产生氢气（H₂）聚集。（四）硅块破碎与修整破碎作业：采用颚式破碎机（破碎粒度50~150mm）对冷却后的硅块进行破碎，破碎前需清除表面粘渣（厚度≤3mm），防止杂质混入。质量分选：按GB/T2881-2014标准对硅块进行人工分选，剔除夹渣、裂纹、气孔等缺陷产品（缺陷面积占比≤5%为合格品），分级存放于不同料仓（Si97、Si99、Si99.5等牌号需分区存放）。四、设备维护与保养（一）日常维护（每班进行）流槽清理：每班作业结束后，使用风镐清除流槽内残留硅渣，用耐火泥修补破损部位，涂刷一层0.5mm厚的碳化硅涂料（SiC含量≥90%），延长使用寿命。模具维护：模具使用后需进行喷砂处理（砂粒粒度0.2~0.5mm），去除内壁残留硅粉，检查模具变形量（挠度≤2mm/m），超标模具需进行校直或更换。润滑管理：对天车轨道、流槽调节阀门等运动部件加注耐高温润滑脂（滴点≥200℃），加注量以油脂溢出轴承间隙为宜。（二）定期保养（每周/每月）每周保养：检查流槽内衬厚度（剩余厚度≥原厚度的1/2），更换老化冷却水管（使用周期≤3个月），校准测温仪器（误差≤±10℃）。每月保养：对模具进行退火处理（加热至600℃，保温2h，随炉冷却），消除内应力；检查天车钢丝绳磨损情况，断丝数超过10%时立即更换。五、安全风险防控与应急处理（一）主要安全风险高温危害：硅液温度高达1600℃，可能导致烫伤（接触温度＞50℃即可能造成灼伤）、火灾（引燃易燃物）等事故。有毒气体：硅液与潮湿物料接触会产生一氧化碳（CO）、氢气（H₂）等气体，CO浓度超过30mg/m³时可能导致中毒，H₂与空气混合达到4%~75%浓度时存在爆炸风险。机械伤害：天车、破碎机等设备运行时，违规操作可能导致挤压、碰撞、卷入等伤害。（二）风险防控措施高温防护：作业区域设置隔热挡板（厚度≥50mm），操作人员与高温硅液保持≥2m安全距离，禁止在流槽正上方停留。气体监测：安装固定式CO检测仪（报警阈值≤24mg/m³）和H₂检测仪（报警阈值≤1%LEL），每小时记录一次数据，超标时立即启动排风系统（风量≥5000m³/h）。机械安全：设备转动部位加装防护罩（网孔直径≤5mm），天车操作实行“一人操作、一人监护”制度，严禁超载运行。（三）应急处理程序硅液泄漏事故：立即启动应急沙箱，用干砂覆盖泄漏硅液（覆盖厚度≥100mm），禁止用水直接扑救（防止蒸汽爆炸）。切断电炉出硅口，撤离下风向人员至安全区域（上风侧50m外），佩戴正压式呼吸器（供气时间≥30min）进行处理。人员烫伤处理：轻微烫伤（表皮红肿）：立即用流动冷水冲洗伤处15~30min，涂抹烫伤膏后就医。严重烫伤（真皮破损、水泡）：避免刺破水泡，用无菌纱布覆盖伤处，立即送医（就医时间≤30min）。气体中毒事故：立即将中毒人员转移至空气新鲜处，解开衣领保持呼吸道通畅，若呼吸停止，立即实施心肺复苏（CPR），同时拨打急救电话（120）。六、质量控制与记录管理（一）质量控制指标化学成分：Si含量（Si97≥97%，Si99≥99%），杂质元素（Fe≤0.5%，Al≤0.5%，Ca≤0.3%）需符合订单要求，每批次取样检测不少于3次。物理性能：硅块密度≥2.3g/cm³，气孔率≤2%，表面平整度误差≤5mm/m，无明显裂纹（长度＞50mm为不合格）。（二）记录管理要求操作人员需实时填写《浇铸岗位生产记录》，内容包括：每炉硅液温度、浇铸时间、冷却参数；设备运行状态（如流槽堵塞、模具损坏等异常情况）；产品质量检测结果（硅含量、杂质数据等）。记录需字迹清晰、数据准确，保存期限≥2年，每月提交质量管理部门审核。七、岗位纪律与考核标准纪律要求：严禁擅自调整工艺参数（如浇铸温度、冷却时间），严禁无证操作特种设备，严禁在作