時間：2024-01-12 15:37:48
序論：在您撰寫工業(yè)硅冶煉技術(shù)時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導您走向新的創(chuàng)作高度。
關(guān)鍵詞:靈活就業(yè);歸屬感;員工績效;互動儀式鏈;
1 概念界定
1.1 靈活就業(yè)
靈活就業(yè)是指工作時間、工作地點、工作報酬、工作福利等方面都不固定的一種就業(yè)形式。20世紀70年代國際勞工組織提出了非正規(guī)就業(yè)的概念，這可以被視為對靈活就業(yè)的最早研究(王永潔，2018)。2001年，我國官方在《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十個五年計劃》的人口就業(yè)與社會保障重點專項規(guī)劃中也首次提出靈活就業(yè)，提到要引導勞動者轉(zhuǎn)變觀念，采取非全日制臨時性、階段性和彈性工作時間等多種靈活的就業(yè)形勢，提倡自主就業(yè)。靈活就業(yè)以其時間地點的靈活性在各國越來越受歡迎，但也由于就業(yè)短期性、不穩(wěn)定性的特點使得雇主和雇員之間很難產(chǎn)生較強的信任感、忠誠度和歸屬感(王利軍，2017)。
本研究選取的研究對象——美團外賣，是在靈活就業(yè)得到廣泛應(yīng)用背景下的典型平臺，外賣騎手作為靈活就業(yè)員工，其工作現(xiàn)狀以及績效水平可以作為深入分析靈活就業(yè)優(yōu)勢和弊端的切入點。通過調(diào)查美團外賣靈活就業(yè)員工，聚焦歸屬感缺失問題，借助互動儀式鏈理論助力靈活就業(yè)者績效提升歸屬感。
1.2 歸屬感
“歸屬感”一詞歷史由來已久，其中馬斯洛需求層次理論指出，歸屬感存在于生理需要和自尊需要之間，認為歸屬感可以讓個體在組織中感受到被愛和被接受的感覺(鄧昳莟，2020)。歸屬感理論也認為人類具有與他人進行積極互動、維持良好社會關(guān)系的需求(王榮，2013)。在物質(zhì)和精神兩方面的共同作用之下，員工會在企業(yè)工作一段時期后從心理上對企業(yè)產(chǎn)生認同感、公平感、安全感等，認同企業(yè)的價值觀，對企業(yè)產(chǎn)生高度的信任，從而將企業(yè)利益作為自己在企業(yè)內(nèi)行事的出發(fā)點，盡其所能為企業(yè)做出自己的貢獻，達到提高企業(yè)績效的目的。
歸屬感是現(xiàn)代企業(yè)組織績效評價體系中評價員工滿意度的指標之一，其形成是一個非常復雜的過程，會受到企業(yè)文化、人際關(guān)系、溝通和領(lǐng)導方式等因素的影響，一旦形成后，將會在一定程度上增強員工的自我約束力和責任感，調(diào)動員工的工作積極性從而形成自我激勵，最終推動個人績效提升，對企業(yè)的發(fā)展尤為重要。讓員工產(chǎn)生歸屬感，是企業(yè)贏得員工忠誠以及增強自身凝聚力、向心力和競爭力的根本所在。
1.3 互動儀式鏈
美國社會學家蘭德爾·柯林斯提出，互動儀式鏈是兩個及以上的個體在一定的情境中不斷互動，通過高度的相互關(guān)注建立起情感連帶，進而激感能量的理論。在企業(yè)中運用該理論，有利于建立起成員的群體身份認同，形成企業(yè)與員工之間良好的線性互動關(guān)系，進而促進員工和企業(yè)的績效提升。
一個生態(tài)化的互動儀式鏈由四個核心要素構(gòu)成：一是現(xiàn)場互動。當兩個及兩個以上的個體匯聚在同一個場所中時，盡管他們沒有特意關(guān)注對方，但現(xiàn)場的互動也一定會讓他們相互之間產(chǎn)生影響，這也是互動儀式鏈的首要前提。二是群體設(shè)限。處于同一情境中的成員往往具有一定的相似性，也因此會對外部成員產(chǎn)生一定的排外傾向，他們會根據(jù)團隊屬性來確定團隊成員，將不屬于他們集體的成員排除在外。三是共同聚焦。在同一場所，同一情境中的成員會將他們的注意力放在相同的活動或?qū)ο笊?，也即是他們聚焦于大家共同感興趣的事件，并在相互交流中深化對共同焦點含義與意義的理解。四是情感分享。由于在同一情境中的成員具有共同的焦點與興趣，因此在對共同焦點的交流探討中往往能分享彼此的情感體驗，形成共同的情緒反應(yīng)。當具備這四個核心要素時，企業(yè)成員在現(xiàn)場互動中通過對共同聚焦的交流討論達成共識，能夠增強成員之間的凝聚力，并對企業(yè)產(chǎn)生較強的歸屬感和忠誠度。當個體在團隊或組織中產(chǎn)生歸屬感與認同感時，他們會自覺維護組織的利益與名譽，建立起責任感與相互信任，朝著共同目標前進，最終實現(xiàn)企業(yè)績效提升。
本項目通過深入了解靈活就業(yè)的發(fā)展狀況以及靈活就業(yè)者對企業(yè)的歸屬感程度，將傳統(tǒng)的人力資源管理與互動儀式鏈理論相結(jié)合，探析基于互動儀式的情景、情感和符號要素，對應(yīng)靈活就業(yè)員工的利益訴求，為人力資源管理的各個環(huán)節(jié)提供指導、優(yōu)化的作用，從而喚醒靈活就業(yè)者的群體歸屬感，充分實現(xiàn)靈活就業(yè)的價值，促進企業(yè)績效的提高。
2 現(xiàn)狀分析
2.1 靈活就業(yè)員工缺乏勞動權(quán)益保障
新型勞動關(guān)系條件下，企業(yè)與靈活就業(yè)者的勞動關(guān)系短期化使雙方主要靠經(jīng)濟利益達成共識。單純地以物質(zhì)作為雙方合作的支撐點，必然會導致靈活就業(yè)雙方勞動關(guān)系松散，企業(yè)對靈活就業(yè)員工勞動權(quán)益保障關(guān)注不夠，沒有保障靈活就業(yè)者法定的權(quán)益(肖巍，2020)。企業(yè)一方面對靈活就業(yè)員工實行彈性工作制和特殊工時制，另一方面卻變相導致了靈活就業(yè)員工的工作任務(wù)的增加和相對報酬的減少，與正式員工相比難以做到同工同酬，勞動報酬權(quán)沒有得到保障。除此之外，不同地區(qū)社會保障規(guī)定和實施也存在差異，當前靈活就業(yè)相關(guān)權(quán)益保障制度不完善，部門監(jiān)管不到位，這給靈活就業(yè)的社會保障增加了難度(關(guān)博，2019 )。
2.2 靈活就業(yè)固有缺陷制約員工績效提升
在靈活就業(yè)這種新型勞動關(guān)系條件下，雇傭關(guān)系更具柔性，勞動力的流動性得到了增強，員工有了更多自由選擇的空間，同時企業(yè)也降低了一定的人力成本。但正是因為靈活就業(yè)工作時間彈性化、場所不固定、薪酬不穩(wěn)定的特征，雇主和雇員之間互動較少，勞動關(guān)系不緊密，并且雙方更關(guān)注自身的物質(zhì)利益，如企業(yè)關(guān)注經(jīng)濟效益、員工關(guān)注薪酬和福利保障等。因此，靈活就業(yè)增強了流動性，而流動性增加了不安全感(肖巍，2019),長期在這種情況下，靈活就業(yè)者很難對雇主企業(yè)產(chǎn)生較強的歸屬感與承諾感，從而導致員工的工作積極性和滿意度降低，以及離職率的上升，不利于靈活就業(yè)員工績效的提升和靈活就業(yè)模式的可持續(xù)發(fā)展。
2.3 企業(yè)管理缺位難以塑造員工認同感
在靈活就業(yè)背景下，企業(yè)和員工的合作持久性不強，員工工作變動成為常態(tài)，因此企業(yè)常常會忽視員工對組織的期望，對于靈活就業(yè)人員的管理工作也未給予足夠的重視，如未能對員工的工作困難或利益訴求及時做出反應(yīng)等，從而導致員工對組織的信任度下降。另外，由于疫情的影響以及靈活就業(yè)本身的特點，目前大多靈活就業(yè)員工之間交流溝通較少，企業(yè)很少主動組建線下團建活動，員工之間積累的情感能量不足，難以塑造起團隊符號(胡子鳴，2020)。企業(yè)管理在這些方面的缺位導致員工難以對雇主企業(yè)產(chǎn)生一定的認同感，這些心理特征在一定程度上也制約了企業(yè)績效的提升。
3 實踐運用
3.1 健全相關(guān)機制，保障員工勞動權(quán)益
后疫情時代我國將不斷推進相關(guān)法律法規(guī)的完善，積極填補靈活就業(yè)員工權(quán)益保障的空白。靈活用工的企業(yè)應(yīng)該緊隨時代號召，促進自身內(nèi)部制度的健全，在靈活就業(yè)者的五險一金和相關(guān)福利給予上盡量和全日制雇用匹配，例如給予員工正常的高溫補貼和節(jié)假日福利，縮小兩者的不平等待遇。根據(jù)互動儀式鏈理論，運用多樣化激勵方式激發(fā)靈活就業(yè)者的情感能量，提升他們對企業(yè)滿意度的同時也將大大提升他們的績效，從而進一步和用工方建立良好穩(wěn)定的心理契約，克服靈活就業(yè)的固有缺陷，在靈活便捷和穩(wěn)定和諧中找到最佳平衡點。
3.2 提供培訓機會，培養(yǎng)員工就業(yè)能力
隨著知識經(jīng)濟時代的到來，員工更加注重企業(yè)給自身提供的職業(yè)培訓和發(fā)展機會而不僅僅是薪酬福利。靈活就業(yè)者中高學歷的人越來越多，這就要求企業(yè)增強對靈活就業(yè)者培訓與開發(fā)的重視，除了對新員工進行入職培訓等基礎(chǔ)項目之外，還需要加強對在職員工的培訓和技能開發(fā)等，讓員工意識到企業(yè)對他們職業(yè)發(fā)展的重視。企業(yè)需要考慮既能在短期內(nèi)滿足成本控制和利潤水平要求，又能夠為企業(yè)長期價值的增值提供幫助，不斷升級員工的能力，釋放每個人自主的創(chuàng)造力，在提高員工就業(yè)能力的基礎(chǔ)上，為組織核心競爭力提升做出貢獻。
3.3 增加現(xiàn)場互動，打破溝通壁壘
由互動儀式鏈理論可知，現(xiàn)場互動和情感分享是其中兩個核心構(gòu)成要素，企業(yè)可以適當安排線下活動，增進靈活就業(yè)者之間的溝通交流，打破原來由于時間地點靈活帶來的溝通壁壘。通過員工大會、定期的團建活動，如節(jié)假日慶?；顒?、員工表彰大會等現(xiàn)場互動，靈活就業(yè)者可以增進對同行業(yè)就業(yè)人員的了解，使得員工之間能在非正式的交流中相互理解，共同聚焦于企業(yè)目標，和企業(yè)形成無形的聯(lián)結(jié)，提高對自己及其他靈活就業(yè)者的認同感以及對企業(yè)的信任度、歸屬感。
3.4 傳遞企業(yè)文化，增進認同感
企業(yè)文化是企業(yè)中不可或缺的一部分，但目前企業(yè)在靈活就業(yè)者的管理方面存在缺失。由于靈活就業(yè)彈性大、時間地點靈活的固有特點，難以對其進行物質(zhì)文化、制度文化和精神文化的教育傳承。因此企業(yè)可以在培訓實施或績效考核中直接進行文化的塑造與傳遞，無形中達到讓靈活就業(yè)者認同企業(yè)文化，增進對企業(yè)的認同感這一目的。在此基礎(chǔ)上，個人目標得以與企業(yè)愿景一致，這也將助力員工提升工作績效，最終增加靈活就業(yè)企業(yè)績效。
4 結(jié)論與展望
隨著新經(jīng)濟新業(yè)態(tài)的發(fā)展，加之疫情的倒逼效應(yīng)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支撐，靈活就業(yè)在世界各地得到廣泛應(yīng)用。靈活性帶來便捷的同時讓靈活就業(yè)者和企業(yè)間的關(guān)系變得更加撲朔迷離，靈活就業(yè)是否適用于所有企業(yè)以及它對于企業(yè)績效是否始終利大于弊并未得到實證檢驗和普遍認可。與此同時，員工對組織的歸屬感又對其績效有著顯著影響，并在行動方面表現(xiàn)為員工工作效率的提升、工作質(zhì)量的優(yōu)化、工作內(nèi)容的充實等一系列工作績效的增強，但是對靈活就業(yè)者的歸屬感提升正是企業(yè)管理過程中容易被忽略的一部分。
因此，文章在文獻回顧、問卷調(diào)研和訪談分析的基礎(chǔ)上，通過對不同行業(yè)靈活就業(yè)者歸屬感和績效現(xiàn)狀的調(diào)查，分析企業(yè)對靈活就業(yè)員工心理需求的重視程度，在理論層面進行初步探索，通過運用互動儀式鏈理論來增強靈活就業(yè)者對于企業(yè)的認同感，在一定程度上為提升員工和企業(yè)的績效提供理論支持。在實踐層面針對員工工作滿意度下降和離職率上升等不良現(xiàn)象提出解決方案，推動傳統(tǒng)人力資源管理與互動儀式鏈理論相結(jié)合，提升靈活就業(yè)員工對于企業(yè)的身份感和認同感，從而促進個人工作效率的提高，實現(xiàn)員工與企業(yè)的雙贏。
疫情下的靈活就業(yè)模式不僅是一種應(yīng)急措施，更是未來的一種新趨勢。文章的研究是熱點話題，雖然在理論創(chuàng)新和解決機制等方面都有了較為科學的運用，但是不免還是有以下不足，希望別的學者能深入研究，促進靈活就業(yè)的長久發(fā)展。首先，歸屬感和靈活就業(yè)者績效可能因行業(yè)而異，因此要使不同行業(yè)、不同崗位的靈活就業(yè)者都對組織具有較強的歸屬感具有一定的難度與不可操作性。且本研究只對勞動密集行業(yè)的美團外賣進行了調(diào)查，但在實際情況中，知識密集型企業(yè)中的靈活就業(yè)員工的歸屬感問題可能更為重要，影響更為顯著。此外，不僅內(nèi)部心理因素會影響員工績效，外部環(huán)境等因素也可能會影響具體的管理實踐在促進員工工作態(tài)度或行為方面的效率。最后，盡管提出了運用互動儀式鏈理論的解決方法，希望能在勞動權(quán)益和培訓機會上給靈活就業(yè)者給予同等的機會，但未來的研究可以廣泛運用其他不同理論，在改善靈活就業(yè)者績效的內(nèi)外因素上賦予更多的思考。
參考文獻
[1]王永潔國際視野中的非標準就業(yè)與中國背景下的解讀一-兼論中國非標準就業(yè)的規(guī)模 與特征[J].勞動經(jīng)濟研究, 2018,6(6)-95-115.
[2]王利軍靈活就業(yè)員工的心理契約:內(nèi)涵、特征及平衡機制[J] 經(jīng)濟經(jīng)緯, 2010(3):87-91.
[3]鄧跌苔,劉愛書，申瑞琴- -般歸屬感量表中文版在大學生群體中的效度和信度[J]中國心理衛(wèi)生雜志, 2020,34(9):790-794.
[4]王榮,魯崢嶸,蔣獎.工作場所排斥與員工角色內(nèi)外行為:歸屬感的中介作用[J].心理科學, 2013,36(5):1176-1180.
[5]肖巍.“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下靈活就業(yè)的勞動關(guān)系探析[J].思想理論教育，2020(5):42-47.
[6]關(guān)博加快完善適應(yīng)新就業(yè)形態(tài)的用工和社保制度[J].宏觀經(jīng)濟管理, 2019(4):30-35.
[7]肖巍靈活就業(yè)、新型勞動關(guān)系與提高可雇傭能力[J]復旦學報(社會科學版),2019,61(5):159-166.
摘要:
試驗以洗精煤、石油焦、電解鋁殘陽極、復合球團等還原劑代替部分木炭進行工業(yè)硅的冶煉，試驗效果都不太理想，產(chǎn)量、產(chǎn)品質(zhì)量等各項指標都較使用木炭時有所下降。為了彌補單一還原劑的不足，采用洗精煤+石油焦+廢陽極+復合球團+疏松劑的組合還原劑替代部分木炭，試驗效果理想，不僅提高了硅冶煉還原劑的反應(yīng)活性，改善了爐料的透氣性，降低了還原劑灰分帶入的雜質(zhì)，工業(yè)硅產(chǎn)品質(zhì)量有所提高，同時降低了生產(chǎn)成本，經(jīng)濟效益明顯。組合還原劑的使用，拓展了工業(yè)硅還原劑的來源，減少了木炭的使用，間接保護了森林資源，符合了公司降本增效，節(jié)能環(huán)保的生產(chǎn)理念。
關(guān)鍵詞:
還原劑;替代;工業(yè)硅
化學級金屬硅是多晶硅、有機硅、半導體、光電子用硅等高端硅材料生產(chǎn)的基本原料，也是多種合金材料冶金的重要輔料［1］。無論國內(nèi)還是國外對金屬硅材料的需求量均較大，因此金屬硅生產(chǎn)產(chǎn)能都在不斷增加，2012年全國工業(yè)硅產(chǎn)量113萬噸，2013年產(chǎn)量145萬噸，2014年產(chǎn)量為170萬噸，國內(nèi)工業(yè)硅產(chǎn)量呈現(xiàn)較快增長［2］?；瘜W級金屬硅是以硅石為原料，以木炭等為還原劑，在礦熱爐中通過還原冶煉而得。木炭因具有固定碳高、灰分低、比電阻大、還原性和透氣性好等優(yōu)點，一直作為傳統(tǒng)金屬硅生產(chǎn)的理想還原劑應(yīng)用〔3〕，而石油焦、洗精煤等碳質(zhì)還原劑由于各方面的原因，在傳統(tǒng)冶煉中只能少量配入〔4〕。據(jù)統(tǒng)計，生產(chǎn)1噸化學級金屬硅需要木炭1．6噸，而1噸木炭需要消耗約6噸木材，10立方米森林〔5〕，工業(yè)硅的生產(chǎn)需要消耗大量森林資源，嚴重破壞生態(tài)環(huán)境。隨著社會對環(huán)境保護，生態(tài)建設(shè)意識的增強，禁止砍伐破壞森林資源，使木炭的采購愈趨困難，價格攀升，致使金屬硅生產(chǎn)成本不斷上升，企業(yè)效益急劇下降，木炭的使用已成為制約硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸問題。針對這一情況，選擇其他一些來源廣泛，價格便宜的碳質(zhì)還原劑勢在必行。
1還原劑的選擇
工業(yè)硅的冶煉對還原劑的要求是固定碳高、灰分低、揮發(fā)分適中、比電阻大、化學反應(yīng)活性強及有一定機械強度，因此能用于工業(yè)硅冶煉的碳質(zhì)還原劑有木炭、低灰分洗精煤、石油焦等〔6〕。煙煤具有比電阻大、化學反應(yīng)活性強等優(yōu)點，但也具有灰分高，固定碳較低的缺點。煙煤經(jīng)過化學處理和機械富集，可以降低其中灰分，得到的低灰分煤稱為洗精煤，優(yōu)質(zhì)煙煤的灰分可以降低到3．0%左右，可以滿足工業(yè)硅生產(chǎn)要求。大量試驗證明使用洗精煤能使爐料沉料緩慢，爐況較使用木炭穩(wěn)定，刺火現(xiàn)象減少，搗爐周期延長，減少工人勞動強度〔7〕。因此低灰分洗精煤是較理想替代木炭的還原劑。石油焦具有固定碳含量高、灰分極低的優(yōu)點，但存在著高溫下易石墨化造成還原活性低、高溫比電阻低、透氣性較差等缺點〔5〕。在工業(yè)硅生產(chǎn)中不宜全部使用石油焦，應(yīng)與其他比電阻大的還原劑配合使用，冶煉過程中還應(yīng)加入疏松劑提高爐料透氣性。鋁電解殘陽極具有固定碳含量高、燒損低的優(yōu)點。在工業(yè)硅冶煉過程中，由于木炭質(zhì)量輕、反應(yīng)活性強等原因，難以沉入爐底，使得爐底長期處理缺碳狀態(tài)，電極消耗量大，鋁電解殘陽極可以起到爐底補碳作用。云南永昌硅業(yè)股份有限公司選用低灰分洗精煤，燒結(jié)性能好的石油焦，鋁電解殘陽極，碳質(zhì)還原劑粉料制成的復合球團等還原劑替代部分木炭進行工業(yè)硅冶煉，為了保證爐內(nèi)的透氣性加入木塊作為疏松劑。
2試驗
2.1試驗原料本次試驗用低灰分洗精煤、石油焦、鋁電解殘陽極、復合球團、疏松劑等還原劑替代部分木炭進行工業(yè)硅的冶煉，為了保證試驗期間生產(chǎn)正常進行及產(chǎn)品質(zhì)量，對所用到的還原劑物理化學性質(zhì)提出嚴格要求，試驗原料的物理化學成分分析如表1所示。
2.2試驗方案試驗擬逐一使用上述還原劑替代部分木炭，考察試驗期間工業(yè)硅平均日產(chǎn)量、產(chǎn)品質(zhì)量、單耗、成本等指標，分析替代木炭的可行性。試驗在25500kVA矮煙罩半封閉旋轉(zhuǎn)式電弧爐上進行，設(shè)備參數(shù)如表2所示。
3結(jié)果與討論
3.1洗精煤替代木炭自2011年7月起在5#、6#、7#礦熱爐開展了洗精煤替代木炭試驗研究工作。利用洗精煤具有的特性，綜合考慮其他因素將其按配比作為金屬硅冶煉還原劑，試驗在原有配料的基礎(chǔ)上，加大洗精煤的配入量，逐步減少木炭的使用量。從數(shù)據(jù)分析，洗精煤在金屬硅冶煉中應(yīng)用，因其反應(yīng)活性低、透氣性差等因素的影響，增加用量后在一定程度上制約了生產(chǎn)產(chǎn)量的提高，當洗精煤替代木炭由15%上升到30%后，工業(yè)硅日產(chǎn)量由50.38噸下降到48.72噸，下降了3.30%;使用洗精煤后，爐況比較穩(wěn)定，同時儀表數(shù)值波動小，這些都利于冶煉操作，相應(yīng)的冶煉電單耗下降;同時由于洗精煤燒損較木炭少，相應(yīng)的碳單耗有所下降;洗精煤雜質(zhì)含量較木炭高，產(chǎn)品質(zhì)量有所下降，表現(xiàn)為441級以下產(chǎn)品產(chǎn)出率有所上升。
3.2石油焦替代木炭自2011年7月起在5#、6#、7#礦熱爐開展了石油焦替代木炭試驗研究工作。在原有配料比的基礎(chǔ)上，加大石油焦的配入量，相應(yīng)的逐步減少木炭的使用量，試驗結(jié)果如表4所示。從數(shù)據(jù)分析，石油焦在金屬硅冶煉中應(yīng)用，因其反應(yīng)活性低、透氣性差等因素的影響，增加用量后在一定程度上制約了生產(chǎn)產(chǎn)量的提高，石油焦比例用量由17.4%增加到26.4%，工業(yè)硅日產(chǎn)量由50.38噸下降至48.08噸，下降4.57%;使用石油焦后由于透氣性差的原因，爐況不太穩(wěn)定，刺火較多，表現(xiàn)為電單耗上升;石油焦固定碳含量高，石墨化程度較高，易于沉入爐底，起到爐底補碳作用，相應(yīng)的電極單耗下降;石油焦較木炭燒損少，相應(yīng)的碳單耗下降;石油焦灰分相當?shù)停尤胧徒固娲咎肯鄳?yīng)的可以減少雜質(zhì)的帶入，表現(xiàn)為441級以下產(chǎn)品產(chǎn)出率下降明顯。
3.3鋁電解殘陽極替代木炭自2011年1月起在7號礦熱爐開展鋁電解殘陽極替代木炭的試驗研究，項目最終實現(xiàn)了15%的木炭替代量，試驗結(jié)果如表5所示。殘陽極投入期間取得了日產(chǎn)量下降3.13噸，下降2.24%，電極單耗下降30kg，下降4.84%，碳單耗下降0.003t，下降2.56%，電耗下降160kWh/t，下降1.25%。從產(chǎn)品質(zhì)量對比得出，加入殘陽極期間，441級以下產(chǎn)品產(chǎn)出率由加入前的2.56%上升到5.58%，上升3.02%，主要是由于殘陽極含鐵等雜質(zhì)較高?？傮w而言鋁電解廢陽極固定碳含量高、揮發(fā)分及灰分低，反應(yīng)活性低，透氣性差，弱化了硅熔煉能力，試驗期間爐況穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)量下降、部份指標單耗下降，試驗效果良好。初步證明了用鋁電解殘陽極部分替代木炭在生產(chǎn)工藝上是可行的。同時能使鋁電解廢陽極變廢為寶，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。
3.4復合球團替代木炭在使用木炭、洗精煤、石油焦、廢陽極等碳質(zhì)還原劑冶煉工業(yè)硅時，為保證爐料透氣性，粉料不能入爐，因此堆存大量還原劑粉料，造成資源浪費。公司自2011年2月起組織開展金屬硅生產(chǎn)用球團工業(yè)化應(yīng)用技術(shù)研究工作，試驗用各種碳類粉料制備出復合球團產(chǎn)品，并將球團投入公司7#礦熱爐進行金屬硅冶煉生產(chǎn)，試驗用復合球團實現(xiàn)了4%的木炭替代量。相對于其他還原劑，復合球團的固定碳含量相對較低，鐵等雜質(zhì)含量偏高，大量使用會影響到產(chǎn)品質(zhì)量，當少量使用時對產(chǎn)品質(zhì)量影響較小。經(jīng)過生產(chǎn)使用，證明了復合球團在金屬硅生產(chǎn)中應(yīng)用是可行性的。利用此工藝，一方面使粉料資源得到了綜合回收利用，提高了企業(yè)經(jīng)濟效，降低了環(huán)境污染;另一方面為木炭還原劑替代找到了新的渠道，實現(xiàn)了金屬硅生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。
3.5組合還原劑替代木炭為了彌補單一還原劑的不足，擬采用洗精煤+石油焦+廢陽極+復合球團+疏松劑的組合還原劑。2011年6月采用洗精煤替代20%的木炭，石油焦替代26.4%的木炭，廢陽極替代6%的木炭，復合球團替代4%的木炭，同時疏松劑的使用量每批次由60kg提升至100kg，共替代60%左右的木炭量，試驗結(jié)果如表6所示。采用組合還原劑生產(chǎn)以后，工業(yè)硅平均日產(chǎn)量比用木炭生產(chǎn)略有下降，這主要是因為石油焦和洗精煤的反應(yīng)活性較木炭差，導致硅生成化學速率整體變慢;同時硅的直收率升高、電單耗下降、固定碳單耗下降、熱停爐事故率下降，這些主要是因為采用組合還原劑生產(chǎn)后爐況平穩(wěn)，熱停爐事故減少，很少出現(xiàn)明顯刺火、爐眼噴火等現(xiàn)象，因此氣態(tài)SiO隨煙氣溢出量減少，熱量損失較少，碳燒損減少;441級以下產(chǎn)品產(chǎn)出率也較使用木炭時有所下降，這主要是因為在組合還原劑中配入的低灰分含量的石油焦量較多，總體帶入爐內(nèi)的雜質(zhì)量下降了;使用組合還原劑后雖然煙管進口溫度有所上升，但是溫度在煙管可耐受溫度范圍內(nèi)，對生產(chǎn)影響不大，同時更高的煙氣溫度對公司的煙氣余熱發(fā)電廠有利;組合還原劑生產(chǎn)工業(yè)硅需提升電爐有功功率，這是因為石油焦和洗精煤的反應(yīng)活性較木炭差，提升有功功率可以提升電爐溫度，促進煤焦化學反應(yīng)速率的提升;組合還原劑生產(chǎn)工業(yè)硅平均成本下降了452元/t，這是由于硅的直收率升高減少了原料的投入量，電單耗下降，爐況穩(wěn)定熱停爐減少，組合還原劑價格也較木炭低。
4結(jié)語
通過以上試驗可以看出，在單獨使用某類還原劑替代木炭生產(chǎn)工業(yè)硅時，試驗效果都不太理想。經(jīng)試驗證明，組合還原劑的使用提高了硅冶煉還原劑的反應(yīng)活性，改善了爐料的透氣性，使礦熱爐硅產(chǎn)量上升;降低了還原劑灰分帶入的雜質(zhì)，入爐物料雜質(zhì)量得到了有效保障，更重要的產(chǎn)品品級率得到明顯提高;各項技術(shù)指標都較使用木炭為優(yōu)，同時設(shè)備運行穩(wěn)定且安全可靠，生產(chǎn)成本也得到了有效降低，給公司帶來了可觀的經(jīng)濟效益。木炭使用量的減少還可以間接保護森林資源，環(huán)保效益顯著。
參考文獻:
［1］孫德勝，康維．實用工業(yè)硅技術(shù)［M］．北京:化學工業(yè)出版社，2005，11－19．
［2］趙家生．我國工業(yè)硅行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展建議［A］．中國有色金屬工業(yè)協(xié)會硅業(yè)分會．2015(首屆)中國硅產(chǎn)業(yè)鏈峰會論文集［C］．2015．1－6．
［3］甘代順．以煤替代木炭生產(chǎn)工業(yè)硅［J］．鐵合金，2002，163(2):25．
［4］鄒學柏，彭達，梁躍云．以煤代炭冶煉化學級金屬硅的試驗研究［J］．煤炭技術(shù)，2007，26(3):113－114．
［5］田建強．精煤在工業(yè)硅生產(chǎn)中的應(yīng)用［J］．輕金屬，2002，(8):49．
[關(guān)鍵詞]工業(yè)硅；硅渣提取；工藝
中圖分類號：TQ127.2 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）22-0392-01
1.引言
通過引用硅石作為原料，然后配以碳質(zhì)原料作為還原劑來進行融合。工業(yè)硅的含硅量需要達到97%才能符合標準，工業(yè)硅的用途較廣，會被經(jīng)常運用在高純度的半導體、以及生產(chǎn)硅橡膠等有機硅上。在目前云南的產(chǎn)量中，硅渣的含量達到了100000t/a[1]。很多企業(yè)在生產(chǎn)中不注重對硅渣的處理，因此造成的后果便是大量的額硅渣被堆砌在了廢棄的土地上，有時也會將它用在了鋪路上，這種現(xiàn)象導致了大量的土地資源被占用而無法得到有效的利用，在硅渣中，有接近15%的單質(zhì)硅沒有得到有效的提取而浪費。這種浪費如果利用一定的技術(shù)是可以被避免的。在云南的一家企業(yè)，經(jīng)過多年的研究尋找到了一種方法來處理現(xiàn)有成堆的硅渣情況。這種方法主要是以相關(guān)的技術(shù)對硅渣中的有效成分做簡單的回收，在得到硅質(zhì)后去掉其中所蘊含的雜質(zhì)，盡可能的將硅中的雜質(zhì)含量控制在一定范圍內(nèi)。這家企業(yè)已將這項技術(shù)申請了專利，并且在四川和云南省都得到了有效的應(yīng)用并取得了較佳的效果。
2.工業(yè)硅的雜質(zhì)
在提取工業(yè)硅時會摻雜著一些雜質(zhì)，這些雜質(zhì)主要由單質(zhì)和化合物的形式存在在原料中，通過熱力學的證明，三氧化鐵的還原溫度表現(xiàn)最低，在這之后的化學物就是二氧化硅，雖然溫度與其他的化合物存在著一定的差異，但是還原溫度低的這兩種在一定程度上還是能被還原的，而那些無法還原的化合物，比如三氧化鋁、氧化鎂等，這些都會在后續(xù)以熔渣的形式出現(xiàn)。這些熔渣的存在有一部分是能夠被觀察到的，他們呈淺色塊狀的形式存在，而有一部分我們無法僅僅通過肉眼來看到，更多的是使用顯微鏡來觀察，這些熔渣會以顆粒狀的形式被我們看到，并且他們會和硅一起摻雜在一起成為了我們后來提到的雜質(zhì)。
3.將硅與渣分離
通過將硅與渣分離的技術(shù)來提取出我們所需要的工業(yè)硅，因此，在具體的實現(xiàn)過程中我們主要還是以以下幾個步驟進行。首先研究人員會將有淺色塊狀和無法分辨的深色渣以人工的形式進行分離，通過分離后利用機器來做進一步的調(diào)整，盡可能的提高提出的硅含量。做完分離過程之后，我們需要利用熔煉的技術(shù)將原料中存在的硅的雜質(zhì)做進一步的處理。硅渣中的雜質(zhì)有兩種形式，一種是還原的另外一種則是非還原的形式。一般的，我們會在工業(yè)硅中加入相關(guān)的熔劑，比如5%到50%氧化二鈉[2]，配合50%到95%之間的二氧化硅，將兩者組成相應(yīng)的絮凝劑來降低熔渣的熔點，熔渣的熔點在未處理之前是保持在1450℃以上，而通過處理之后，我們會發(fā)現(xiàn)，他們的熔點將會降低到1000℃，除此之外，它還可以幫助降低熔渣中的密度，減少他們之間的粘度，這樣有利于幫助后續(xù)分離過程的有效進行。通過熔合劑的作用將熔渣中的雜質(zhì)全部分解，基本上得到的效果是可以減少幾乎83%的鋁雜質(zhì)，還有消除92%的鈣含量。由于溶劑重點額成分主要是以蘇大會、白云石等為主打，這種融合劑的優(yōu)勢在于其對硅所產(chǎn)生的效用不大，但是卻可以很好的將鋁和鈣氧化掉，做到了對其分離的目的。配料的工作時非常復雜且要求極高的一種過程，這種精確度較高的工作會在很大程度上影響到最終結(jié)果的質(zhì)量，也會涉及到對原料的消耗程度和對成本上的控制情況，為保證熔煉過程的有效進行，需要對配料的工作做到極致。
4.工藝流程
如上文所提到的，硅渣中所殘留的雜質(zhì)較多，因此，在冶煉的工藝上會首先通過人工的篩選來做第一步分離工作，之后再運用機器、配料。熔煉等方式促進分離過程的運行。在運用到的機器中我們主要選用的是振動篩來進行挑選，然后通過相應(yīng)的渠道將選出的原料運輸?shù)脚淞宪囬g中，在利用起重機來幫助將原料送到了操作平臺上，運用人工資源對原料進行加料處理。電梯純爐的容量一般是保持在了1500到4000的KVA水平上，爐子所使用的時間是相對較短的，因此需要2個爐體來保障爐子的正常運行。我們對原料的冶煉一般會持續(xù)在2到3個小時之間，兩臺爐子輪流工作，也不會產(chǎn)生加料和出料兩個過程的重合。經(jīng)過了電提純爐的冶煉，將其中的硅熔體引導鐵水包中，然后運用相關(guān)的運輸設(shè)備將其傳遞到澆注區(qū)進行鑄模的處理，之后會有相關(guān)的工作人員對其進行破碎的處理，然后加以檢查，保證產(chǎn)品的合格率之后可驗收入庫[3]。
5.成本分析
經(jīng)過統(tǒng)計，將硅渣中的硅含量提取出來制成工業(yè)硅，其總共的消耗大概會保持在7500元每小時的水平上，而其中包含的可變成本的比例將近90.77%，因此相應(yīng)的固定成本就只有不到10%d的比例。原料的費用在總成本中也占據(jù)了超過一半的水平，這些都是項目正常運行的重要節(jié)點，也是我為了提高經(jīng)濟效益的重要措施，企業(yè)在這樣的技術(shù)水平下應(yīng)該盡可能的增加對于硅渣的回收率并且在最大范圍內(nèi)對產(chǎn)生的能耗實施控制，這樣才能加大上下級之間的交流與合作。
6.結(jié)語
硅渣中的含量進證實有超過15%的單質(zhì)硅，這些硅的含量如果沒有進行分離處置就會有可能被運用到鋪路的材料里面。利用相關(guān)的技術(shù)將合成的熔劑運用到分離過程中去，將硅與它周圍的雜質(zhì)有效的分離開來，對單質(zhì)硅加強提純的處理，是其能夠符合工業(yè)硅生產(chǎn)的標準。另外，高效的技術(shù)但是較低的成本，不僅是一種有利于節(jié)能減排的選擇，也更是為了提高企業(yè)自身的經(jīng)濟效益。
參考文獻
[1] 孫亞娟，王華，呂國強.工業(yè)硅生產(chǎn)過程的熱力學分析與優(yōu)化[J].硅酸鹽通報，2014，01：216-220.
關(guān)鍵詞：工業(yè)硅 生產(chǎn)要素 原料 設(shè)備 操作
引言
一直以來，工業(yè)硅在工業(yè)生產(chǎn)過程中是一項具有重要地位的原材料。它包括了硅鐵、鍺硅合金、硅鈷、硅青銅、鐵硅合金、鋅硅合金、硅鈦鐵合金、鎳硅合金、鋁鎂、硅合金、銅硅合金等等；工業(yè)硅涉及的范圍領(lǐng)域非常廣泛，不僅是生產(chǎn)硅鋁合金、硅青銅等產(chǎn)品的重要原材料，同時它還是生產(chǎn)硅橡膠、有機硅樹脂等化工產(chǎn)品的原材料。其中硅鋁合金的主要用途是在內(nèi)燃機、太陽能電池等材料方面；當前，工業(yè)硅的使用范圍正逐漸在擴大，在冶金、航空、船舶、化工、電器方面都得到了普遍的使用。可以說，工業(yè)硅的應(yīng)用范圍會隨著社會的不斷發(fā)展而擴大，并且在未來社會中的地位也會越來越重要。本文主要從硅產(chǎn)品原料的選擇與配置、產(chǎn)品設(shè)備更新以及操作方法改進這三方面具有的協(xié)調(diào)性進行了分析與研究，以供相關(guān)人士參考。
1．冶煉工業(yè)硅的原料
冶煉工業(yè)硅的原料主要有硅石、碳質(zhì)還原劑。由于對工業(yè)硅生產(chǎn)中的鋁、鈣、鐵的含量有明確的規(guī)定，所以，對工業(yè)硅的原料比較嚴格。
1．1硅石
1．1．1硅石的化學成分
由于硅石與所含的雜質(zhì)數(shù)量的多少會對生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量以及經(jīng)濟效益造成一定的影響，部分企業(yè)使用化學成分見下表。
1．1．2對硅石的物理性能提出的要求
筆者認為，硅石應(yīng)具備抵抗爆震的能力以及較高的熱穩(wěn)定性能，尤其在容量較大的工業(yè)硅電爐中更要具備這些性能。
對于硅石顆粒的大小，應(yīng)參照工業(yè)硅電爐的具體容量進行。如果電爐容量低于5千伏安，那么，所使用的硅石顆粒大小應(yīng)以25至80 mm比較合適；如果電爐容量達到了5至16.5千伏安時，所使用的硅石顆粒大小應(yīng)以50至100mm較為合適。
硅石在進入工廠之后將其破碎、用水沖洗，以避免石粉、泥土等物質(zhì)中含有雜質(zhì)?，F(xiàn)階段，已經(jīng)有不少生產(chǎn)工業(yè)硅的企業(yè)，在礦山中挖掘硅之后，選擇質(zhì)量高的的礦石，將其破碎、篩分、用水沖洗之后變?yōu)闃藴屎细駢K進入工廠并經(jīng)過再次水洗，具有極高的經(jīng)濟實用價值。
1．2碳質(zhì)還原劑
碳質(zhì)還原劑的種類比較多并且其生產(chǎn)地范圍廣泛；我們在選擇碳質(zhì)還原劑過程中，應(yīng)以含量高的固定碳以及含量低的灰分、化學性質(zhì)活潑的碳質(zhì)還原劑為主。在實際使用過程中，應(yīng)將幾種類型不同的還原劑進行合理的搭配進行使用，從而使其不同的還原劑具有的性能能夠形成互補，以確保實際使用過程中具有較高的效果。
現(xiàn)階段，各個生產(chǎn)工業(yè)硅企業(yè)所使用的碳質(zhì)還原劑一般有：木炭、木塊等多種還原劑。
1．2．1木炭
木炭具有較大的電阻率、較高的氣孔率、化學性質(zhì)活潑的特點；其存在不足的地方是較低的固定碳含量、較高的灰分含量、使用的原料煅燒后的燒結(jié)性能較差、燒損率較高等缺點，通常要求固定碳應(yīng)大于等于百分之七十八，顆粒大小應(yīng)大于3mm或者小于80mm。在配料過程中必須按照固定碳的實際含量進行統(tǒng)一的折兌計算。
1．2．2木塊
木塊的性質(zhì)與木炭差不多，其在爐內(nèi)干餾之后，爐料下層的氣孔率比較高，化學活潑性能比木炭要好。應(yīng)將木塊表面含有的雜物與泥土進行清洗，并且對木塊的尺寸還有著嚴格的要求，以100×50×40mm左右的木塊為準，木塊尺寸小一點的也可以用。
上述所說的兩種還原劑，在使用過程中必須進行合理的搭配，使其性能互補，這對于提高冶煉效果有很大的幫助。
2．冶煉工業(yè)硅設(shè)備條件
2．1工業(yè)硅電爐的電極
當前，國內(nèi)工業(yè)硅的生產(chǎn)與西方國家先進水平相比，還存在著較大的差距；具體體現(xiàn)在：國內(nèi)工業(yè)硅電爐容量小、生產(chǎn)設(shè)備滯后、勞動生產(chǎn)水平不高等。在前幾年，我國工業(yè)硅電爐容量僅僅有6.3千伏安，并且實際經(jīng)濟效益不高。而西方國家工業(yè)硅電爐容量已經(jīng)達到了10至50千伏安。而造成這種現(xiàn)象的主要原因就是西方國家容量大的工業(yè)硅電爐通常采用的都是價格較低且直徑大的碳素電極。前幾年，我國工業(yè)硅在生產(chǎn)過程中采用的都是價格高、直徑小的石墨電極，這不僅對工業(yè)硅生產(chǎn)效益造成嚴重的影響，同時也制約了工業(yè)硅生產(chǎn)的發(fā)展。
2．2工業(yè)硅電爐用搗爐機
搗爐機一般有三種類型，即全液壓、半液壓、機械；一般情況下，中型電爐普遍使用的是全液壓，小型電爐普遍使用的是半液壓和機械。筆者認為；對于大中型的電爐來說，搗爐機在實際搗桿過程中速度不能太快，以確保電極不被破壞。如果條件允許，應(yīng)將后退速度進一步加快，以確保產(chǎn)品增鐵。
2．3工業(yè)硅電爐技術(shù)參數(shù)
當一臺電爐的產(chǎn)量確定之后，其電氣參數(shù)與工藝參數(shù)也都會隨之而被確定，不過這兩種參數(shù)必須在一定的規(guī)律條件下保持協(xié)調(diào)一致，這樣，電爐在實際生產(chǎn)過程中才會具有較高的經(jīng)濟效益。
3．冶煉工業(yè)硅的工業(yè)技術(shù)
3．1技術(shù)條件
3．1．1電爐設(shè)備運行較為穩(wěn)定
電爐本身具有卷揚、短網(wǎng)、動力等系統(tǒng)性的特征，因此，其在實際運行過程中較為穩(wěn)定，安全性能高。
3．1．2料面平穩(wěn)、均勻下降
整體爐料體現(xiàn)出爐心高、周邊低的椎體形狀分散在電極周圍。料面火焰通常是從電極方向向著爐壁上漸低均勻排列，然后爐內(nèi)部氣體均勻的透過料面進行排出，有效料面在平穩(wěn)的狀態(tài)下逐漸下降。不會出現(xiàn)棚料、刺火等現(xiàn)象。
3．1．3出爐正常
出鐵口開通之后，流出來的硅液體應(yīng)該是清澈的，顏色有點發(fā)白，并且還要是暢通的。硅液體流出量應(yīng)與在冶煉過程中消耗后的電能、爐料消耗量保持一致。
3．2冶煉操作
冶煉工業(yè)硅主要是將合格的爐料放入正在運行的電爐中，通過操作人員根據(jù)專業(yè)的技術(shù)要求進行操作，確保爐料在電爐中能夠完成物理變化。
3．2．1搗爐
搗爐主要是對爐料表面及其表層進行全面的調(diào)整，依托于搗爐設(shè)備進行強制性的透氣與沉料。
首先，搗爐的操作速度要快，不僅要將爐料進一步疏松，以確保爐料能夠透氣與下沉；同時還要在不同程度上避免發(fā)生熱損失的現(xiàn)象，并且還要時刻的注意不讓爐料熔化搗爐設(shè)備使得產(chǎn)品出現(xiàn)增鐵的現(xiàn)象，不然產(chǎn)品質(zhì)量水平就會進一步下滑。
其次，搗爐并不是說將爐料進行大幅度的翻身，主要是保證爐料能夠疏松，以確保其具有良好的透氣性以及穩(wěn)定性。
另外，兩次搗爐中間，可以穿插扎眼；以提高爐料具有較高的透氣性能，從而大大降低了爐料的熱能散失。
3．2．2撥料
首先，撥料的速度必須快，從而有效的避免因部分鐵化進入到爐料內(nèi)部而對產(chǎn)品質(zhì)量造成嚴重的影響。其次，必須將粘料事先進行搗碎并將其撥到電極周圍，最后再鋪蓋一層新料。另外，用事先將熟料撥向電極根部，然后再將料面散料覆蓋到熟料上面。
4．結(jié)論
綜上所述可知；工業(yè)硅生產(chǎn)是一項系統(tǒng)性的復雜工程，因此，其在生產(chǎn)過程中，必須有一套較為完善、切實可行的質(zhì)量管理制度，并且還要將質(zhì)量管理制度貫徹落實到原料、設(shè)備、操作這三種要素中去，從而確保工業(yè)硅能夠持續(xù)穩(wěn)定的生產(chǎn)，進而使得生產(chǎn)工業(yè)硅企業(yè)取得良好的經(jīng)濟效益。
參考文獻：
[1] 張并立;工業(yè)硅冶煉中煤基炭做還原劑的工藝要求探討[J];有色礦冶;2001年05期
[2] 翁巧銀;工業(yè)硅生產(chǎn)中替代木炭的新型煤基還原劑的制備研究[D];昆明理工大學;2007年
一、德宏硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展的背景與現(xiàn)狀
隨著汽車、太陽能光伏、建筑、電力電子等行業(yè)的迅猛發(fā)展，對硅的需求量也日益劇增。德宏及周邊硅石礦產(chǎn)資源豐富，品位在95.5%以上的硅石儲量約有2億噸。同時，豐富而價廉的電力資源為德宏發(fā)展硅產(chǎn)業(yè)提供了可能，據(jù)統(tǒng)計，全州已建并投入運行的水電站共130座，裝機容量為266.28萬千瓦，在建成水電站24座，裝機容量56.2萬千瓦。“十一五”期間，德宏州為了有效解決汛期窩電的問題，制定出臺了硅電聯(lián)動的產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策，著力培育和發(fā)展以工業(yè)硅為主的電冶產(chǎn)業(yè)，使硅產(chǎn)業(yè)在德宏得到了快速發(fā)展，迅速成為僅次于電力、制糖行業(yè)的德宏州第3大支柱產(chǎn)業(yè)，拉動了德宏電力消費、運輸業(yè)、工業(yè)投資等發(fā)展，增加了農(nóng)民收入。
截至2012年6月，德宏工業(yè)硅生產(chǎn)企業(yè)已有36戶、電熱爐110臺、計153.78萬KVA、產(chǎn)能76.89萬噸。目前，已建成并投入生產(chǎn)的有62臺81.43萬KVA、產(chǎn)能40.72萬噸。已批在建的生產(chǎn)線有10臺13萬KVA、產(chǎn)能6.5萬噸。已批末建的生產(chǎn)線有38臺59.35萬KVA、產(chǎn)能29.68萬噸。硅生產(chǎn)企業(yè)在德宏的發(fā)展呈上長趨勢。2012年1～6月，德宏工業(yè)硅企業(yè)實際投產(chǎn)32臺電熱爐42.24萬KVA，共生產(chǎn)工業(yè)硅6萬噸，同比增長1.4%。部分縣（市）正在醞釀更大生產(chǎn)規(guī)模的硅廠，按照《德宏州“2011-2015”電冶載能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，德宏工業(yè)硅生產(chǎn)量將達到35萬噸，多晶硅生產(chǎn)量將達到1500噸，將是2011年產(chǎn)量的3倍。
二、硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問題
硅產(chǎn)業(yè)是典型的高耗能、高污染、資源消耗型“兩高一資”行業(yè)，其過渡依賴電能和木炭，對周邊環(huán)境有較大污染，發(fā)展存在諸多問題：
一是能源消耗十分驚人，能源消耗量與產(chǎn)值不成正比。2011年，德宏州每噸工業(yè)硅平均耗電為1.26萬度，單位產(chǎn)品綜合能耗4830千克標準煤/噸，兩項指標均超過了工業(yè)硅能源消耗限額標準（GB/T2881-2008）中工業(yè)硅企業(yè)單位產(chǎn)品冶煉電耗不高于1.2萬度/噸、單位產(chǎn)品綜合能耗不大于3500千克標準煤/噸的標準。同年，德宏全年生產(chǎn)工業(yè)硅19.61萬噸，用電25.38億千瓦時，占工業(yè)用電量的88.5%，而總產(chǎn)值只占工業(yè)總產(chǎn)值的17.8%，其高能耗、低效益特點顯而易見。
二是對生態(tài)植被破壞嚴重。德宏硅業(yè)大多使用木碳作為還原劑，森林資源遭到嚴重破壞。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，2011年，全州生產(chǎn)工業(yè)硅19.61萬噸，消耗木炭23.52～29.4萬噸，國外進口木炭5.97萬噸， 折合林木蓄積為58.5～78.1萬立方米。隨著硅產(chǎn)業(yè)新建和改擴建后，年產(chǎn)能將達到45.8萬噸，需消耗54.9～68.69萬噸木炭，折合林木蓄積164.85～274.74萬立方米，超出資源承載能力9.15倍，德宏州的森林資源將在很短時間內(nèi)被全部消耗。
三是環(huán)境污染嚴重。據(jù)統(tǒng)計，每臺12500KVA的電爐，每天可經(jīng)除塵器收集8噸左右的硅微粉，而德宏硅企業(yè)環(huán)保設(shè)備大多不能正常運轉(zhuǎn)，硅生產(chǎn)冶煉過程中產(chǎn)生的甲醇、氯氣、氫氣、硅粉等多種有毒有害和易燃易爆物質(zhì)的微小顆粒漂浮排放于空氣之中，沒有具體的排放設(shè)施和規(guī)劃，長期以往將是一個嚴重的大問題。
四是不利于德宏招商引資。德宏素以“邊”、“情”、“綠”、“寶”著稱，隨著德宏橋頭堡黃金口岸建設(shè)與瑞麗開發(fā)開放試驗區(qū)戰(zhàn)略的逐步實施，國內(nèi)外商賈紛至沓來，德宏正呈現(xiàn)出前所未有的良好發(fā)展態(tài)勢。如果把德宏的工業(yè)發(fā)展定位于工業(yè)硅、電解鋁等“兩高一資”行業(yè)，勢必會影響到德宏的可持續(xù)發(fā)展。
五是國家層面的政策扶持可能性小。黑色金屬冶煉行業(yè)屬于國家嚴控產(chǎn)業(yè)，屬于地方工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重點，即使該行業(yè)目前遇到了前所未有的困難，但想獲得更高層次的政策扶持已不大可能。
六是產(chǎn)品成本不斷上升。能源價格上漲是懸在硅企業(yè)頭上的利劍。許多硅企業(yè)投資者當初到德宏興建企業(yè)，主要是沖著德宏天然的水電資源優(yōu)勢和政府硅電聯(lián)動政策而來。隨著國家能源價格調(diào)整和產(chǎn)品價格的下跌，硅企業(yè)不堪重負，生產(chǎn)經(jīng)驗普遍陷入困境。
三、思考及建議
當前，從中央到地方都在強調(diào)加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式，這將是一個長期和曲折的過程。德宏硅產(chǎn)業(yè)隨著大量新建產(chǎn)能的陸續(xù)釋放，正面臨著產(chǎn)能過剩、成本飆升、銷路不暢、價格下跌等多重壓力；地方政府則面臨稅收減少、能耗過高、污染嚴重、資源承載超負荷等問題的考驗。面對橋頭堡黃金口岸和瑞麗國家重點開發(fā)開放試驗區(qū)建設(shè)的歷史機遇，應(yīng)在經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等方面大有作為：
一是科學定位德宏硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略思路。金屬硅是資源性、高能耗、高污染行業(yè)。當前存在產(chǎn)能過剩、產(chǎn)業(yè)集中度低，主要依賴出口維持國內(nèi)產(chǎn)銷平衡和工藝技術(shù)、裝備水平落后等問題。我們應(yīng)該認真落實國家貨幣產(chǎn)業(yè)政策，堅決制止向“兩高一資”企業(yè)發(fā)放貸款，同時建議有關(guān)部門對現(xiàn)有產(chǎn)能低、功率小的硅廠應(yīng)實行關(guān)停整合；對已批未建的硅廠應(yīng)予堅決停建；同時停止在德宏州內(nèi)審批或新建任何規(guī)模的硅生產(chǎn)企業(yè)。
二是不斷改進硅冶煉技術(shù)。硅產(chǎn)品的利好，誘使許多投機者紛紛涉足硅生產(chǎn)領(lǐng)域，在設(shè)備簡陋，生產(chǎn)工藝不成熟的情況下，不惜犧牲大量寶貴的森林、水利資源，不考慮對環(huán)境的保護，只謀求一年半載的暴利，粗制濫造，這樣得不償失的生產(chǎn)勢必不能長久，更會貽禍一方。因此，必須改進德宏現(xiàn)有的硅冶煉技術(shù)，深入研究硅的還原工藝，加快木炭還原劑替代產(chǎn)品的研究開發(fā)，有節(jié)制地使用好國內(nèi)、國外兩個木炭市場的供給，合理調(diào)控木炭進口比例，減少州內(nèi)木炭消耗，減少多晶硅生產(chǎn)過程中四氯化硅的產(chǎn)生，努力突破四氯化硅加氫還原的技術(shù)，減少浪費，降低成本，減少污染。
三是制定薪炭林培育種植計劃。當前，發(fā)展硅產(chǎn)業(yè)過程中損壞最大的就是森林植被，無計劃的濫砍濫伐，導致水土流失生態(tài)環(huán)境破壞嚴重。加之部分企業(yè)法律和環(huán)保意識淡薄，隨意收購無合法手續(xù)的木炭，助長了不法份子偷砍盜伐林木燒制木炭的行為，造成大片森林生態(tài)資源遭到破壞。因此，德宏應(yīng)制定薪炭林種植使用計劃，相關(guān)部門應(yīng)科學測算，制定薪炭林建設(shè)規(guī)劃，實施薪炭林樹種的培育及種植，實行有計劃有步驟的梯次種植與合理砍伐，盡量減少森林植被的破壞，為德宏硅產(chǎn)業(yè)的長期生產(chǎn)提供木炭儲備。
四是加強行業(yè)監(jiān)督與管理。環(huán)保部門應(yīng)加強對硅生產(chǎn)企業(yè)的監(jiān)督與管理，不斷完善監(jiān)管手段與監(jiān)測水平，實行24小時在線監(jiān)控，定期檢查硅生產(chǎn)企業(yè)的環(huán)保設(shè)備，督促企業(yè)改進防污技術(shù)，加大對防污裝備的投入，增強環(huán)保意識。對違反規(guī)定濫排偷放廢氣廢物的企業(yè)要嚴懲不怠，并向社會分開曝光。實行舉報獎勵保護制度，對舉報屬實的居民要在實施保護的前提下，給予適當?shù)奈镔|(zhì)獎勵，積極培育每一個的的環(huán)保意識。
五是加快兼并重組，轉(zhuǎn)危為機。硅行業(yè)正面臨國家宏觀調(diào)控不斷加強、工業(yè)硅價格繼續(xù)下跌的雙重擠壓，政府應(yīng)將硅企業(yè)的兼并重組工作列為德宏工業(yè)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整的重點來抓，鼓勵有實力的企業(yè)對德宏硅企業(yè)進行兼并重組，促進產(chǎn)業(yè)集中化、大型化、園區(qū)化。
【關(guān)鍵詞】工業(yè)硅；節(jié)能；技術(shù)改造
0.前言
隨著國家十二五發(fā)展規(guī)劃的出臺，對節(jié)能減排的重視提升到一個前所未有的高度。作為能耗大戶的工業(yè)硅生產(chǎn)行業(yè)，開始受到越來越多的關(guān)注。僅計算一次能源消耗，工業(yè)硅生產(chǎn)的平均能耗就高達每噸13000kWh，其能耗成本就占總生產(chǎn)成本的60%以上[1]。有報道指出，全國工業(yè)硅企業(yè)現(xiàn)有600余家，共擁有每年200萬噸的生產(chǎn)能力，而電爐總?cè)萘恳渤^了1000MVA。如果每噸工業(yè)硅節(jié)能1000kWh,全國每年可以節(jié)約60.2萬噸標煤,減排368.4萬噸CO2、1.4萬噸SO2[2]。如此巨大的節(jié)能潛力，對進行其節(jié)能降耗的技術(shù)改造和有效的制度管理具有積極的經(jīng)濟和環(huán)境效益。本文就工業(yè)硅生產(chǎn)過程所造成的能耗進行分析，并在此基礎(chǔ)上探討相應(yīng)的節(jié)能降耗途徑，旨在為行業(yè)的節(jié)能減排工作提供理論依據(jù)和資料參考。
1.工業(yè)硅生產(chǎn)能耗分析
1.1工業(yè)硅生產(chǎn)的冶煉原理
工業(yè)硅生產(chǎn)是以硅礦石為原料，碳材料為還原劑在電爐容器中進行冶煉的。其反應(yīng)實質(zhì)是利用還原性碳與二氧化硅發(fā)生氧化還原反應(yīng)對硅進行冶煉提純，總反應(yīng)式如下：
SiO2+2C=Si+2CO
此公式是用來計算和控制正常熔煉過程的理論基礎(chǔ)。但是，實際反應(yīng)過程卻要復雜許多：
（1）SiO2+C=SiO+CO（2）SiO2+2SiC=3SiO+2CO（3）SiO2+Si=2SiO（4）SiO+2C=SiC+CO（5）SiC+SiO=2Si+CO
根據(jù)多年來各方面的經(jīng)驗和研究成果發(fā)現(xiàn)，由于反應(yīng)過程中SiO和SiC等不同性質(zhì)的雜質(zhì)大量生成，使得冶煉工藝的要求高，冶煉過程耗能大。高溫狀態(tài)下，SiO呈氣態(tài)存在，如果處理不當極易從爐內(nèi)揮發(fā)逸出，造成物料損失，降低硅的回收率，還會帶走熱能，導致能效降低。而SiC的熔點高，導電性強，如不及時清理，在爐內(nèi)持續(xù)積存，會導致爐況惡化，能耗增加。
1.2工業(yè)硅生產(chǎn)的能耗過程
冶煉過程是采用悶燒和定期集中加料的操作方法進行的。其中將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿倪^程主要有電阻熱和電弧熱兩種形式。無論哪種產(chǎn)熱形式，能耗都經(jīng)過了產(chǎn)熱過程和傳熱過程。其中，不同的產(chǎn)熱機理會導致能耗的不同。由電極-爐料產(chǎn)生的電阻熱，其產(chǎn)生過程會消耗電極，并且爐料的性質(zhì)對電阻熱的消耗起到很大的影響，當電導率較低的爐料投入反應(yīng)器時，產(chǎn)生的電阻熱較高，爐料會過早熔化而導致爐內(nèi)環(huán)境的變化，主要表現(xiàn)為料面溫度升高，對歧化反應(yīng)產(chǎn)生影響。同時，電弧熱降低，坩堝內(nèi)反應(yīng)溫度不能滿足Si的有效生成。對于傳熱過程中的能耗主要是通過爐氣來承載和耗損的。爐氣主要在坩堝區(qū)獲得熱量，由于坩堝區(qū)電流密度大，使得氣體電離，爐氣獲得高熱，大量物質(zhì)蒸發(fā)，爐內(nèi)壓力增大。一方面使用密閉性不佳的矮煙罩類反應(yīng)裝置，在正常生產(chǎn)中就容易由于氣體泄漏而損失熱能；另一方面，即使使用密閉化的新型電爐，在其強制沉料過程中仍會導致高熱氣體逸出，從而使得能源損失，能耗增加。
2.工業(yè)硅生產(chǎn)節(jié)能途徑
影響工業(yè)硅生產(chǎn)能耗的因素有很多，其中原料品質(zhì)、電爐爐型和管理制度是相對比較重要的三個方面。
2.1原料精化
工業(yè)硅生產(chǎn)工藝對原料的要求較為嚴格，具體有三點基本要求：（1）爐料的化學成分符合工藝要求。（2）爐料具有適合的粒度和良好的熱穩(wěn)定性。（3）為保證電極的深入，爐料須具有較高的比電阻。實踐證明,原料精化是工業(yè)硅生產(chǎn)的基礎(chǔ),原料的適合與否與產(chǎn)品的單位能耗息息相關(guān)。所以，為了實現(xiàn)能耗的降低，精化原料是實用且高效的措施之一。
工業(yè)硅生產(chǎn)工藝對硅石含量的要求較高。其中冶金用硅礦石的含量要求為：SiO2不少于99%，F(xiàn)e2O3不高于0.2%，Al2O3不高于0.3%，CaO不高于0.2%。而電子化工用料的要求更高，其中Fe2O3不高于0.15%，Al2O3不高于0.2%，CaO不高于0.15%[3]。除了對含量的要求外，對硅礦石潔凈情況還需要特別關(guān)注，摻入過多的雜質(zhì)會導致產(chǎn)品純度差，產(chǎn)生的爐渣多，產(chǎn)量低，從而導致能耗增加。在投料之前對硅礦石進行篩選并清潔，可以有效提高能源的利用率。
除硅礦石之外，還原劑也是投料的重要組成部分。工業(yè)硅使用的碳質(zhì)還原劑往往含有一定量的灰分，與硅礦石中的雜質(zhì)一樣，也會導致爐渣量增大耗能提高。而且更重要的是，所選還原劑的還原能力會直接影響硅石中Si元素的有效提純，所以還原劑必須符合相應(yīng)的技術(shù)指標：高比阻，高導熱率，還原性能優(yōu)良等。還原劑作為電爐爐料的主要導體，可以通過提高插入深度,來實現(xiàn)工藝對電流的基本要求。當所選還原劑的比電阻較大時，可以實現(xiàn)較高的二次電壓，從而提高爐中熱能，保證較高的電熱轉(zhuǎn)化率，實現(xiàn)節(jié)能的目標。
科學的爐料配比是保證爐況穩(wěn)定的先決條件，也是實現(xiàn)節(jié)能降耗的重要措施之一。爐料配比應(yīng)根據(jù)原料化學成分、粒度、含水量及爐況的基本參數(shù)來決定。配料必須準確稱量，誤差保證在±1kg之內(nèi)，爐料投加之前必須充分混勻，做到比例適當，投放均勻。這樣不但可以通過減少強制沉料的操作次數(shù)，而降低搗爐沉料操作中的能源損失，還能夠使投料在爐中反應(yīng)徹底，有效避免了由于分配不均導致的加熱不充分或加熱過量的情況。
2.2電爐升級
雖然我國工業(yè)硅總體生產(chǎn)規(guī)模巨大，但是由于各企業(yè)規(guī)模相對較小，技術(shù)水平相對落后。往往使用的電爐容量小，數(shù)量多，機械自動化程度低，無法實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。相關(guān)統(tǒng)計表明，我國工業(yè)硅用電爐容量多為是6300kVA級至10000kVA之間，與國外的48000kVA的規(guī)模相比差距很大。大容量自動化電爐，一方面提高了生產(chǎn)率和勞動效率，另一方面可以通過提高電爐功率降低熱量損失，從而促進能源的高效利用。除了電爐容量之外，我國普遍使用的半封閉矮煙罩式電爐，也是導致能源浪費的原因之一。使用封閉式爐型可以有效減少傳熱過程中的熱量逸散，增加煙氣的回收及余熱再利用能力，并且改善爐況提高爐內(nèi)壓力，促進生產(chǎn)效率的提升。并且使用新型節(jié)能材料筑爐，也可以收到良好的節(jié)能效果。
此外，對電爐的爐膛深度、爐膛內(nèi)徑、電極直徑和極心圓直徑等主要參數(shù)的合理設(shè)計，同樣也是實現(xiàn)節(jié)能的內(nèi)在要求。
2.3管理健全
健全的管理是節(jié)能降耗，提升生產(chǎn)效率的重中之重。它又可以分為：爐況及時控制、合理供電和科學操作。
2.3.1及時的爐況控制
由于生產(chǎn)工業(yè)硅工藝復雜，其中爐況十分容易產(chǎn)生波動，所以必須做到對爐況的準確判斷和及時調(diào)整。爐況正常的標志是：電極深而穩(wěn)的插入爐料，電流電壓穩(wěn)定，爐內(nèi)電弧聲響低而穩(wěn)，冒火區(qū)域廣而均勻，爐料透氣性好，料面松軟而有一定的燒結(jié)性，各處爐料燒空程度相關(guān)不大，燜燒時間穩(wěn)定，基本上無刺火塌料現(xiàn)象，出鐵時，爐眼好開，流頭開始較大，然后均勻變小，產(chǎn)品產(chǎn)量質(zhì)量穩(wěn)定。為了實現(xiàn)在最佳反應(yīng)環(huán)境下進行生產(chǎn)，需要根據(jù)當時爐況的具體狀況做出調(diào)整。
2.3.2合理的供電制度
為實現(xiàn)合理的輸入功率，必須制定合相應(yīng)的供電制度，通過合適的工作電壓和電流來控制功率的輸入。如果輸入功率過高，會導致投料的過度反應(yīng)，虛耗能量，更有甚者可能對電爐造成不可逆轉(zhuǎn)的損害。而輸入功率較低，又會影響電極插入深度，使得爐況惡化，進而導致產(chǎn)品品質(zhì)差、生產(chǎn)效率低下。
2、化學工業(yè)上用于制備硅化合物和硅酸鹽，也可作硫酸塔的填充物。建材工業(yè)上用于玻璃、陶瓷、硅酸鹽水泥等?？捎米鞴I(yè)硅等鐵合金冶煉的原材料。
3、質(zhì)純硅石廣泛用于無線電工業(yè)、超聲波技術(shù)及現(xiàn)代國防和尖端技術(shù)。純的石英巖具有旋光性和透過紫外線性能，可制造各種光學儀器和醫(yī)療用的石英燈等，也是制造金剛砂的基本原料。
硅石：
