工业职工基础理论培训_在线真题试卷与模拟练习_工业职工基础理论培训

2202 、 1101 等不同的牌号。例如：铁含量小于等于 0.4% ，铝含量小于等于 0.2% ，钙含量小于等于 0.1% 的工业硅其牌号为 421 ，以此类推。硅元素含量大于或等于 98.5% 的为冶金级工业硅，大于或等于 99% 的为化学级工业硅。硅的分子式 :Si ，原子量 28 ，分子量 60 ，熔点 1420 ℃ ，沸点 2355 ℃ ，还原化学反应方程式： SiO 2+2C → Si+2CO ，密度为 2.34 克每立方厘米。第二节、工业硅执行标准： GB ／ 2881-2014 代号化学成份(　　) Si Fe Al Ca P

级 >98.5 % ≤ 0.5 ≤ 0.50 ≤ 0.30 — 第三节、业硅的用途 (　　) 铝合金工业。硅铝合金是用量最大的硅合金。硅铝合金是一种强复合脱氧剂，在炼钢过程中代替纯铝可提高脱氧剂利用率，并可净化钢液，提高钢材质量。 (　　) 非铁合金的添加剂。用于要求严格的硅钢合金剂，冶炼特种钢和非铁合金的脱氧剂。生产出的特殊材料主要用于航空航天、火箭推进、汽车工业、发动机缸体、流体弹簧、介电液体等。 (　　) 化学工业。用于生产硅橡胶、硅树脂、硅油等有机硅，硅橡胶弹性好，耐高温，用于制作医疗用品、耐高温垫圈等。硅树脂用于生产绝缘漆、高温涂料等。硅油是一种油状物，用于生产高级润滑剂、上光剂、还可加工成无色透明的液体，作为高级防水剂喷涂在建筑物表面。 (　　) 光伏及电子工业。工业硅经一系列工艺提纯后生成多晶硅、单晶硅，供光伏产业及电子工业使用等。第二章、工业硅生产使用的原材料及要求工业硅生产使用的原料主要是硅石、石油焦、低灰分烟煤、木炭或木块，其杂质含量、粒度直接与产品质量和各项经济技术指标密切相关。因此，对工业硅生产使用的原料有害元素含量要严格限制，必须采用杂质含量低、粒度合适的精料入炉，了解和掌握原料的基本属性。第一节、硅石硅石是脉石英、石英岩、石英砂岩的总称。硅石中的 SiO 2是主成分， Fe 2O 3、 Al 2O 3、 CaO 、 MgO 、 P 2O 5等均为杂质。硅石中的杂质含量越高， SiO 2 含量越低。硅石是生产工业硅的主要原料，要求 SiO 2含量要高，杂质要低，其粒度应符合不同容量电炉炉料的标准。同时要求硅石有足够的强度，入炉时不得带有泥土等杂质，经水冲洗干净，并有规定的标准粒度。一、硅石质量对产品质量的影响

硅石中 Al 2O 3除增加硅石在高温下形成难熔液体外，还会延缓硅石的分解，影响 SiO 2氧化还原。第二节、工业硅冶炼使用的还原剂工业硅生产常用还原剂主要有低灰分烟煤、石油焦、木炭，主元素是一、还原剂的特性名称固定炭(　　) 灰分(　　) 挥发(　　) 含硫量(　　) 精煤 55-60 ≤ 4.0 45-38 0.2-1.0 石油焦 85-90 ≤ 0.5 10-16 0.5-3.0 木炭 65-7 0 ≤ 6.0 25-30 0.08 0 (　　) 精煤：化学反应性和比电阻等特性比木炭差，比石油焦好，但灰分含量较高，不易生产高品级产品。烟煤灰分形成的残留炉渣较多，在炉内不易排除，因此全煤冶炼产品质量较差。 (　　) 石油焦：固定碳含量高、灰分低，是目前工业硅生产使用的主要还原剂。但石油焦是属易石墨化炭一类，比电阻低、导电性强、高温条件下石墨化程度高，因此在生产工艺中应搭配一定数量的木屑增加炉料比电阻。石油焦由于化学活性和还原性差，需要和化学活性好和还原性较好的低灰分烟煤或木炭搭配使用，以确保炉况正常。石油焦含硫量高，烟气中二氧化硫偏高，环保压力大。 (　　) 木炭：化学活性好，比电阻高，铁、铝、钙含量低，适合生产高等级工业硅。但由于国家对绿色生态、环境保护的要求，控制树木砍伐，木炭资源缺乏，并且价格较高，因此，只能在生产特殊要求品级的产品中使用。二、还原剂对产品质量和炉况的影响在工业硅生产中，还原剂的质量、用量、计量是直接影响产品质量和炉况的重要因素。 (　　) 还原剂对产品质量的影响

还原剂杂质含量高。炉内渣量大，特别是 Al 2O 3、 CaO 偏高时，炉渣熔点高，冶炼中熔渣粘稠流动性差，炉内反应区上移，气态 SiO 蒸发较多， Si 元素失大，出炉时渣量增大，带走的 SiO 2总量较多， Si 元素回收率降低，各元素氧化还原比例失衡，产品质量不稳定，需要通氧的产品通氧难度增大，产品中 Al 、 Ca 含量偏高。 (　　) 还原剂对炉况的影响还原剂固定碳含量越低杂质越高，在冶炼中渣量大，特别是 Al 2O 3熔渣粘稠，流动性差，电极下插困难。熔渣中未被还原的 SiO 2、 Al 2O 3、 CaO 、 MgO 等氧化物在炉内形成熔渣难以排除，沉积物不断增多，沉积层不断增高，导致硅熔渣和反应区逐渐上升，电极上移，炉底温度不断下降，出炉时硅熔渣和熔融渣不能顺利流出，造成炉底上涨，炉况恶化。第三节、疏松剂疏松剂是由于近年来木炭资源缺乏后，针对工业硅冶炼炉料中使用的还原剂化学活性和透气性差、冶炼操作困难、炉龄周期短而使用的一种辅助材料。一、疏松剂的品种目前国内工业硅冶炼中，广泛使用的疏松剂主要有木屑 (　　) 、玉米芯、松塔、竹块等。由于疏松剂在加工、运输、存储过程中存在差异，要求加工木屑的树木要去掉树皮，包括竹块粒度都要合适，不允许有泥土、金属等杂质混入。二、疏松剂的作用 (　　)疏松剂的化学活性好，不仅增加炉料透气性，还可增加炉料电阻，增强炉渣流动性，确保炉况正常，延长炉龄周期。 (　　) 疏松剂通过燃烧可产生 10 ～ 15% 的炭，可减少其它还原剂的用量，同时减少还原剂带入的杂质和有害元素，提高产品质量。三、疏松剂的使用疏松剂的使用应根据使用还原剂的种类、炉料粒度、透气性和炉料烧结等综合考虑，使用时需经水冲洗干净。全煤生产工艺，可在炉料中加入 15 ～ 2 0% 的疏松剂的用量。第三章、工业硅冶炼原理及相关参数与计算第一节、工业硅冶炼基本原理一、工业硅是在碳质炉衬的矿热炉内，用低灰份碳质还原剂还原硅石中 SiO 2得到的单质硅产品。是一个氧化还原的过程，通俗的说法，元素与氧结合的过程叫氧化，即氧化是元素从氧化物中夺取氧的过程，使元素与氧结合的过程叫还原，即还原是放出氧，使元素与氧结合的过程。因此，获取氧的元素叫还原剂，被夺取氧的物质叫氧化剂。反应式： SiO 2+2C=Si+2CO 在这个反应中，碳与氧结合，碳被氧化，碳叫还原剂。 SiO 2使碳与氧结合，因为它能放出氧，所以 SiO 2被还原，它是氧化剂。炉料中除含有 SiO 2和 C 之外，还有 Fe 2O 3、 Al 2O 3、 CaO 、 MgO 等氧化物杂质，其各元素因还原温度不同逐步被还原。一是 Fe 2O 3 、 P 2O 5还原温度低首先被还原。二是 SiO 2大部分被还原。三是 Al 2O 3、 MgO 、 CaO 部分被还原。工业硅冶炼属吸热反应，要求炉膛保持较高的温度，因此，控制冶炼温度非常重要。在冶炼过程中炉料容易结壳，炉内容易积存 SiC ，炉况难以控制，增加炉料透气性，扩大坩埚区、防止或减少 SiC 结瘤，延长炉龄，提高硅的回收率和降低电耗，改善熔炼指标，是工业硅冶炼工艺的重要工作。二、在冶炼过程中，炉内热源来自电流产生的电阻热，其电流由矿热炉变压器经铜排或铜管、接线板、软铜电缆、传输给电极把持器的铜瓦，再由导电铜瓦传送给电极。第二节、工业硅冶炼相关技术参数一、冶炼中各元素进入产品比例 (　　)

～ 98 50 ～ 55 35 ～ 40 30 ～ 35 30 ～ 40 82 ～ 87 85 ～ 95 50 ～ 55 80 ～ 85 二、原辅材料原子量(　　)

27 40 31 11 48 32 28 12 16 三、原辅材料分子量(　　) Fe 2O3 Al 2O3 CaO P205 B2O3 TiO 2 S0 2 SiO 2

102 56 142 70 80 64 60 四、工业硅和熔渣熔点参数名称工业硅 SiO 2 CaO AL 2O3 SiO 2.C aO SIO 2.AL 2O3 SiC 熔点 ℃ 1410 1620 2546 2058 1544 1593 1818 五、生产不同等级工业硅入炉综合元素参数产品等级原材料综合入炉化学成份要求 SiO 2 (　　) 杂质含量 (　　) Fe 2O3 Al 2O3 CaO P205

级 >99.0 % ≤ 0.28 ≤ 0.65 ≤ 0.40 — 六、入炉 SiO 2 降低与各指标的关系硅石 SiO 2含量(　　) SiO 2回收率(　　) 多耗硅石 (　　) 多耗电(　　)

7 81.0 162 774 七、硅元素回收率与质量、电单耗的关系 SiO 2回收率 (　　) 产品质量（元素含量 %）吨单耗(　　) Fe AL Ca 硅石冶炼耗电

0.461 0.233 0.116 2.930 13973 第三节、工业硅生产相关数据的计算一、工业硅日产量计算电炉容量： (　　) × （ 24 小时） × (　　) × (　　) ÷ (　　)。二、工业硅回收率计算硅元素回收率：产品含 Si 量 ÷ （矿耗 × 入炉硅石 SiO 2含量 × 28 ÷ 60 ）。三、工业硅电炉作业率计算电炉作业率：实际作业时间 ÷ 应作业时间。四、工业硅产品合格率计算产品合格率：(　　) ÷ 总产量。五、氧化物折算金属物系数计算公式(　　)

Cao — Ca=40 ÷ (　　) =0.71 ；

2202 、 1101 等不同的牌号。例如：铁含量小于等于 0.4% ，铝含量小于等于 0.2% ，钙含量小于等于 0.1% 的工业硅其牌号为 421 ，以此类推。硅元素含量大于或等于 98.5% 的为冶金级工业硅，大于或等于 99% 的为化学级工业硅。硅的分子式 :Si ，原子量 28 ，分子量 60 ，熔点 1420 ℃ ，沸点 2355 ℃ ，还原化学反应方程式： SiO 2+2C → Si+2CO ，密度为 2.34 克每立方厘米。第二节、工业硅执行标准： GB ／ 2881-2014 代号化学成份(　　) Si Fe Al Ca P

级 >98.5 % ≤ 0.5 ≤ 0.50 ≤ 0.30 — 第三节、业硅的用途 (　　) 铝合金工业。硅铝合金是用量最大的硅合金。硅铝合金是一种强复合脱氧剂，在炼钢过程中代替纯铝可提高脱氧剂利用率，并可净化钢液，提高钢材质量。 (　　) 非铁合金的添加剂。用于要求严格的硅钢合金剂，冶炼特种钢和非铁合金的脱氧剂。生产出的特殊材料主要用于航空航天、火箭推进、汽车工业、发动机缸体、流体弹簧、介电液体等。 (　　) 化学工业。用于生产硅橡胶、硅树脂、硅油等有机硅，硅橡胶弹性好，耐高温，用于制作医疗用品、耐高温垫圈等。硅树脂用于生产绝缘漆、高温涂料等。硅油是一种油状物，用于生产高级润滑剂、上光剂、还可加工成无色透明的液体，作为高级防水剂喷涂在建筑物表面。 (　　) 光伏及电子工业。工业硅经一系列工艺提纯后生成多晶硅、单晶硅，供光伏产业及电子工业使用等。第二章、工业硅生产使用的原材料及要求工业硅生产使用的原料主要是硅石、石油焦、低灰分烟煤、木炭或木块，其杂质含量、粒度直接与产品质量和各项经济技术指标密切相关。因此，对工业硅生产使用的原料有害元素含量要严格限制，必须采用杂质含量低、粒度合适的精料入炉，了解和掌握原料的基本属性。第一节、硅石硅石是脉石英、石英岩、石英砂岩的总称。硅石中的 SiO 2是主成分， Fe 2O 3、 Al 2O 3、 CaO 、 MgO 、 P 2O 5等均为杂质。硅石中的杂质含量越高， SiO 2 含量越低。硅石是生产工业硅的主要原料，要求 SiO 2含量要高，杂质要低，其粒度应符合不同容量电炉炉料的标准。同时要求硅石有足够的强度，入炉时不得带有泥土等杂质，经水冲洗干净，并有规定的标准粒度。一、硅石质量对产品质量的影响

硅石中 Al 2O 3除增加硅石在高温下形成难熔液体外，还会延缓硅石的分解，影响 SiO 2氧化还原。第二节、工业硅冶炼使用的还原剂工业硅生产常用还原剂主要有低灰分烟煤、石油焦、木炭，主元素是一、还原剂的特性名称固定炭(　　) 灰分(　　) 挥发(　　) 含硫量(　　) 精煤 55-60 ≤ 4.0 45-38 0.2-1.0 石油焦 85-90 ≤ 0.5 10-16 0.5-3.0 木炭 65-7 0 ≤ 6.0 25-30 0.08 0 (　　) 精煤：化学反应性和比电阻等特性比木炭差，比石油焦好，但灰分含量较高，不易生产高品级产品。烟煤灰分形成的残留炉渣较多，在炉内不易排除，因此全煤冶炼产品质量较差。 (　　) 石油焦：固定碳含量高、灰分低，是目前工业硅生产使用的主要还原剂。但石油焦是属易石墨化炭一类，比电阻低、导电性强、高温条件下石墨化程度高，因此在生产工艺中应搭配一定数量的木屑增加炉料比电阻。石油焦由于化学活性和还原性差，需要和化学活性好和还原性较好的低灰分烟煤或木炭搭配使用，以确保炉况正常。石油焦含硫量高，烟气中二氧化硫偏高，环保压力大。 (　　) 木炭：化学活性好，比电阻高，铁、铝、钙含量低，适合生产高等级工业硅。但由于国家对绿色生态、环境保护的要求，控制树木砍伐，木炭资源缺乏，并且价格较高，因此，只能在生产特殊要求品级的产品中使用。二、还原剂对产品质量和炉况的影响在工业硅生产中，还原剂的质量、用量、计量是直接影响产品质量和炉况的重要因素。 (　　) 还原剂对产品质量的影响

还原剂杂质含量高。炉内渣量大，特别是 Al 2O 3、 CaO 偏高时，炉渣熔点高，冶炼中熔渣粘稠流动性差，炉内反应区上移，气态 SiO 蒸发较多， Si 元素失大，出炉时渣量增大，带走的 SiO 2总量较多， Si 元素回收率降低，各元素氧化还原比例失衡，产品质量不稳定，需要通氧的产品通氧难度增大，产品中 Al 、 Ca 含量偏高。 (　　) 还原剂对炉况的影响还原剂固定碳含量越低杂质越高，在冶炼中渣量大，特别是 Al 2O 3熔渣粘稠，流动性差，电极下插困难。熔渣中未被还原的 SiO 2、 Al 2O 3、 CaO 、 MgO 等氧化物在炉内形成熔渣难以排除，沉积物不断增多，沉积层不断增高，导致硅熔渣和反应区逐渐上升，电极上移，炉底温度不断下降，出炉时硅熔渣和熔融渣不能顺利流出，造成炉底上涨，炉况恶化。第三节、疏松剂疏松剂是由于近年来木炭资源缺乏后，针对工业硅冶炼炉料中使用的还原剂化学活性和透气性差、冶炼操作困难、炉龄周期短而使用的一种辅助材料。一、疏松剂的品种目前国内工业硅冶炼中，广泛使用的疏松剂主要有木屑 (　　) 、玉米芯、松塔、竹块等。由于疏松剂在加工、运输、存储过程中存在差异，要求加工木屑的树木要去掉树皮，包括竹块粒度都要合适，不允许有泥土、金属等杂质混入。二、疏松剂的作用 (　　)疏松剂的化学活性好，不仅增加炉料透气性，还可增加炉料电阻，增强炉渣流动性，确保炉况正常，延长炉龄周期。 (　　) 疏松剂通过燃烧可产生 10 ～ 15% 的炭，可减少其它还原剂的用量，同时减少还原剂带入的杂质和有害元素，提高产品质量。三、疏松剂的使用疏松剂的使用应根据使用还原剂的种类、炉料粒度、透气性和炉料烧结等综合考虑，使用时需经水冲洗干净。全煤生产工艺，可在炉料中加入 15 ～ 2 0% 的疏松剂的用量。第三章、工业硅冶炼原理及相关参数与计算第一节、工业硅冶炼基本原理一、工业硅是在碳质炉衬的矿热炉内，用低灰份碳质还原剂还原硅石中 SiO 2得到的单质硅产品。是一个氧化还原的过程，通俗的说法，元素与氧结合的过程叫氧化，即氧化是元素从氧化物中夺取氧的过程，使元素与氧结合的过程叫还原，即还原是放出氧，使元素与氧结合的过程。因此，获取氧的元素叫还原剂，被夺取氧的物质叫氧化剂。反应式： SiO 2+2C=Si+2CO 在这个反应中，碳与氧结合，碳被氧化，碳叫还原剂。 SiO 2使碳与氧结合，因为它能放出氧，所以 SiO 2被还原，它是氧化剂。炉料中除含有 SiO 2和 C 之外，还有 Fe 2O 3、 Al 2O 3、 CaO 、 MgO 等氧化物杂质，其各元素因还原温度不同逐步被还原。一是 Fe 2O 3 、 P 2O 5还原温度低首先被还原。二是 SiO 2大部分被还原。三是 Al 2O 3、 MgO 、 CaO 部分被还原。工业硅冶炼属吸热反应，要求炉膛保持较高的温度，因此，控制冶炼温度非常重要。在冶炼过程中炉料容易结壳，炉内容易积存 SiC ，炉况难以控制，增加炉料透气性，扩大坩埚区、防止或减少 SiC 结瘤，延长炉龄，提高硅的回收率和降低电耗，改善熔炼指标，是工业硅冶炼工艺的重要工作。二、在冶炼过程中，炉内热源来自电流产生的电阻热，其电流由矿热炉变压器经铜排或铜管、接线板、软铜电缆、传输给电极把持器的铜瓦，再由导电铜瓦传送给电极。第二节、工业硅冶炼相关技术参数一、冶炼中各元素进入产品比例 (　　)

～ 98 50 ～ 55 35 ～ 40 30 ～ 35 30 ～ 40 82 ～ 87 85 ～ 95 50 ～ 55 80 ～ 85 二、原辅材料原子量(　　)

27 40 31 11 48 32 28 12 16 三、原辅材料分子量(　　) Fe 2O3 Al 2O3 CaO P205 B2O3 TiO 2 S0 2 SiO 2

102 56 142 70 80 64 60 四、工业硅和熔渣熔点参数名称工业硅 SiO 2 CaO AL 2O3 SiO 2.C aO SIO 2.AL 2O3 SiC 熔点 ℃ 1410 1620 2546 2058 1544 1593 1818 五、生产不同等级工业硅入炉综合元素参数产品等级原材料综合入炉化学成份要求 SiO 2 (　　) 杂质含量 (　　) Fe 2O3 Al 2O3 CaO P205

级 >99.0 % ≤ 0.28 ≤ 0.65 ≤ 0.40 — 六、入炉 SiO 2 降低与各指标的关系硅石 SiO 2含量(　　) SiO 2回收率(　　) 多耗硅石 (　　) 多耗电(　　)

7 81.0 162 774 七、硅元素回收率与质量、电单耗的关系 SiO 2回收率 (　　) 产品质量（元素含量 %）吨单耗(　　) Fe AL Ca 硅石冶炼耗电