工業(yè)硅電爐澆鑄崗位操作細則一、崗位基本職責與工作范圍工業(yè)硅電爐澆鑄崗位是工業(yè)硅生產(chǎn)流程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，主要負責將電爐內(nèi)還原反應生成的熔融硅液通過特定工藝澆鑄、冷卻、破碎為成品硅塊。操作人員需嚴格控制澆鑄溫度、速度、冷卻時間等參數(shù)，確保產(chǎn)品質(zhì)量符合GB/T2881-2014《工業(yè)硅》標準要求，并承擔設(shè)備日常維護、安全風險防控等工作。具體工作范圍包括：硅液引流、流槽控制、模內(nèi)澆鑄、冷卻管理、脫模作業(yè)、設(shè)備巡檢及異常處理等全流程操作。二、作業(yè)前準備與檢查（一）人員準備資質(zhì)要求：操作人員需持有效特種作業(yè)資格證（金屬冶煉類），經(jīng)崗前培訓考核合格后方可上崗，每年需參加不少于20學時的安全再培訓。個人防護：作業(yè)前必須按規(guī)定穿戴全套防護用品，包括：耐高溫防護服（耐火纖維材質(zhì)，耐溫≥1000℃）隔熱面罩（配備防霧鏡片，透光率≥85%）耐高溫手套（內(nèi)層棉質(zhì)隔熱，外層氯丁橡膠防滑）防燙靴（靴底厚度≥10mm，鞋面覆蓋鋁箔隔熱層）安全帽（防靜電ABS材質(zhì)，配備下頜帶）狀態(tài)確認：禁止酒后、疲勞或服用鎮(zhèn)靜類藥物后上崗，作業(yè)前需通過酒精測試儀檢測（酒精含量≤0.02mg/100mL）。（二）設(shè)備與工具檢查澆鑄系統(tǒng)檢查流槽：檢查流槽內(nèi)襯（高鋁質(zhì)耐火磚）是否完好，無裂紋、脫落現(xiàn)象，接縫處用耐火泥密封嚴密；流槽坡度需符合設(shè)計標準（3°~5°），確保硅液流動順暢。澆鑄模：采用鑄鐵或鑄鋼材質(zhì)模具，單模容量50~100kg，檢查模具內(nèi)壁是否光滑、無粘渣，模底鋪墊厚度5~8mm的石英砂墊層（粒度0.5~1mm），防止硅液與模具粘連。引流裝置：確認引流口堵塞物（黏土球）干燥無水分，引流桿（石墨材質(zhì)，直徑50mm）長度≥1.5m，表面無裂紋。輔助設(shè)備檢查冷卻系統(tǒng)：檢查模臺冷卻風機（風量≥2000m3/h）、噴淋裝置（水壓0.3~0.5MPa）運行正常，冷卻水管路無泄漏，閥門開關(guān)靈活。起重設(shè)備：天車（額定載荷≥5t）需通過每日班前空載試運行，檢查鋼絲繩（斷絲數(shù)≤10%）、吊鉤（無變形、裂紋）、限位器功能完好。應急設(shè)備：作業(yè)區(qū)域30m內(nèi)必須配備2臺8kg干粉滅火器、1套應急沙箱（容積≥0.5m3）、應急沖洗裝置（水流壓力≥0.2MPa，持續(xù)供水時間≥15min）。（三）環(huán)境與物料準備環(huán)境清理：澆鑄區(qū)域地面需采用耐火混凝土鋪設(shè)（厚度≥100mm），無積水、油污及雜物，通道寬度≥1.5m，照明亮度≥500lux，設(shè)置安全警示標識（“高溫危險”“必須佩戴防護用品”等）。物料準備：提前將模具按矩陣式排列（間距≥300mm），模具預熱至80~120℃（防止硅液驟冷產(chǎn)生裂紋），準備足量干燥的耐火泥（水分≤1%）、石英砂（水分≤0.5%）等輔助材料。三、硅液澆鑄核心操作流程（一）硅液引流作業(yè)溫度確認：通過紅外測溫儀檢測電爐出硅口硅液溫度，確保溫度在1450~1600℃（低硅牌號Si97需控制在1450~1500℃，高硅牌號Si99需控制在1550~1600℃）。引流操作：2名操作人員配合，1人持引流桿緩慢移除出硅口堵塞物，另1人同步開啟流槽預熱裝置（煤氣火焰加熱，預熱溫度≥800℃）。硅液流出后，立即用引流桿調(diào)整流量，初始流量控制在50~80kg/min，待流槽內(nèi)硅液平穩(wěn)流動后，逐步提升至100~150kg/min。流槽內(nèi)硅液深度需保持在150~200mm，防止底部結(jié)渣堵塞（每30min用石墨棒清理流槽底部一次）。（二）模內(nèi)澆鑄控制澆鑄方式選擇：連續(xù)澆鑄：適用于大規(guī)模生產(chǎn)，采用移動式澆鑄包（容量500kg），沿模具陣列勻速移動，單模澆鑄時間控制在30~60s。間歇澆鑄：適用于小批量或特殊牌號生產(chǎn)，通過流槽分流閥控制，單模滿液位距模口≥50mm（防止溢出）。關(guān)鍵參數(shù)控制：澆鑄溫度：模內(nèi)硅液溫度需維持在1400~1500℃，通過流槽冷卻水套（水溫≤50℃）調(diào)節(jié)，每澆鑄5模檢測一次溫度，偏差超過±50℃時需暫停作業(yè)。澆鑄速度：初始階段（模內(nèi)液位0~1/3）速度控制在30~50kg/min，防止沖擊飛濺；中期（1/3~2/3液位）提升至80~100kg/min；末期（2/3至滿模）降至20~30kg/min，避免產(chǎn)生氣泡。液位控制：采用激光液位傳感器實時監(jiān)測模內(nèi)液位，滿模度控制在90%~95%，確保硅液凝固后留有足夠收縮空間。（三）冷卻與脫模作業(yè)冷卻階段控制：自然冷卻：澆鑄完成后靜置10~15min，使硅液表面初步凝固形成crust層，防止直接冷卻導致表面開裂。強制冷卻：啟動風機對模具進行風冷（風速1.5~2m/s），30min后開啟噴淋裝置（水溫≤30℃），控制冷卻速度為5~8℃/min，總冷卻時間根據(jù)硅塊厚度確定（50mm厚度冷卻時間≥2h，100mm厚度≥4h）。溫度監(jiān)測：通過熱電偶檢測硅塊中心溫度，降至200℃以下方可進行脫模作業(yè)。脫模操作：使用專用脫模鉤（高強度合金鋼材質(zhì)）鉤住模具吊耳，通過天車緩慢提升模具（提升速度≤0.5m/s），確保硅塊與模具完全分離。脫模后硅塊需放置在指定冷卻平臺繼續(xù)冷卻至室溫（≤60℃），避免熱硅塊直接接觸潮濕地面產(chǎn)生氫氣（H?）聚集。（四）硅塊破碎與修整破碎作業(yè)：采用顎式破碎機（破碎粒度50~150mm）對冷卻后的硅塊進行破碎，破碎前需清除表面粘渣（厚度≤3mm），防止雜質(zhì)混入。質(zhì)量分選：按GB/T2881-2014標準對硅塊進行人工分選，剔除夾渣、裂紋、氣孔等缺陷產(chǎn)品（缺陷面積占比≤5%為合格品），分級存放于不同料倉（Si97、Si99、Si99.5等牌號需分區(qū)存放）。四、設(shè)備維護與保養(yǎng)（一）日常維護（每班進行）流槽清理：每班作業(yè)結(jié)束后，使用風鎬清除流槽內(nèi)殘留硅渣，用耐火泥修補破損部位，涂刷一層0.5mm厚的碳化硅涂料（SiC含量≥90%），延長使用壽命。模具維護：模具使用后需進行噴砂處理（砂粒粒度0.2~0.5mm），去除內(nèi)壁殘留硅粉，檢查模具變形量（撓度≤2mm/m），超標模具需進行校直或更換。潤滑管理：對天車軌道、流槽調(diào)節(jié)閥門等運動部件加注耐高溫潤滑脂（滴點≥200℃），加注量以油脂溢出軸承間隙為宜。（二）定期保養(yǎng)（每周/每月）每周保養(yǎng)：檢查流槽內(nèi)襯厚度（剩余厚度≥原厚度的1/2），更換老化冷卻水管（使用周期≤3個月），校準測溫儀器（誤差≤±10℃）。每月保養(yǎng)：對模具進行退火處理（加熱至600℃，保溫2h，隨爐冷卻），消除內(nèi)應力；檢查天車鋼絲繩磨損情況，斷絲數(shù)超過10%時立即更換。五、安全風險防控與應急處理（一）主要安全風險高溫危害：硅液溫度高達1600℃，可能導致燙傷（接觸溫度＞50℃即可能造成灼傷）、火災（引燃易燃物）等事故。有毒氣體：硅液與潮濕物料接觸會產(chǎn)生一氧化碳（CO）、氫氣（H?）等氣體，CO濃度超過30mg/m3時可能導致中毒，H?與空氣混合達到4%~75%濃度時存在爆炸風險。機械傷害：天車、破碎機等設(shè)備運行時，違規(guī)操作可能導致擠壓、碰撞、卷入等傷害。（二）風險防控措施高溫防護：作業(yè)區(qū)域設(shè)置隔熱擋板（厚度≥50mm），操作人員與高溫硅液保持≥2m安全距離，禁止在流槽正上方停留。氣體監(jiān)測：安裝固定式CO檢測儀（報警閾值≤24mg/m3）和H?檢測儀（報警閾值≤1%LEL），每小時記錄一次數(shù)據(jù)，超標時立即啟動排風系統(tǒng)（風量≥5000m3/h）。機械安全：設(shè)備轉(zhuǎn)動部位加裝防護罩（網(wǎng)孔直徑≤5mm），天車操作實行“一人操作、一人監(jiān)護”制度，嚴禁超載運行。（三）應急處理程序硅液泄漏事故：立即啟動應急沙箱，用干砂覆蓋泄漏硅液（覆蓋厚度≥100mm），禁止用水直接撲救（防止蒸汽爆炸）。切斷電爐出硅口，撤離下風向人員至安全區(qū)域（上風側(cè)50m外），佩戴正壓式呼吸器（供氣時間≥30min）進行處理。人員燙傷處理：輕微燙傷（表皮紅腫）：立即用流動冷水沖洗傷處15~30min，涂抹燙傷膏后就醫(yī)。嚴重燙傷（真皮破損、水泡）：避免刺破水泡，用無菌紗布覆蓋傷處，立即送醫(yī)（就醫(yī)時間≤30min）。氣體中毒事故：立即將中毒人員轉(zhuǎn)移至空氣新鮮處，解開衣領(lǐng)保持呼吸道通暢，若呼吸停止，立即實施心肺復蘇（CPR），同時撥打急救電話（120）。六、質(zhì)量控制與記錄管理（一）質(zhì)量控制指標化學成分：Si含量（Si97≥97%，Si99≥99%），雜質(zhì)元素（Fe≤0.5%，Al≤0.5%，Ca≤0.3%）需符合訂單要求，每批次取樣檢測不少于3次。物理性能：硅塊密度≥2.3g/cm3，氣孔率≤2%，表面平整度誤差≤5mm/m，無明顯裂紋（長度＞50mm為不合格）。（二）記錄管理要求操作人員需實時填寫《澆鑄崗位生產(chǎn)記錄》，內(nèi)容包括：每爐硅液溫度、澆鑄時間、冷卻參數(shù)；設(shè)備運行狀態(tài)（如流槽堵塞、模具損壞等異常情況）；產(chǎn)品質(zhì)量檢測結(jié)果（硅含量、雜質(zhì)數(shù)據(jù)等）。記錄需字跡清晰、數(shù)據(jù)準確，保存期限≥2年，每月提交質(zhì)量管理部門審核。七、崗位紀律與考核標準紀律要求：嚴禁擅自調(diào)整工藝參數(shù)（如澆鑄溫度、冷卻時間），嚴禁無證操作特種設(shè)備，嚴禁在作