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打造工业硅智能生产工厂 实现绿色产业升级

2022-06-012831

工业硅又称金属硅,是由硅石和碳质还原剂在矿热炉内冶炼成的产品,生产流程分为选矿、材料石以及冶炼三大部分。近年来,我国为达碳中和、碳达峰的目标,可再生能源化转型势在必行,从而也带动了大宗原料工业硅的市场规模

 

工业硅冶炼成本中,电力成本占比最高,其次为还原剂,两者合计占比65%,生产一吨工业硅需要3吨左右硅石、2吨左右还原剂,而随着电极原料的价格大幅上涨,电机成本也成为了工业硅生产的第三大成本。近年来,主要生产省份陆续出台对工业硅企业的政策限制,集中在限制新增产能和清退低效电炉。尤其全国各省地区陆续出台限电政策,工业硅作为用电大户,受此政策影响颇深。

 

冶炼工业硅与硅铁相比,需要更高的炉温,尤其生产硅含量大于95%以上的工业硅,液相线温度在1410°C以上,需要在1800°C以上高温冶炼,在冶炼过程中必须要控制较高的炉膛温度。高温环境下冶炼作业同样也延伸出一些列问题,作业现场温度极高,产生的烟气污染严重。伤眼、灼烫、机械伤害、物体打击、触电等伤人事故时有发生。而由于工业硅冶炼所需的矿热炉造价成本高,大多数小规模企业仍然使用半封闭式或敞开式的矿热炉进行生产。因此作业环境危险恶劣、人工作业,劳动强度大、生命安全存在隐患等一系列问题始终存在于工业硅冶炼作业环节。

 

对于工业硅生产企业来说面临的问题不止如此,危险繁重的体力劳动从业者数量急剧下降,新一代年轻人不愿意从事此类工作。出炉和捣炉环节等人工或半自动作业方式,威胁着作业工人的生命安全。显而易见,劳动力成本的日趋上升,招工难也是企业面临的一大难题。

随着中国工业领域智能制造的发展,数字化工厂、无人车间的建设步伐加速,炉前机器人的应用也是必然趋势。炉前作业机器人充分发挥机器人精准化、柔性化、智能化的优势,改变工业硅行业现有人工的生产方式,在提高作业安全性、降低劳动强度的同时,实现减员增效、降耗提产,提高工业硅生产企业智能化水平,达到本质化安全的目标。

 

工业硅出炉作业机器人系统等的应用,能够将操作人员从炉前操作温度高、体力消耗大、安全风险高的作业现状中解放出来,显著降低了工人的劳动强度及人工成本,提高了冶炼操作的效率和精准度,有效避免了人员接触高温、粉尘等职业病致害因素,降低了生产过程异常情况发生的风险。自动化升级完成后,大批减少现场作业人员,大大降低了人身伤亡事故的发生概率。

随着生产技术的不断成熟及出炉作业机器人系统在工业硅冶炼领域的应用,工业硅行业将实现高端装备智能化、生产体系智能化,推动公司产业结构调整,坚持创新驱动发展,最终实现信息化和工业化的深度融合的智能生产工厂。