硅冶炼中频电炉功率选择和热量计算方法

一、硅冶炼中频电炉热量计算

查得Si在各种温度下的比热：

故态：Cp=0.0269T+13.8044  (J/mol.K)

液态：Cp=27.196  (J/mol.K)

Si的熔点温度：1685K

固态焓值：

△H==56.14kJ/mol

液态焓值（按1500℃计算）：

            △H=27.196(1773.15-1685)=2.4kJ/mol

相变焓：    △H=50.55 kJ/mol

总焓：△H总=56.14+2.4+50.55=109.09kJ/mol

二、硅冶炼中频电炉功率选择

8kg硅，熔炼8小时

Si质量密度：  ρ=2.329g/cm3，   mol质量：28

8kg硅的mol数：    M=8000/28=285.7mol

按1500℃计算所需总热量：

△Q=285.7mol×109.09kJ/mol=31167kJ

电源功率选择：△Q=ηPt，   

假设加热效率：η=50%；加热到1500℃所用时间假定需要： t=10min

则，电源功率为：

           P=31167/50%×600=104kW

加热到1500℃所用时间假定需要： t=20min

则，电源功率为：

           P=31167/50%×1200=52kW

加热到1500℃所用时间假定需要： t=30min

则，中频电炉功率为：

           P=31167/50%×1800=35kW

加热到1500℃所用时间假定需要： t=40min

则，电源功率为：

           P=31167/50%×2400=26kW

溶化后若维持1500℃不降温，电源只需补充热辐射、热传导损失及可，需要的电功率很小。

三、问题：

    固态硅的导电性差；液态硅的导电性好。