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    硅冶炼中频电炉功率选择热量计算方法

    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=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。


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