工業(yè)硅又稱金屬硅,是由硅石和碳質(zhì)還原劑在礦熱爐內(nèi)冶煉成的產(chǎn)品,生產(chǎn)流程分為選礦、材料石以及冶煉三大部分。近年來,我國為達碳中和、碳達峰的目標(biāo),可再生能源化轉(zhuǎn)型勢在必行,從而也帶動了大宗原料工業(yè)硅的市場規(guī)模。
工業(yè)硅冶煉成本中,電力成本占比最高,其次為還原劑,兩者合計占比65%,生產(chǎn)一噸工業(yè)硅需要3噸左右硅石、2噸左右還原劑,而隨著電極原料的價格大幅上漲,電機成本也成為了工業(yè)硅生產(chǎn)的第三大成本。近年來,主要生產(chǎn)省份陸續(xù)出臺對工業(yè)硅企業(yè)的政策限制,集中在限制新增產(chǎn)能和清退低效電爐。尤其全國各省地區(qū)陸續(xù)出臺限電政策,工業(yè)硅作為用電大戶,受此政策影響頗深。
冶煉工業(yè)硅與硅鐵相比,需要更高的爐溫,尤其生產(chǎn)硅含量大于95%以上的工業(yè)硅,液相線溫度在1410°C以上,需要在1800°C以上高溫冶煉,在冶煉過程中必須要控制較高的爐膛溫度。高溫環(huán)境下冶煉作業(yè)同樣也延伸出一些列問題,作業(yè)現(xiàn)場溫度極高,產(chǎn)生的煙氣污染嚴重。傷眼、灼燙、機械傷害、物體打擊、觸電等傷人事故時有發(fā)生。而由于工業(yè)硅冶煉所需的礦熱爐造價成本高,大多數(shù)小規(guī)模企業(yè)仍然使用半封閉式或敞開式的礦熱爐進行生產(chǎn)。因此作業(yè)環(huán)境危險惡劣、人工作業(yè),勞動強度大、生命安全存在隱患等一系列問題始終存在于工業(yè)硅冶煉作業(yè)環(huán)節(jié)。
對于工業(yè)硅生產(chǎn)企業(yè)來說面臨的問題不止如此,危險繁重的體力勞動從業(yè)者數(shù)量急劇下降,新一代年輕人不愿意從事此類工作。出爐和搗爐環(huán)節(jié)等人工或半自動作業(yè)方式,威脅著作業(yè)工人的生命安全。顯而易見,勞動力成本的日趨上升,招工難也是企業(yè)面臨的一大難題。
隨著中國工業(yè)領(lǐng)域智能制造的發(fā)展,數(shù)字化工廠、無人車間的建設(shè)步伐加速,爐前機器人的應(yīng)用也是必然趨勢。爐前作業(yè)機器人能充分發(fā)揮機器人精準(zhǔn)化、柔性化、智能化的優(yōu)勢,改變工業(yè)硅行業(yè)現(xiàn)有人工的生產(chǎn)方式,在提高作業(yè)安全性、降低勞動強度的同時,實現(xiàn)減員增效、降耗提產(chǎn),提高工業(yè)硅生產(chǎn)企業(yè)智能化水平,達到本質(zhì)化安全的目標(biāo)。
工業(yè)硅出爐作業(yè)機器人系統(tǒng)等的應(yīng)用,能夠?qū)⒉僮魅藛T從爐前操作溫度高、體力消耗大、安全風(fēng)險高的作業(yè)現(xiàn)狀中解放出來,顯著降低了工人的勞動強度及人工成本,提高了冶煉操作的效率和精準(zhǔn)度,有效避免了人員接觸高溫、粉塵等職業(yè)病致害因素,降低了生產(chǎn)過程異常情況發(fā)生的風(fēng)險。自動化升級完成后,大批減少現(xiàn)場作業(yè)人員,大大降低了人身傷亡事故的發(fā)生概率。
隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷成熟及出爐作業(yè)機器人系統(tǒng)在工業(yè)硅冶煉領(lǐng)域的應(yīng)用,工業(yè)硅行業(yè)將實現(xiàn)高端裝備智能化、生產(chǎn)體系智能化,推動公司產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,堅持創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展,最終實現(xiàn)信息化和工業(yè)化的深度融合的智能生產(chǎn)工廠。