一种熔融硅出料的造粒装置及其造粒方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种熔融硅出料的造粒装置及其造粒方法，所述造粒装置包括壳体，所述壳体顶部开设有进料口，所述壳体内部对应进料口的一端设置有分布装置，靠近所述分布装置的壳体两侧分别设置有介质口和回收口一，所述壳体内部在所述介质口和回收口一的下方对称设置有冷却件，所述壳体底部开设有出料口，所述出料口外接筛分装置，且所述筛分装置上开设有回收口二。在本发明专利技术中，提供的造粒装置通过分布装置、冷却件和筛分装置的相互配合，省却了传统工艺中使用金属结构破碎的步骤，且消除了其他金属元素混入的风险，能够使得熔融硅液制成的硅造粒纯度更高，构造简单，便于调整，适合推广。广。广。

【技术实现步骤摘要】
一种熔融硅出料的造粒装置及其造粒方法


[0001]本专利技术属于熔融硅造粒
，涉及一种熔融硅出料的造粒装置及其造粒方法。

技术介绍

[0002]工业硅的性质与锗、铅、锡相近，具有半导体性质。硅在地壳中资源极为丰富，仅次于氧，占地壳总重的四分之一还多，以二氧化硅或硅酸盐形式存在。工业硅的应用领域非常广泛，主要用于有机硅生产原料、非铁基合金的添加剂以及制取高纯度的半导体材料等。工业中高纯度硅的生产工艺中需要将高温熔融硅冷却破碎造粒并同时保证纯度。一般的工艺方法是直接冷却再用锤破机破碎，但锤破机的锤头与硅块直接接触，其金属物质会混入硅块，导致硅纯度下降，成品价格大打折扣。
[0003]CN110860333A公开了工业硅造粒
的一种工业硅造粒装置及其造粒方法，该工业硅造粒装置包括支撑架，该工业硅造粒装置的造粒方法包括如下步骤：粉碎造粒；筛分；研磨；该装置通过在进料口处设置电磁振动给料机，一方面能够实现定量加料，另一方面可以使原料连续均匀的进入粉碎箱内，避免了进料忽多忽少的现象，使得粉碎成粒后的工业硅颗粒大小较为均匀，粉碎箱体内设有筛板，通过粉碎箱粉碎工业硅时产生的振动带动筛板振动可直接将工业硅粗粉和工业硅颗粒进行分离，分离后将工业硅粗粉进一步研磨成细粉，以用于其它场合，提高了经济效益，支撑架底部设有减振器，具有一定减振隔振作用。
[0004]CN211436965U公开了一种用于硅生产的硅料造粒装置，其结构包括机架，机架上倾斜设有造粒圆盘，其创新点在于：其结构还包括筛网组件，造粒圆盘设有出料口，出料口上设有电磁阀，筛网组件位于造粒圆盘的下方，上述筛网组件包括底座、振动单元以及若干层筛板，振动单元振动设置在底座上，若干筛板从上到下依次逐层倾斜且相互平行的设置在振动单元上，筛板的倾斜方向和造粒圆盘的倾斜方向一致，筛板上均匀分布有滤孔，每层滤孔的孔径从上到下依次降低，每层筛板设有收集箱，该技术实现了对硅料造粒后的分类收集，保证了收集硅料粒径大小的均匀性，同时方便后续对不同粒径的硅料进行分类烘干处理，提高了后续硅料颗粒的烘干效率。
[0005]CN208275362U公开了一种无机硅造粒装置，包括料槽，料槽内设有搅拌装置，料槽的开口上方设有料液喷头，料槽的槽体外部设有冷却夹套；搅拌装置包括平行设置的多个转轴，转轴沿轴向设有第一搅拌机构和第二搅拌机构，第一搅拌机构包括设置在转轴上的转盘，转盘沿周向设有多个搅拌叶片；第二搅拌机构包括设置在转轴上的搅拌框，搅拌框上均匀设有多个搅拌叶轮。利用该技术中的造粒装置，不需要搅拌装置高速旋转将物料混合均匀，防止物料成块，而且还可以除去铁性异物的干扰。
[0006]现有的造粒装置，没有将产生的工业硅粗颗粒与工业硅细颗粒进行分离，影响了成品的品质，同时粉碎装置进料口进料量不均匀，易造成粉碎不均匀现象，且还不能有效去除金属物质混入产生的不利影响，因此，亟需设计研究一套硅造粒的装置，克服现有技术的
缺陷，以满足实际生产生活的需求。

技术实现思路

[0007]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种熔融硅出料的造粒装置及其造粒方法，在本专利技术中，提供的造粒装置通过分布装置、冷却件和筛分装置的相互配合，省却了传统工艺中使用金属结构破碎的步骤，且消除了其他金属元素混入的风险，同时采用氮气作为冷却气体，避免在造粒过程中硅液滴被氧化，能够使得熔融硅液制成的硅造粒纯度更高，构造简单，便于调整，适合推广。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供了一种熔融硅出料的造粒装置，所述造粒装置包括壳体，所述壳体顶部开设有进料口，所述壳体内部对应进料口的一端设置有分布装置，靠近所述分布装置的壳体两侧分别设置有介质口和回收口一，所述壳体内部在所述介质口和回收口一的下方对称设置有冷却件，所述壳体底部开设有出料口，所述出料口外接筛分装置，且所述筛分装置上开设有回收口二。
[0010]在本专利技术中，提供的造粒装置通过分布装置、冷却件和筛分装置的相互配合，省却了传统工艺中使用金属结构破碎的步骤，且消除了其他金属元素混入的风险，同时采用氮气作为冷却气体，避免在造粒过程中硅液滴被氧化，能够使得熔融硅液制成的硅造粒纯度更高，构造简单，便于调整，适合推广。
[0011]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述分布装置为水冷分布器。
[0012]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述分布装置为圆锥形，且圆锥形的椎尖朝向所述进料口，所述分布装置设置有通孔，且所述分布装置内有冷却水循环。
[0013]本专利技术特别限定了分装装置的位置和形状(为圆锥形)，是因为在这个设置条件下，能确保把熔融硅液分成相同的小股，最终达到造粒的颗粒相对均匀。
[0014]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述介质口为冷固态介质口。
[0015]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述回收口一和回收口二均为气体回收口。
[0016]本专利技术特别限定了回收口一和回收口二为气体回收口，是因为本专利技术可以对高温气体进行回收，达到既能节约氮气消耗，又能回收高温气体带的热量和硅粉尘，达到节能减排的效果。
[0017]优选地，所述气体回收口回收氮气。
[0018]优选地，所述介质口和回收口一采用管路插入壳体中形成。
[0019]优选地，所述回收口二采用管路插入筛分装置中形成。
[0020]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述冷却件设置有至少两个。
[0021]本专利技术中的冷却件能够对熔融硅液进行冷却，对熔融硅液进行冷却的介质有氮气和硅块，硅块的作业把液硅分割成小颗粒，使小硅液滴容易固化，氮气一方面换热，另一方面氮气喷入装置还能够起到保护气的作用，防止高温硅液滴和氧气发生反应，从而影响造粒品质。
[0022]优选地，每个所述冷却件为冷却氮气喷入装置。
[0023]优选地，每个所述冷却件的喷射方向朝向所述分布装置。
[0024]优选地，每个所述冷却件的喷射角度为40～50
°
，例如可以是40
°
、41
°
、42
°
、43
°
、
44
°
、45
°
、46
°
、47
°
、48
°
、49
°
、50
°
，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0025]本专利技术特别限定了所述冷却件的喷射角度为40～50
°
，规定氮气喷射角度是因为在此角度范围内，氮气能有效扰动下落的硅粒，使氮气与硅粒充分接触，有利于换热和造粒均匀；大于50
°
时，会造成氮气对部分硅粒没有起到扰动作业，造成造粒不彻底，容易形成大颗粒；小于40
°
会导致氮气与硅颗粒接触时间短，影响换热时间，从而影响冷却效果。
[0026]优选地，所述冷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种熔融硅出料的造粒装置，其特征在于，所述造粒装置包括壳体，所述壳体顶部开设有进料口，所述壳体内部对应进料口的一端设置有分布装置，靠近所述分布装置的壳体两侧分别设置有介质口和回收口一，所述壳体内部在所述介质口和回收口一的下方对称设置有冷却件，所述壳体底部开设有出料口，所述出料口外接筛分装置，且所述筛分装置上开设有回收口二。2.根据权利要求1所述的造粒装置，其特征在于，所述分布装置为水冷分布器。3.根据权利要求1或2所述的造粒装置，其特征在于，所述分布装置为圆锥形，且圆锥形的椎尖朝向所述进料口，所述分布装置设置有通孔，且所述分布装置内有冷却水循环。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的造粒装置，其特征在于，所述介质口为冷固态介质口。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的造粒装置，其特征在于，所述回收口一和回收口二均为气体回收口；优选地，所述气体回收口回收氮气；优选地，所述介质口和回收口一采用管路插入壳体中形成；优选地，所述回收口二采用管路插入筛分装置中形成。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的造粒装置，其特征在于，所述冷却件设置有至少两个；优选地，每个所述冷却件为冷却氮气喷入装置；优选地，每个所述冷却件的喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：单宏伟，张晓东，孙恕坚，王凯，
申请(专利权)人：南京博纳能源环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：