一种工业硅冶炼称重精炼判断方法技术

本申请涉及一种工业硅冶炼称重精炼判断方法，向抬包中通入待精炼的高温硅水，且高温硅水中Al杂质含量为D%、Ca杂质含量为B%；向抬包中通入氧气与空气的混合气体，并实时称重，实时重量为M千克，初始重量为N千克；S30.待实时重量满足M≥（（N

【技术实现步骤摘要】
一种工业硅冶炼称重精炼判断方法


[0001]本申请涉及工业硅冶炼生产
，特别是涉及一种工业硅冶炼称重精炼判断方法。

技术介绍

[0002]工业硅又称金属硅，是以含二氧化硅的硅矿石和碳质还原剂为原料，经过矿热炉熔炼制成的，含硅量98%～99.9%以上。工业硅是信息、新能源、新材料产业最基础的功能性材料，是硅产品产业链中的一个极为重要的上游产品。以其为基础衍生的工业产品，品种繁多，涉及的领域广泛。
[0003]为了提升产品质量，适应下游厂家对工业硅质量的要求，有必要对生产出的工业硅产品进行杂质的去除。目前，在工业硅厂最常用的杂质去除方法是工业硅在抬包中进行炉外精炼，在出炉的同时向抬包（硅包）中通入氧气与空气的混合气体使高温硅水（温度可达2500℃）中的杂质与硅水分离，可以有效的去除硅中的Al、Ca等杂质，从而达到除去杂质精炼硅水的目的，有效提升了工业硅的质量。
[0004]现有技术中，吹氧精炼的完成节点（结束节点）通过人工观察得到，在通过抬包对高温硅水吹氧精炼的过程中，当人工观察到高温硅水表层漂浮较多钙斑时，认为此时吹氧精炼完成，然后停止吹氧进行硅水出包，也就是说，通过人工观察硅水表层漂浮的钙斑来判定吹氧精炼的是否完成，此种方式全凭人工经验，准确性得不到保证，存在精炼未完成却误认为精炼已完成而导致最终得到的工业硅中杂质含量高，也存在精炼已完成却误认为精炼未完成而继续吹氧导致被氧化、硅水氧含量被拉高，导致硅品质下降。现有技术中还有的企业直接按照固定时长进行吹氧精炼，但是，由于每次生产的高温硅水中杂质含量不同，在高温硅水中杂质含量少的情况下若按照固定时间进行吹氧精炼，则存在精炼已完成却时长未够（精炼时长未达到固定时长）而继续吹氧导致硅品质下降，在高温硅水中杂质含量多的情况下若按照固定时长进行吹氧精炼，则存在精炼还未完成却时长已够（精炼时长已达到固定时长）而导致最终得到的工业硅中杂质含量高。可见，目前在通过抬包对高温硅水吹氧精炼的过程中，无法准确判定吹氧精炼的完成节点，不能满足生产。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对现有技术中，在通过抬包对高温硅水吹氧精炼的过程中，无法准确判定吹氧精炼的完成节点，导致最终得到的工业硅中杂质含量高或硅水氧含量被拉高，导致硅品质下降的问题。提供一种工业硅冶炼称重精炼判断方法，通过实时重量的变化量能够准确判定吹氧精炼是否完成，能够准确判定吹氧精炼的完成节点，解决最终得到的工业硅中杂质含量高或硅水氧含量被拉高，导致硅品质下降的问题，满足目前生产需求。
[0006]一种工业硅冶炼称重精炼判断方法，包括以下步骤：S10.向抬包中通入待精炼的高温硅水，且所述高温硅水中Al杂质含量为D%、Ca杂质含量为B%；
S20.向所述抬包中通入氧气与空气的混合气体，以对所述高温硅水进行吹氧精炼，并对所述抬包及其内的所述高温硅水实时称重，实时重量为M千克，初始重量为N千克；S30.待所述实时重量满足以下条件时，所述高温硅水吹氧精炼完成；M≥（（N
‑
L）*D%*8/9）+（（N
‑
L）*B%*2/5）+N其中：L为所述抬包的自重。
[0007]优选地，上述一种工业硅冶炼称重精炼判断方法中，所述S10步骤具体包括以下步骤：S11.将Q1千克的硅石、Q2千克的木片、Q3千克的煤粒输送至矿热炉中进行冶炼，所述硅石中Al杂质含量为D1%、Ca杂质含量为B1%，所述木片中Al杂质含量为D2%、Ca杂质含量为B2%，所述煤粒中Al杂质含量为D3%、Ca杂质含量为B3%；S12.将所述矿热炉冶炼的高温硅水通入到所述抬包中，所述高温硅水中Al杂质含量D%=（D1*Q1+D2*Q2+D3*Q3）/（Q1+Q2+Q3）、Ca杂质含量B%=（Bl*Q1+B2*Q2+B3*Q3）/（Q1+Q2+Q3）。
[0008]优选地，上述一种工业硅冶炼称重精炼判断方法中，所述S30步骤具体包括以下步骤：S31.待所述实时重量M≥（（N
‑
L）*D%*8/9）+（（N
‑
L）*B%*2/5）+N的情况下，检测所述实时重量M的变化率；S32.在M
‑
M*2%≤M≤M+M*2%的情况下维持T秒，所述高温硅水吹氧精炼完成，30≤T≤100。
[0009]优选地，上述一种工业硅冶炼称重精炼判断方法中，所述S30步骤具体包括以下步骤：待所述实时重量满足以下条件时，所述高温硅水吹氧精炼完成；M≥（（（N
‑
L）*D%*8/9）+（（N
‑
L）*B%*2/5）+N）*S%其中：S%为修正参数。
[0010]优选地，上述一种工业硅冶炼称重精炼判断方法中，所述修正参数：98%≤S%≤102%。
[0011]优选地，上述一种工业硅冶炼称重精炼判断方法中，所述S30步骤具体包括以下步骤：S33.检测所述高温硅水的实时温度W，在所述实时温度W＞1450℃的情况下，待所述实时重量M≥（（N
‑
L）*D%*8/9）+（（N
‑
L）*B%*2/5）+N时，所述高温硅水吹氧精炼完成；S34.在所述实时温度W≤1450℃的情况下，停止向所述抬包中通入所述混合气体，以停止所述高温硅水吹氧精炼过程，并将所述高温硅水进行出包操作，即将所述抬包中的所述高温硅水倒出。
[0012]优选地，上述一种工业硅冶炼称重精炼判断方法中，还包括以下步骤：S40.在所述高温硅水吹氧精炼完成时，继续向所述抬包中通入所述混合气体100秒至200秒后进行出包，且控制所述混合气体中的氧含量为5%至10%，直至出包结束。
[0013]优选地，上述一种工业硅冶炼称重精炼判断方法中，在所述高温硅水吹氧精炼完成前，控制所述混合气体中的氧含量为60%至70%，且所述混合气体的通入流量X与所述初始重量N满足以下条件：
X=40+（（N
‑
L
‑
200）/50）*5其中：X的单位为Nm3/h。
[0014]本申请采用的技术方案能够达到以下有益效果：本申请实施例公开的一种工业硅冶炼称重精炼判断方法中，在吹氧精炼过程中对高温硅水进行称重，理论上，当高温硅水中的Al、Ca元素全部与氧元素反应后，实时重量的变化量应该等于抬包中增加氧元素的重量，即M
‑
N＝（（N
‑
L）*D%*8/9）+（（N
‑
L）*B%*2/5），实时重量的变化量等于氧元素的增加量，当高温硅水中的Al、Ca元素全部与氧元素反应后，意味着吹氧精炼完成，因此，本申请通过实时重量的变化量判定吹氧精炼的完成节点，即当M
‑
N≥（（N
‑
L）*D%*8/9）+（（N
‑
L）*B%*2/5）时，即M≥（（N
‑
L）*D%*8/9）+（（N
‑
L）*B%*2/5）+N时，说明高温硅水中的所有Al、Ca元素已经均与氧元素反应，高温硅水中的所有Al、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工业硅冶炼称重精炼判断方法，其特征在于，包括以下步骤：S10.向抬包中通入待精炼的高温硅水，且所述高温硅水中Al杂质含量为D%、Ca杂质含量为B%；S20.向所述抬包中通入氧气与空气的混合气体，以对所述高温硅水进行吹氧精炼，并对所述抬包及其内的所述高温硅水实时称重，实时重量为M千克，初始重量为N千克；S30.待所述实时重量满足以下条件时，所述高温硅水吹氧精炼完成；M≥（（N
‑
L）*D%*8/9）+（（N
‑
L）*B%*2/5）+N其中：L为所述抬包的自重。2.根据权利要求1所述的一种工业硅冶炼称重精炼判断方法，其特征在于，所述S10步骤具体包括以下步骤：S11.将Q1千克的硅石、Q2千克的木片、Q3千克的煤粒输送至矿热炉中进行冶炼，所述硅石中Al杂质含量为D1%、Ca杂质含量为B1%，所述木片中Al杂质含量为D2%、Ca杂质含量为B2%，所述煤粒中Al杂质含量为D3%、Ca杂质含量为B3%；S12.将所述矿热炉冶炼的高温硅水通入到所述抬包中，所述高温硅水中Al杂质含量D%=（D1*Q1+D2*Q2+D3*Q3）/（Q1+Q2+Q3）、Ca杂质含量B%=（Bl*Q1+B2*Q2+B3*Q3）/（Q1+Q2+Q3）。3.根据权利要求1所述的一种工业硅冶炼称重精炼判断方法，其特征在于，所述S30步骤具体包括以下步骤：S31.待所述实时重量M≥（（N
‑
L）*D%*8/9）+（（N
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L）*B%*2/5）+N的情况下，检测所述实时重量M的变化率；S32.在M
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M*2%≤M≤M+M*2%的情况下维持T秒，所述高温硅水吹氧精炼完成，30≤T≤100。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍福科，王锋，请求不公布姓名，周迎春，华根节，
申请(专利权)人：内蒙古润阳悦达新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：