一种用于工业硅炉外精炼的感应加热抬包制造技术

本实用新型专利技术提供一种用于工业硅炉外精炼的感应加热抬包，属于冶金机械技术领域。包括抬包架、包体、感应加热系统、底吹吹气系统；所述包体包括精炼池、石棉板和耐火砖，包体外侧由抬包架支撑，包体内部是由耐火材料砌筑的精炼池，精炼池外部包覆石棉板，精炼池顶部两端由耐火砖与抬包架连接，感应加热系统包括感应加热线圈、感应加热电源和水冷电缆，感应加热线圈置于石棉板外侧，感应加热线圈通过水冷电缆与感应加热电源相连；底吹吹气系统包括吹气装置和底吹元件，底吹元件置于精炼池底部，并与吹气装置相连。本实用新型专利技术是一种加热效率高、精炼效果好、环境污染小、生产效率高的工业硅熔体精炼装置。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种能够实现炉外精炼的抬包，特别涉及一种在矿热炉生产工业硅过程中，能实现工业硅炉外精炼的抬包，属于冶金机械

技术介绍
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，被誉为“魔术金属”、“工业味精”。以工业硅为起点的产业链不但数量多、关联产业众多，而且链环长，层次高，科技含量大，是我国经济结构调整的主导方向之一。工业硅中的化学用硅是需求最大、发展最快、应用最广的一个领域，全球目前每年以8%～10%的速度增长，预计未来几年仍保持5%～8%的增速；国内近3年有机硅的需求增长更是高达29%，预计2015年前仍将保持20%以上的增长速度。用有机硅行业举例，有机硅主要的原材料就是化学级工业硅，占其生产总成本的30%左右，作为新型材料，由于有机硅产品有许多优良特性，广泛应用于人们生活的各个领域，主要产品有有机硅单体和聚合物硅油、硅橡胶、硅树脂等。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。该技术是利用刚从矿热炉内放出的工业硅熔体热量，在硅熔体凝固以前进行吹气、造渣或吹气、造渣同时进行的精炼，可以有效的去除硅中的Al、Ca等杂质，有效提升了工业硅的质量。但是，精炼气体的吹入和大量造渣剂的加入可以明显的降低工业硅熔体的温度。因此，仅仅利用工业硅熔体的余热而进行长时间的炉外精炼不太现实，这就制约了工业硅炉外精炼技术的发展和工业硅产品质量的进一步提高。同时，随着对工业硅中其他杂质含量要求的提高，现有的精炼技术已经不能满足要求，需要对现有的工业硅炉外精炼技术精炼改进和优化，控制适当的硅熔体温度就显得十分必要。
技术实现思路
本技术专利旨在解决工业硅炉外精炼时熔体温度降低而不能进行长时间精炼的现实生产问题，提供一种自身具有加热功能的抬包，在进行工业硅炉外精炼时可以对硅熔体进行加热，使工业硅熔体保持在适当的精炼温度，实现工业硅熔体的长时间炉外精炼。本技术通过下列技术方案实现：一种用于工业硅炉外精炼的感应加热抬包，包括抬包架、包体、感应加热系统、底吹吹气系统；所述包体包括精炼池、石棉板和耐火砖，包体外侧由抬包架支撑，包体内部是由耐火材料砌筑的用于盛放高温硅熔体的精炼池，精炼池外部包覆石棉板，精炼池顶部两端由耐火砖与抬包架连接，且精炼池外侧与抬包架之间用不锈钢拉杆垂直支撑；感应加热系统包括感应加热线圈、感应加热电源和水冷电缆，感应加热线圈置于石棉板外侧，感应加热线圈通过水冷电缆与感应加热电源相连；底吹吹气系统包括吹气装置和底吹元件，底吹元件置于精炼池底部，并与置于抬包外的吹气装置相连。所述感应加热线圈和感应加热电源同时安装在能沿石棉板表面的轨道运行的小车上，通过控制感应加热电源的功率和电流等参数，从而实现对硅熔体温度的调节。所述感应加热线圈周围设置磁轭，使磁力线束集中在感应线圈周围，以提高感应加热的效率。所述精炼池的内壁为倒锥形。所述精炼池下设置耐火板。所述耐火板与抬包架之间的抬包底为中空。本技术充分利用刚出炉的硅熔体热量，减少部分电力消耗。根据工业硅生产的特点，采用本技术可以将硅熔体直接从矿热炉中流入到抬包的精炼池中，在精炼炉外精炼时直接对硅熔体进行感应加热，实现了硅熔体自身热量的充分利用，节约了将硅熔化的电力消耗。本技术的优点：本技术是一种加热效率高、精炼效果好、环境污染小、生产效率高的工业硅熔体精炼装置。①该工业硅炉外精炼抬包能够实现边出硅水、边加热、边精炼，既能充分利用硅熔体自身的热量，有能够利用感应加热对熔体进行加热，弥补精炼剂和精炼气对硅熔体的降温作用以及硅熔体自身向外辐射损失的热量。②生产效率高：采用本技术进行炉外精炼，可以将工业硅的造渣精炼、吹气精炼联合交叉进行；抬包底部安装有吹气系统，可以通入精炼气体、精炼剂、精炼气体和精炼剂对熔体进行精炼。同时，自身带有加热系统对熔体进行加热，实现熔体精炼温度的可控，由于感应加热自身带有电磁搅拌功能，可以对正在进行精炼的硅熔体进行电磁搅拌，有效改善硅熔体精炼的动力学条件，硅熔体的炉外精炼效果、效率高、操作方便，大大提高了生产效率，实现了硅熔体质量的有效提升，易于实现大规模工业化生产。③基建投资少：本技术只需对现有的抬包进行改造，安装感应加热装置即可。④环境无污染:利用本技术进行工业硅炉外精炼，在生产过程中不会对环境造成污染，对环境负荷小，能实现清洁生产，符合绿色冶金的要求，实现工业硅炉外精炼的节能减排。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术感应加热系统的结构示意图；图中，1-吹气装置，2-底吹元件，3-耐火材料，4-感应加热线圈，5-石棉板，6-耐火砖，7-抬包架，8-不锈钢拉杆，9-磁轭，10-耐火板，11-抬包底，12-感应加热电源，13-水冷电缆，14-车轮。具体实施方式下面结合实施例和附图对本技术做进一步说明。实施例1如图1和2，用于工业硅炉外精炼的感应加热抬包，包括抬包架7、包体、感应加热系统、底吹吹气系统；所述包体包括精炼池、石棉板5和耐火砖6，包体外侧由抬包架7支撑，包体内部是由耐火材料3砌筑的用于盛放高温硅熔体的精炼池，精炼池外部包覆石棉板5，精炼池顶部两端由耐火砖6与抬包架7连接，且精炼池外侧与抬包架7之间用不锈钢拉杆8垂直支撑；所述感应加热系统包括感应加热线圈4、感应加热电源12和水冷电缆13，感应加热线圈4置于石棉板5外侧，感应加热线圈4通过水冷电缆13与感应加热电源12相连；底吹吹气系统包括吹气装置1和底吹元件2，底吹元件2置于精炼池底部，并与置于抬包外的吹气装置1相连。感应加热线圈4和感应加热电源12同时安装在能沿石棉板5表面的轨道运行的小车上，通过控制感应加热电源12的功率和电流等参数，从而实现对硅熔体温度的调节。感应加热线圈12周围设置磁轭9，使磁力线束集中在感应线圈周围，以提高感应加热的效率。精炼池的内壁为倒锥形。精炼池下设置耐火板10。耐火板10与抬包架7之间的抬包底11为中空。在工业硅熔炼完毕出硅水之前，向抬包中通入压缩空气为100L/min；然后将矿热炉中纯度为98%的2吨硅熔体释放到抬包中，同时利用感应加热将硅水加热到1700℃；之后向抬包中吹入压缩空气和氧气的混合气体，其中空气与氧气的气体体积比为8:1，流量为100L/min，加入SiO2、CaO、CaF复合精炼剂，精炼1h，除去硅中的大部分Al、Ca等金属杂质和部分C、S、B、P等非金属杂质；然后向抬包中改吹压缩空气和水蒸气的混合气体，其中空气与水蒸气的体积比为10:1，利用感应加热将硅水温度保温在1600℃，精炼1h，精炼完毕后对硅水进行挡渣浇铸，冷却后工业硅的纯度达到2.5N，其中B的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于工业硅炉外精炼的感应加热抬包，其特征在于：包括抬包架、包体、感应加热系统、底吹吹气系统；所述包体包括精炼池、石棉板和耐火砖，包体外侧由抬包架支撑，包体内部是由耐火材料砌筑的用于盛放高温硅熔体的精炼池，精炼池外部包覆石棉板，精炼池顶部两端由耐火砖与抬包架连接，且精炼池外侧与抬包架之间用不锈钢拉杆垂直支撑；感应加热系统包括感应加热线圈、感应加热电源和水冷电缆，感应加热线圈置于石棉板外侧，感应加热线圈通过水冷电缆与感应加热电源相连；底吹吹气系统包括吹气装置和底吹元件，底吹元件置于精炼池底部，并与置于抬包外的吹气装置相连。

【技术特征摘要】
1.一种用于工业硅炉外精炼的感应加热抬包，其特征在于：包括抬包架、包体、感应加热系统、底吹吹气系统；所述包体包括精炼池、石棉板和耐火砖，包体外侧由抬包架支撑，包体内部是由耐火材料砌筑的用于盛放高温硅熔体的精炼池，精炼池外部包覆石棉板，精炼池顶部两端由耐火砖与抬包架连接，且精炼池外侧与抬包架之间用不锈钢拉杆垂直支撑；感应加热系统包括感应加热线圈、感应加热电源和水冷电缆，感应加热线圈置于石棉板外侧，感应加热线圈通过水冷电缆与感应加热电源相连；底吹吹气系统包括吹气装置和底吹元件，底吹元件置于精炼池底部，并与置于抬包外的吹气装置相连。
2.根据权利要求1所述的用...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏奎先，马文会，王统，谢克强，伍继君，周阳，戴永年，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：实用新型
国别省市：