一種用于工業硅爐外精煉的感應加熱抬包制造技術

本實用新型專利技術提供一種用于工業硅爐外精煉的感應加熱抬包，屬于冶金機械技術領域。包括抬包架、包體、感應加熱系統、底吹吹氣系統；所述包體包括精煉池、石棉板和耐火磚，包體外側由抬包架支撐，包體內部是由耐火材料砌筑的精煉池，精煉池外部包覆石棉板，精煉池頂部兩端由耐火磚與抬包架連接，感應加熱系統包括感應加熱線圈、感應加熱電源和水冷電纜，感應加熱線圈置于石棉板外側，感應加熱線圈通過水冷電纜與感應加熱電源相連；底吹吹氣系統包括吹氣裝置和底吹元件，底吹元件置于精煉池底部，并與吹氣裝置相連。本實用新型專利技術是一種加熱效率高、精煉效果好、環境污染小、生產效率高的工業硅熔體精煉裝置。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種能夠實現爐外精煉的抬包，特別涉及一種在礦熱爐生產工業硅過程中，能實現工業硅爐外精煉的抬包，屬于冶金機械

技術介紹
工業硅又稱金屬硅，是以含二氧化硅的硅礦石和碳質還原劑為原料，經過礦熱爐熔煉制成的，含硅量98～99.9%以上。工業硅是信息、新能源、新材料產業最基礎的功能性材料，是硅產品產業鏈中的一個極為重要的上游產品。以其為基礎衍生的工業產品，品種繁多，涉及的領域廣泛，被譽為“魔術金屬”、“工業味精”。以工業硅為起點的產業鏈不但數量多、關聯產業眾多，而且鏈環長，層次高，科技含量大，是我國經濟結構調整的主導方向之一。工業硅中的化學用硅是需求最大、發展最快、應用最廣的一個領域，全球目前每年以8%～10%的速度增長，預計未來幾年仍保持5%～8%的增速；國內近3年有機硅的需求增長更是高達29%，預計2015年前仍將保持20%以上的增長速度。用有機硅行業舉例，有機硅主要的原材料就是化學級工業硅，占其生產總成本的30%左右，作為新型材料，由于有機硅產品有許多優良特性，廣泛應用于人們生活的各個領域，主要產品有有機硅單體和聚合物硅油、硅橡膠、硅樹脂等。為了提升產品質量，適應下游廠家對工業硅質量的要求，有必要對生產出的工業硅產品進行雜質的去除。目前，在工業硅廠最常用的雜質去除方法是工業硅在抬包中進行爐外精煉。該技術是利用剛從礦熱爐內放出的工業硅熔體熱量，在硅熔體凝固以前進行吹氣、造渣或吹氣、造渣同時進行的精煉，可以有效的去除硅中的Al、Ca等雜質，有效提升了工業硅的質量。但是，精煉氣體的吹入和大量造渣劑的加入可以明顯的降低工業硅熔體的溫度。因此，僅僅利用工業硅熔體的余熱而進行長時間的爐外精煉不太現實，這就制約了工業硅爐外精煉技術的發展和工業硅產品質量的進一步提高。同時，隨著對工業硅中其他雜質含量要求的提高，現有的精煉技術已經不能滿足要求，需要對現有的工業硅爐外精煉技術精煉改進和優化，控制適當的硅熔體溫度就顯得十分必要。
技術實現思路
本技術專利旨在解決工業硅爐外精煉時熔體溫度降低而不能進行長時間精煉的現實生產問題，提供一種自身具有加熱功能的抬包，在進行工業硅爐外精煉時可以對硅熔體進行加熱，使工業硅熔體保持在適當的精煉溫度，實現工業硅熔體的長時間爐外精煉。本技術通過下列技術方案實現：一種用于工業硅爐外精煉的感應加熱抬包，包括抬包架、包體、感應加熱系統、底吹吹氣系統；所述包體包括精煉池、石棉板和耐火磚，包體外側由抬包架支撐，包體內部是由耐火材料砌筑的用于盛放高溫硅熔體的精煉池，精煉池外部包覆石棉板，精煉池頂部兩端由耐火磚與抬包架連接，且精煉池外側與抬包架之間用不銹鋼拉桿垂直支撐；感應加熱系統包括感應加熱線圈、感應加熱電源和水冷電纜，感應加熱線圈置于石棉板外側，感應加熱線圈通過水冷電纜與感應加熱電源相連；底吹吹氣系統包括吹氣裝置和底吹元件，底吹元件置于精煉池底部，并與置于抬包外的吹氣裝置相連。所述感應加熱線圈和感應加熱電源同時安裝在能沿石棉板表面的軌道運行的小車上，通過控制感應加熱電源的功率和電流等參數，從而實現對硅熔體溫度的調節。所述感應加熱線圈周圍設置磁軛，使磁力線束集中在感應線圈周圍，以提高感應加熱的效率。所述精煉池的內壁為倒錐形。所述精煉池下設置耐火板。所述耐火板與抬包架之間的抬包底為中空。本技術充分利用剛出爐的硅熔體熱量，減少部分電力消耗。根據工業硅生產的特點，采用本技術可以將硅熔體直接從礦熱爐中流入到抬包的精煉池中，在精煉爐外精煉時直接對硅熔體進行感應加熱，實現了硅熔體自身熱量的充分利用，節約了將硅熔化的電力消耗。本技術的優點：本技術是一種加熱效率高、精煉效果好、環境污染小、生產效率高的工業硅熔體精煉裝置。①該工業硅爐外精煉抬包能夠實現邊出硅水、邊加熱、邊精煉，既能充分利用硅熔體自身的熱量，有能夠利用感應加熱對熔體進行加熱，彌補精煉劑和精煉氣對硅熔體的降溫作用以及硅熔體自身向外輻射損失的熱量。②生產效率高：采用本技術進行爐外精煉，可以將工業硅的造渣精煉、吹氣精煉聯合交叉進行；抬包底部安裝有吹氣系統，可以通入精煉氣體、精煉劑、精煉氣體和精煉劑對熔體進行精煉。同時，自身帶有加熱系統對熔體進行加熱，實現熔體精煉溫度的可控，由于感應加熱自身帶有電磁攪拌功能，可以對正在進行精煉的硅熔體進行電磁攪拌，有效改善硅熔體精煉的動力學條件，硅熔體的爐外精煉效果、效率高、操作方便，大大提高了生產效率，實現了硅熔體質量的有效提升，易于實現大規模工業化生產。③基建投資少：本技術只需對現有的抬包進行改造，安裝感應加熱裝置即可。④環境無污染:利用本技術進行工業硅爐外精煉，在生產過程中不會對環境造成污染，對環境負荷小，能實現清潔生產，符合綠色冶金的要求，實現工業硅爐外精煉的節能減排。附圖說明圖1為本技術的結構示意圖；圖2為本技術感應加熱系統的結構示意圖；圖中，1-吹氣裝置，2-底吹元件，3-耐火材料，4-感應加熱線圈，5-石棉板，6-耐火磚，7-抬包架，8-不銹鋼拉桿，9-磁軛，10-耐火板，11-抬包底，12-感應加熱電源，13-水冷電纜，14-車輪。具體實施方式下面結合實施例和附圖對本技術做進一步說明。實施例1如圖1和2，用于工業硅爐外精煉的感應加熱抬包，包括抬包架7、包體、感應加熱系統、底吹吹氣系統；所述包體包括精煉池、石棉板5和耐火磚6，包體外側由抬包架7支撐，包體內部是由耐火材料3砌筑的用于盛放高溫硅熔體的精煉池，精煉池外部包覆石棉板5，精煉池頂部兩端由耐火磚6與抬包架7連接，且精煉池外側與抬包架7之間用不銹鋼拉桿8垂直支撐；所述感應加熱系統包括感應加熱線圈4、感應加熱電源12和水冷電纜13，感應加熱線圈4置于石棉板5外側，感應加熱線圈4通過水冷電纜13與感應加熱電源12相連；底吹吹氣系統包括吹氣裝置1和底吹元件2，底吹元件2置于精煉池底部，并與置于抬包外的吹氣裝置1相連。感應加熱線圈4和感應加熱電源12同時安裝在能沿石棉板5表面的軌道運行的小車上，通過控制感應加熱電源12的功率和電流等參數，從而實現對硅熔體溫度的調節。感應加熱線圈12周圍設置磁軛9，使磁力線束集中在感應線圈周圍，以提高感應加熱的效率。精煉池的內壁為倒錐形。精煉池下設置耐火板10。耐火板10與抬包架7之間的抬包底11為中空。在工業硅熔煉完畢出硅水之前，向抬包中通入壓縮空氣為100L/min；然后將礦熱爐中純度為98%的2噸硅熔體釋放到抬包中，同時利用感應加熱將硅水加熱到1700℃；之后向抬包中吹入壓縮空氣和氧氣的混合氣體，其中空氣與氧氣的氣體體積比為8:1，流量為100L/min，加入SiO2、CaO、CaF復合精煉劑，精煉1h，除去硅中的大部分Al、Ca等金屬雜質和部分C、S、B、P等非金屬雜質；然后向抬包中改吹壓縮空氣和水蒸氣的混合氣體，其中空氣與水蒸氣的體積比為10:1，利用感應加熱將硅水溫度保溫在1600℃，精煉1h，精煉完畢后對硅水進行擋渣澆鑄，冷卻后工業硅的純度達到2.5N，其中B的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于工業硅爐外精煉的感應加熱抬包，其特征在于：包括抬包架、包體、感應加熱系統、底吹吹氣系統；所述包體包括精煉池、石棉板和耐火磚，包體外側由抬包架支撐，包體內部是由耐火材料砌筑的用于盛放高溫硅熔體的精煉池，精煉池外部包覆石棉板，精煉池頂部兩端由耐火磚與抬包架連接，且精煉池外側與抬包架之間用不銹鋼拉桿垂直支撐；感應加熱系統包括感應加熱線圈、感應加熱電源和水冷電纜，感應加熱線圈置于石棉板外側，感應加熱線圈通過水冷電纜與感應加熱電源相連；底吹吹氣系統包括吹氣裝置和底吹元件，底吹元件置于精煉池底部，并與置于抬包外的吹氣裝置相連。

【技術特征摘要】
1.一種用于工業硅爐外精煉的感應加熱抬包，其特征在于：包括抬包架、包體、感應加熱系統、底吹吹氣系統；所述包體包括精煉池、石棉板和耐火磚，包體外側由抬包架支撐，包體內部是由耐火材料砌筑的用于盛放高溫硅熔體的精煉池，精煉池外部包覆石棉板，精煉池頂部兩端由耐火磚與抬包架連接，且精煉池外側與抬包架之間用不銹鋼拉桿垂直支撐；感應加熱系統包括感應加熱線圈、感應加熱電源和水冷電纜，感應加熱線圈置于石棉板外側，感應加熱線圈通過水冷電纜與感應加熱電源相連；底吹吹氣系統包括吹氣裝置和底吹元件，底吹元件置于精煉池底部，并與置于抬包外的吹氣裝置相連。
2.根據權利要求1所述的用...

【專利技術屬性】
技術研發人員：魏奎先，馬文會，王統，謝克強，伍繼君，周陽，戴永年，
申請(專利權)人：昆明理工大學，
類型：實用新型
國別省市：