[發明專利]用于Si-金屬放出的罩和使用該罩生產硅的方法

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• 申請號: 201880041903.0
• 申請日: 2018-02-22
• 公開（公告）號: CN111742187A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: E·貝爾塔基斯;R·奧伊倫貝格爾;E·O·沙伊
• 申請（專利權）人: 瓦克化學股份公司
• 主分類號: F27D3/15
• 分類號: F27D3/15;C01B33/037;F27D17/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 過曉東

本發明提供在硅生產中用于浸沒式電弧爐中的放出孔(4)和放出槽(2)的罩(1)，其中罩(1)具有放置在罩(1)的各一側上的至少兩個抽吸導管(3)。本發明進一步提供一種用于在浸沒式電弧爐中生產硅的方法，其中液體硅和精煉氣體從坩堝(7)的放出孔(4)逸出，其中液體硅在放出槽(2)上流入抬包(5)中，其中精煉氣體被抽吸到罩(1)中，罩(1)具有放置在罩(1)的各一側上的至少兩個抽吸導管(3)。

本發明提供了在硅生產中用于浸沒式電弧爐中的放出孔和放出槽的罩，以及用于生產硅的方法。

在冶金級硅的生產過程中，熔融金屬在稱為“放出”的過程期間通過在熔爐底部處的鉆孔(放出孔)離開爐子。液體硅流到被稱為“放出槽”的流道上，并流入被稱為“抬包”的容器中。來自爐膛的氣態煙氣(主要由SiO和CO構成)也通過放出孔與液體硅一起離開。同時，空氣和/或氧氣吹過抬包的底部并上升通過熔融硅。該方法(稱為“精煉”)也產生含SiO的氣態煙氣。這兩個廢氣流與環境空氣反應成微細二氧化硅顆粒、二氧化碳和熱，從而產生熱廢氣(稱為放出和/或精煉氣體/煙氣)，該熱廢氣負載有微細二氧化硅灰塵并且需要從工作環境中通風離去。為此目的，將小的罩(稱為“鼓形罩”)放置在放出孔和放出槽的上方和周圍。鼓形罩連接或鄰近排氣導管，并且由專用通風器提供抽吸。抽吸的效率很大程度上取決于鼓形罩和排氣導管的幾何設計。

同時，一些技術方面對鼓形罩設計提出了限制。一個這樣的限制是鼓形罩被安裝在處于恒定旋轉運動的熔爐上，并且應當提供抽吸，而不管當前的鼓形罩位置如何。另一個限制是，不同的設備(稱為“放出設備”)需要接近熔爐的放出孔，以便將它們打開、密封它們等。鼓形罩必須不以這種設備的方式出現。第三個限制是，在放出期間，需要從上方接近抬包以便將某些添加劑引入到熔融金屬中。因此，鼓形罩可能不完全覆蓋抬包的頂表面，這可使由抬包排出的一部分煙氣逸出到環境中。

目前最先進的的鼓形罩設計不設法提供足夠的抽吸，因此使大量的放出氣體逃逸到工作環境中。

最先進的鼓形罩設計的示例是從Mehdi Kadkhodabeigi已知的：Modeling ofTapping Processes in Submerged Arc Furnaces,Thesis for the degree ofPhilosophiae Doctor,May 2011,Norwegian University,Trondheim；p.108-142。

最先進的鼓形罩設計包括單個抽吸導管，其可以位于鼓形罩的對面，或者位于鼓形罩的側面上。如果抽吸導管放置在與鼓形罩相對的固定位置處，則如果鼓形罩和抽吸導管對準，則抽吸將僅是足夠的。然而，由于熔爐的恒定旋轉運動，通常會存在鼓形罩和抽吸導管的不對準。這將導致大部分環境空氣而不是放出煙氣的通風，該放出煙氣將能夠逸出到工作環境中。因此，有利的是將抽吸導管放置在鼓形罩上，在這種情況下，抽吸系統需要與鼓形罩和熔爐一起旋轉。即使在這種設計中，由于它們之間的距離，使用單個導管不足以使由放出孔排出的煙氣和來自抬包的煙氣兩者通風。如果將抽吸導管放置在抬包上方，則來自放出孔的煙氣可以逸出。如果將抽吸導管靠近放出孔放置，則來自抬包的煙氣不會被通風。此外，通常使用水平或垂直的面板建造鼓形罩，從而產生滯留體積區域，在該區域中，放出氣體可以積聚并逸出。

本發明提供在硅生產中用于浸沒式電弧爐中的放出孔(4)和放出槽(2)的罩(1)，其中罩(1)具有放置在罩(1)的各一側上的至少兩個抽吸導管(3)。

本發明進一步提供一種用于在浸沒式電弧爐中生產硅的方法，其中液體硅和精煉氣體從坩堝(7)的放出孔(4)逸出，其中液體硅在放出槽(2)上流入抬包(5)中，其中精煉氣體被抽吸到罩(1)中，罩(1)具有放置在罩(1)的各一側上的至少兩個抽吸導管(3)。

根據本發明的罩使用至少兩個抽吸導管(3)而不是通常的單個抽吸導管(3)，并且因此提供與常規設計相比從放出孔(4)排放的氣體的改進抽吸，同時其設法符合前述限制。

如果導管(3)位于罩(1)的同一側上，則抽吸將不均勻，并且氣體可在罩(1)的另一側逸出。