專利名稱：鋼釬蘸試法判定金屬硅精煉終點方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬硅精煉領(lǐng)域，具體涉及一種鋼釬蘸試法金屬硅精煉終點判定的方 法。
背景技術(shù)：
工業(yè)硅的一個主要用途是用于生產(chǎn)有機硅的原料，作為有機硅的原料，要求鈣質(zhì) 量含量在0. 08士0. 02%，鋁質(zhì)量含量為0. 16士0. 02%，鐵質(zhì)量含量小于0. 4%。金屬硅是 利用二氧化硅質(zhì)量含量> 99. 5%的硅石，固定碳質(zhì)量含量> 65%，且水分質(zhì)量< 25%的木 炭，及低灰煤等原料，在半封閉的硅爐內(nèi)冶煉，得金屬硅質(zhì)量含量> 99. 3%粗硅。目前判斷 金屬硅精煉終點主要靠經(jīng)驗判斷，很難準(zhǔn)確地確定精煉終點，其后果是，當(dāng)產(chǎn)品中的雜質(zhì)元 素高于或低于該值，都會導(dǎo)致有機硅的得率或品質(zhì)下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種以氧氣為原料來氧化硅液中的鈣鋁，以鋼釬蘸試硅水來 判斷精煉終點，制取有機硅所需的合格金屬硅。其意義在于便于操作，便于判斷，減少造渣 劑的使用。使其能在金屬硅冶煉方面得到推廣應(yīng)用。本發(fā)明的目的可通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種鋼釬蘸試法金屬硅精煉終點判定方法，其包含以下步驟①精煉前對硅水進(jìn)行化驗，測試硅水中的鈣和鋁的含量，根據(jù)化驗結(jié)果在硅水中 加入造渣劑鋁塊或者氧化鈣，控制鈣鋁質(zhì)量比值在1. 5-2. 00范圍內(nèi)，控制攪拌N2和精煉氧 氣的流量開始精煉，讓包內(nèi)硅水輕微翻動，不能噴濺也不能靜止；②精煉10分鐘后，用鋼釬蘸試，每隔10分鐘左右，蘸試一次，通過鈣斑的浮現(xiàn)速度 判斷終點，當(dāng)鈣斑浮現(xiàn)速度加快時，終點即將到來，當(dāng)鈣斑面積覆蓋鋼釬表面的75-85%的 蘸試面時，認(rèn)為終點已到。③反應(yīng)完成后，澆鑄金屬硅成塊，冷卻后破碎，包裝。上述精煉工藝過程中，根據(jù)精煉之前化驗結(jié)果，如果鈣鋁質(zhì)量比值在1.88-1.95 范圍內(nèi)，則什么都不用加，如不在該范圍內(nèi)，則會出現(xiàn)鋁低或鈣低的現(xiàn)象，若鋁低，加鋁塊補 齊，若鈣低，則通過加氧化鈣的辦法抑制鈣的氧化，這是利用相平衡原理。精煉結(jié)束后，金屬硅中鋁質(zhì)量含量為0. 14-0. 18%，鈣質(zhì)量含量為0.06-0. 1%。由于金屬鈣反應(yīng)速率遠(yuǎn)大于鋁，為了讓精煉結(jié)果符合上述規(guī)定，需加部分氧化鈣， 防止鈣迅速氧化。當(dāng)氧氣氧化金屬硅中的鈣質(zhì)量含量為0. 06-0. 時，鋼釬上的鈣斑面積 剛好能至鋼釬蘸試面的75-85%。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比照具有如下優(yōu)點1.本發(fā)明以鋼釬蘸試法金屬硅精煉終點判定可以減少造渣劑的用量，節(jié)約成本， 減少造渣劑和精煉后硅渣對金屬硅的污染。2.本發(fā)明由于使用了鋼釬蘸試法金屬硅精煉終點判定，可以忽略溫度差距過大精煉不好控制的弊病。3.本發(fā)明的工藝流程能耗低。
具體實施例方式本發(fā)明還將結(jié)合實施例作進(jìn)一步的詳述實施例1①精煉之前化驗硅水中鋁、鈣含量，結(jié)果如下質(zhì)量含量(以硅質(zhì)量計) Ca% —1. 3331%,A1%—0. 6929%，添加氧化鈣，使煉前鋁鈣質(zhì)量比值介于1. 5-2. 00之間。②精心控制攪拌氣(氮氣)和精煉氧氣的流量，讓硅水輕微翻動，不能噴濺也不能靜止。③精煉10分鐘后，用鋼釬蘸試，每隔10分鐘左右，蘸試一次，通過鈣斑的浮現(xiàn)速度 判斷終點，當(dāng)鈣斑浮現(xiàn)速度加快時，終點即將到來，當(dāng)鈣斑面積覆蓋75-85%的蘸試面時，認(rèn) 為終點已到。實施例2①精煉之前化驗結(jié)果質(zhì)量含量(以硅質(zhì)量計)分別為Ca % -1.3936 %， Al% —0. 7649%，添加鋁塊，使煉前鋁鈣質(zhì)量比值介于1. 88-1. 95之間。②精心控制攪拌氣(氮氣)和精煉氧氣的流量，讓包內(nèi)硅水輕微翻動，不能噴濺也 不能靜止。③精煉10分鐘后，用鋼釬蘸試，每隔10分鐘左右，蘸試一次，通過鈣斑的浮現(xiàn)速度 判斷終點，當(dāng)鈣斑浮現(xiàn)速度加快時，終點即將到來，當(dāng)鈣斑面積覆蓋75-85%的蘸試面時，認(rèn) 為終點已到。實施例3①精煉之前化驗結(jié)果質(zhì)量含量(以硅質(zhì)量計)Ca% -1. 9679 %, Al% —0. 7075%，添加鋁塊，使煉前鋁鈣質(zhì)量比值介于1. 88-1. 95之間。②精心控制攪拌氣(氮氣)和精煉氧氣的流量，讓硅水輕微翻動，不能噴濺也不能靜止。③精煉10分鐘后，用鋼釬蘸試，每隔10分鐘左右，蘸試一次，通過鈣斑的浮現(xiàn)速度 判斷終點，當(dāng)鈣斑浮現(xiàn)速度加快時，終點即將到來，當(dāng)鈣斑面積覆蓋75-85%的蘸試面時，認(rèn) 為終點已到。
權(quán)利要求
一種鋼釬蘸試法金屬硅精煉終點判定方法，其特征在于，包含以下步驟①精煉前對硅水進(jìn)行化驗，測試硅水中的鈣和鋁的質(zhì)量含量，根據(jù)化驗結(jié)果在硅水中加入造渣劑鋁塊或者氧化鈣，控制鈣鋁質(zhì)量比值在1.5 2.00范圍內(nèi)，控制攪拌N2和精煉氧氣的流量開始精煉；②精煉10分鐘后，用鋼釬蘸試硅水，通過鈣斑的浮現(xiàn)速度判斷終點，鋼釬蘸試面覆蓋率達(dá)75 85％時，認(rèn)為終點已到。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼釬蘸試法金屬硅精煉終點判定方法，其特征在 于，精煉前鈣鋁質(zhì)量比值控制在1. 88-1. 95之間，精煉結(jié)束后，金屬硅中鋁質(zhì)量含量為 0. 14-0. 18 %，鈣質(zhì)量含量為 0. 06-0. 1 %。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋼釬蘸試法金屬硅精煉終點判定方法。其步驟是將煉前鋁鈣比值經(jīng)計算加渣調(diào)節(jié)至1.88-1.95之間；在出爐結(jié)束前通氧精煉，用鋼釬蘸試硅水，當(dāng)鈣斑浮現(xiàn)速率加快時，意味著終點快要來到，當(dāng)鈣斑覆蓋蘸試面達(dá)75-85％，終點到達(dá)。本方法操作簡單，便于操作，在生產(chǎn)中易于實施。
文檔編號C01B33/037GK101941701SQ20101028729
公開日2011年1月12日 申請日期2010年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月20日
發(fā)明者劉漢士, 王三躍, 王力平, 范薇, 鄂全勝, 韓慶軍 申請人:蘭州藍(lán)星有限公司