Способ рафинирования расплава кремния
Патент 835063
Авторы
Классы МПК
Способ рафинирования расплава кремния
Реферат
Способ рафинирования расплава кремния, включающий обработку его флюсом, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки и сокращения потерь кремния, обработку ведут при продувке расплава кислородом при массовом соотношении флюс: кислород, равном 2-7:1.
Предлагаемое изобретение относится к области металлургии, в частности к очистке кремния-сырца, выплавляемого в руднотермических печах и его сплавов, например ферросплавов, кремнемедных. Известен способ очистки кремния путем продувки его воздухом или кислородом который удаляет в форме окисей большую часть кальция и алюминия [1] Однако продувка кислорода через кремний влечет большие его потери, так 1 нм3 кислорода окисляет 1,14 кг кремния (что составляет потерю кремния 2,05% ). Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки расплава кремния путем обработки его флюсом, состоящим из SiО2, NaF, Al2O3, СаО [2] Недостатками способа рафинирования кремния флюсами являются постоянная компенсация теплопотерь кремния за счет подогрева его в ковше природным газом или другими горючими материалами: недостаточно полное окисление примесей, например содержание алюминия снижается в среднем на 17% а кальция на 61% что не дает возможности получить кремний с минимальным содержанием примесей (А1 0,10% Са 0,1%). Целью изобретения является повышение степени очистки и сокращение потерь кремния при рафинировании. Поставленная цепь достигается тем, что через жидкий кремний, обработанный фиксом, дополнительно пропускают кислород при весовом соотношении флюса к кислороду 2 7:1. С увеличением доли кислорода в соотношении увеличиваются потери кремния, поэтому удельное количество кислорода принято постоянным 5-4 мм3 на 1 т. кремния для поддержания оптимального температурного режима рафинирования. При расходе флюса менее 7 кг на 1 т кремния снижается качество рафинирования, т.к. количество флюса становится недостаточным чтобы укрыть всю поверхность кремния. С увеличением количества флюса свыше 25 кг на 1 т кремния на поверхности кремния образуется большое количество шлака (флюс + печные шлаки) которые при разливке попадают в слиток, снижая качество очистки. В ковш загружается флюс из расчета 7-25 кг на рафинирование 1 т кремниями туда же заливается из печи кремний или его сплавы. Восстановленные примеси частично окисляются флюсом. Печные шлаки и нематаллические включения адсорбируются и аккумулируются во флюсе. Затем в ковш опускается графитовая трубка, по которой продувается кислород. При продувке кислорода через кремний в первую очередь окисляется кремний с образованием дисперсной двуокиси кремния, которая встречаясь с восстановленными алюминием и кальцием окисляет их. Глубокая очистка двуокиси кремния, которая, всплывая, встречает на своем пути восстановленные примеси и окисляет их во всем объеме металла. Кроме того, при сгорании кремния, выделяется большое количество тепла. Это тепло перегревает металл в ковше, благодаря чему расплавляются шлаковые настыли. Пример. В ковш было загружено 39 кг фикса, состоящего из SiO2 - 65-70% NаF 25-30% Al2O3 1 3% СаО 2-3% и залито 1600 кг кремния содержащего Fе 0,34% А1 0,31% и Cа-0,89% В жидкий кремний была опущена графитовая трубка, через которую был пропущен кислород в количестве 5,6 нмЗ (7,3 кг O2) После очистки кремний содержал 0,33% Fе, 0,1% А1 и 0,05% Са. Суммарные потери кремния составили 1% Таким образом, применение предложенного комбинированного способа позволяет получить кремний, содержащий минимальное количество примесей Аl - 0,1% Са 0,05% и уменьшить вдвое суммарные потери кремния.
Формула изобретения
Способ рафинирования расплава кремния, включающий обработку его флюсом, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки и сокращения потерь кремния, обработку ведут при продувке расплава кислородом при массовом соотношении флюс: кислород, равном 2-7:1.MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000
Извещение опубликовано: 27.12.2000