RU2127707C1 - Method of smelting silicon and its alloys - Google Patents
Method of smelting silicon and its alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2127707C1 RU2127707C1 RU97121022A RU97121022A RU2127707C1 RU 2127707 C1 RU2127707 C1 RU 2127707C1 RU 97121022 A RU97121022 A RU 97121022A RU 97121022 A RU97121022 A RU 97121022A RU 2127707 C1 RU2127707 C1 RU 2127707C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silicon
- oxygen
- compressed air
- stream
- alloys
- Prior art date
Links
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 36
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 title claims abstract description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 18
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000011044 quartzite Substances 0.000 claims description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000011575 calcium Substances 0.000 abstract description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 229910000551 Silumin Inorganic materials 0.000 description 1
- CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N alumanylidynesilicon Chemical compound [Al].[Si] CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, именно к получению технического кремния и его сплавов восстановительной плавкой в электропечах. The invention relates to the field of metallurgy, in particular to the production of technical silicon and its alloys by reduction smelting in electric furnaces.
Известен способ выплавки кремния и его сплавов, включающий загрузку кварцита и углеродистых восстановителей в руднотермическую электропечь, карботермическое восстановление кремния, выпуск жидкого кремния из печи в ковш или изложницу. При этом содержащиеся в шихте оксиды и соединения элементов, определяющих качество кремния (железа, кальция, алюминия), также восстанавливаются и переходят в кремний, снижая его качество, для уменьшения содержания примесей применяют различные способы очистки (рафинирования): продувку кремния в ковше кислородом или галогенами в смеси с инертным газом или кислородом (Рагулина Р.И., Емлин Б.И., Электротермия кремния и силумина. М.: Металлургия, 1972, с 138-139). A known method of smelting silicon and its alloys, including the loading of quartzite and carbon reducing agents in an ore-thermal electric furnace, carbothermic reduction of silicon, the release of liquid silicon from the furnace into the ladle or mold. In this case, the oxides and compounds of elements that determine the quality of silicon (iron, calcium, aluminum) contained in the charge are also reduced and converted to silicon, reducing its quality; various methods of purification (refining) are used to reduce the content of impurities: purging silicon in the ladle with oxygen or halogens mixed with an inert gas or oxygen (Ragulina RI, Emlin BI, Electrotherm of silicon and silumin. M: Metallurgy, 1972, p. 138-139).
Недостатками данного способа является сложное аппаратурное оформление процесса рафинирования: наличие ковша с подогревом, фурменных устройств для продувки кремния. Кроме того, значительны потери кремния из-за застывания в ковше. Все это трудно реализовать в действующем производстве без ухудшения технико-экономических показателей получения кремния. The disadvantages of this method is the complex hardware design of the refining process: the presence of a heated bucket, tuyere devices for purging silicon. In addition, significant losses of silicon due to solidification in the bucket. All this is difficult to implement in existing production without impairing the technical and economic indicators of silicon production.
Целью предлагаемого изобретения является повышение качества кремния. The aim of the invention is to improve the quality of silicon.
Поставленная цель достигается тем, что при выпуске кремний пропускают через струю сжатого воздуха, обогащенного кислородом. При этом струя сжатого воздуха заключается в замкнутое с боков пространство (полый цилиндр, через который проходит жидкий кремний). This goal is achieved by the fact that when released, silicon is passed through a stream of compressed air enriched with oxygen. In this case, a stream of compressed air is enclosed in a laterally enclosed space (a hollow cylinder through which liquid silicon passes).
При контакте с кислородом происходит окисление примесей, химическая активность которых выше кремния:
2Ca+O2=2CaO
4Al+3O2=2Al2O3
Поскольку кремний, выпускаемый из печи, весь проходит через струю воздуха, заключенную в замкнутое с боков пространство, интенсивность окисления кальция и алюминия тем выше, чем больше содержание кислорода в воздушно-кислородной смеси.Upon contact with oxygen, oxidation of impurities occurs, the chemical activity of which is higher than silicon:
2Ca + O 2 = 2CaO
4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3
Since silicon discharged from the furnace passes all through a stream of air enclosed in a space enclosed from the sides, the rate of oxidation of calcium and aluminum is higher, the higher the oxygen content in the air-oxygen mixture.
Рафинирование жидкого кремния, пропускаемого через струю воздушно-кислородной смеси без дополнительного аппаратурного оформления, обуславливает новизну технического решения. Refining liquid silicon, passed through a stream of air-oxygen mixture without additional hardware design, determines the novelty of the technical solution.
Способ осуществляется следующим образом: в руднотермическую печь ведут загрузку кварцита и углеродистых восстановителей, проводят карботермическое восстановление кремния, одновременно восстанавливаются и оксиды и соединения элементов, определяющих качество кремния (железа, алюминия и кальция), и проводят выпуск кремния из печи в ковш или изложницу. Одновременно с выпуском измеряют содержание примесей (кальция и алюминия). На выпуске из печи кремний пропускают через струю сжатого воздуха, который заключен в замкнутое с боков пространство, куда сверху поступает жидкий кремний, а снизу поступает сжатый воздух. В зависимости от количества примесей и с целью повышения степени очистки кремния сжатый воздух обогащают кислородом и определяют степень очистки в различных соотношениях воздуха и кислорода. The method is as follows: quartzite and carbon reducing agents are loaded into an ore-thermal furnace, carbothermal reduction of silicon is carried out, oxides and compounds of elements that determine the quality of silicon (iron, aluminum and calcium) are also reduced, and silicon is released from the furnace into a ladle or mold. Along with the release, the content of impurities (calcium and aluminum) is measured. At the outlet from the furnace, silicon is passed through a stream of compressed air, which is enclosed in a laterally enclosed space, where liquid silicon enters from above and compressed air enters from below. Depending on the amount of impurities and in order to increase the degree of purification of silicon, compressed air is enriched with oxygen and the degree of purification is determined in various ratios of air and oxygen.
Результаты испытаний сведены в таблицу. The test results are summarized in table.
Установлена зависимость увеличения степени очистки от содержания кислорода в смеси воздух-кислород (см. таблицу). The dependence of the increase in the degree of purification on the oxygen content in the air-oxygen mixture was established (see table).
При содержании кислорода более 50 об.% качество кремния по примесям кальций и алюминий кремний соответствует маркам выше КР 1, что приводит к повышению экономической эффективности производства кремния. With an oxygen content of more than 50 vol.%, The quality of silicon impurities of calcium and aluminum silicon corresponds to grades above KR 1, which leads to an increase in the economic efficiency of silicon production.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97121022A RU2127707C1 (en) | 1997-12-03 | 1997-12-03 | Method of smelting silicon and its alloys |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97121022A RU2127707C1 (en) | 1997-12-03 | 1997-12-03 | Method of smelting silicon and its alloys |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2127707C1 true RU2127707C1 (en) | 1999-03-20 |
Family
ID=20200139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97121022A RU2127707C1 (en) | 1997-12-03 | 1997-12-03 | Method of smelting silicon and its alloys |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2127707C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2565198C1 (en) * | 2014-11-27 | 2015-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Purification of industrial silicon |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2022069A (en) * | 1978-06-02 | 1979-12-12 | Kema Nord Ab | Preparation of silicon or ferrosilicon |
| US4525334A (en) * | 1983-03-24 | 1985-06-25 | Bayer Aktiengesellschaft | Process for the production of silicon |
| RU2068008C1 (en) * | 1994-04-11 | 1996-10-20 | Братский алюминиевый завод | Method of highly siliceous ferrosilicium and technical silicon heat |
| RU2082783C1 (en) * | 1994-05-17 | 1997-06-27 | Акционерное общество "Братский алюминиевый завод" | Process for melting silicon and alloys thereof |
| RU2089498C1 (en) * | 1995-01-12 | 1997-09-10 | Акционерное общество открытого типа "Братский алюминиевый завод" | Method of smelting silicon and its alloys |
-
1997
- 1997-12-03 RU RU97121022A patent/RU2127707C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2022069A (en) * | 1978-06-02 | 1979-12-12 | Kema Nord Ab | Preparation of silicon or ferrosilicon |
| US4525334A (en) * | 1983-03-24 | 1985-06-25 | Bayer Aktiengesellschaft | Process for the production of silicon |
| RU2068008C1 (en) * | 1994-04-11 | 1996-10-20 | Братский алюминиевый завод | Method of highly siliceous ferrosilicium and technical silicon heat |
| RU2082783C1 (en) * | 1994-05-17 | 1997-06-27 | Акционерное общество "Братский алюминиевый завод" | Process for melting silicon and alloys thereof |
| RU2089498C1 (en) * | 1995-01-12 | 1997-09-10 | Акционерное общество открытого типа "Братский алюминиевый завод" | Method of smelting silicon and its alloys |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Рагулина Р.И., Емлин Б.И. Электротермия кремния и силумина. - М.: Металлургия, 1972, с.138 - 139. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2565198C1 (en) * | 2014-11-27 | 2015-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Purification of industrial silicon |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4363657A (en) | Process for obtaining manganese- and silicon-based alloys by silico-thermal means in a ladle | |
| RU2127707C1 (en) | Method of smelting silicon and its alloys | |
| RU2219249C1 (en) | Off-furnace steel treatment in ladle | |
| RU2003136330A (en) | METHOD FOR Smelting steel in an electric arc furnace | |
| RU2159290C1 (en) | Methods of steel treatment on ladle | |
| RU2061762C1 (en) | Method of treating steel in ladle | |
| US3058822A (en) | Method of making additions to molten metal | |
| FI91284C (en) | Recovery of non-ferrous metals | |
| RU2096491C1 (en) | Steel foundry process | |
| SU1050570A3 (en) | Method for refining ferromanganese in liquid state | |
| KR900004158B1 (en) | Removal method of contaminants during refining of metals and metal alloys | |
| RU2671357C1 (en) | Method of purifying technical silicon | |
| RU2105073C1 (en) | Vanadium slag treatment method | |
| RU2269579C1 (en) | High-carbon cord-quality steel obtaining method | |
| RU2201458C1 (en) | Method of modification of steel | |
| RU2212451C1 (en) | Method of making steel from metal cord | |
| SU1382860A1 (en) | Method of producing pigs for deoxidizing steel with aluminium | |
| RU2673532C1 (en) | Method of refining technical silicon | |
| RU2038398C1 (en) | Method for production of aluminium alloy | |
| RU2203963C2 (en) | Steel processing method | |
| RU2164256C2 (en) | Method of processing alloys containing noble and nonferrous metals | |
| RU2425154C1 (en) | Procedure for refining rail steel in ladle-furnace | |
| RU2204613C2 (en) | Out-of-furnace steel refining method | |
| RU2103381C1 (en) | Method of smelting low-alloyed steel with vanadium | |
| RU2031960C1 (en) | Method for smelting steel |