一种工业硅冶炼称重精炼判断方法与流程

1.本技术涉及工业硅冶炼生产技术领域，特别是涉及一种工业硅冶炼称重精炼判断方法。


背景技术：

2.工业硅又称金属硅，是以含二氧化硅的硅矿石和碳质还原剂为原料，经过矿热炉熔炼制成的，含硅量98%～99.9%以上。工业硅是信息、新能源、新材料产业最基础的功能性材料，是硅产品产业链中的一个极为重要的上游产品。以其为基础衍生的工业产品，品种繁多，涉及的领域广泛。
3.为了提升产品质量，适应下游厂家对工业硅质量的要求，有必要对生产出的工业硅产品进行杂质的去除。目前，在工业硅厂最常用的杂质去除方法是工业硅在抬包中进行炉外精炼，在出炉的同时向抬包（硅包）中通入氧气与空气的混合气体使高温硅水（温度可达2500℃）中的杂质与硅水分离，可以有效的去除硅中的al、ca等杂质，从而达到除去杂质精炼硅水的目的，有效提升了工业硅的质量。
4.现有技术中，吹氧精炼的完成节点（结束节点）通过人工观察得到，在通过抬包对高温硅水吹氧精炼的过程中，当人工观察到高温硅水表层漂浮较多钙斑时，认为此时吹氧精炼完成，然后停止吹氧进行硅水出包，也就是说，通过人工观察硅水表层漂浮的钙斑来判定吹氧精炼的是否完成，此种方式全凭人工经验，准确性得不到保证，存在精炼未完成却误认为精炼已完成而导致最终得到的工业硅中杂质含量高，也存在精炼已完成却误认为精炼未完成而继续吹氧导致被氧化、硅水氧含量被拉高，导致硅品质下降。现有技术中还有的企业直接按照固定时长进行吹氧精炼，但是，由于每次生产的高温硅水中杂质含量不同，在高温硅水中杂质含量少的情况下若按照固定时间进行吹氧精炼，则存在精炼已完成却时长未够（精炼时长未达到固定时长）而继续吹氧导致硅品质下降，在高温硅水中杂质含量多的情况下若按照固定时长进行吹氧精炼，则存在精炼还未完成却时长已够（精炼时长已达到固定时长）而导致最终得到的工业硅中杂质含量高。可见，目前在通过抬包对高温硅水吹氧精炼的过程中，无法准确判定吹氧精炼的完成节点，不能满足生产。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对现有技术中，在通过抬包对高温硅水吹氧精炼的过程中，无法准确判定吹氧精炼的完成节点，导致最终得到的工业硅中杂质含量高或硅水氧含量被拉高，导致硅品质下降的问题。提供一种工业硅冶炼称重精炼判断方法，通过实时重量的变化量能够准确判定吹氧精炼是否完成，能够准确判定吹氧精炼的完成节点，解决最终得到的工业硅中杂质含量高或硅水氧含量被拉高，导致硅品质下降的问题，满足目前生产需求。
6.一种工业硅冶炼称重精炼判断方法，包括以下步骤：s10.向抬包中通入待精炼的高温硅水，且所述高温硅水中al杂质含量为d%、ca杂质含量为b%；
s20.向所述抬包中通入氧气与空气的混合气体，以对所述高温硅水进行吹氧精炼，并对所述抬包及其内的所述高温硅水实时称重，实时重量为m千克，初始重量为n千克；s30.待所述实时重量满足以下条件时，所述高温硅水吹氧精炼完成；m≥（（n-l）*d%*8/9）+（（n-l）*b%*2/5）+n其中：l为所述抬包的自重。
7.优选地，上述一种工业硅冶炼称重精炼判断方法中，所述s10步骤具体包括以下步骤：s11.将q1千克的硅石、q2千克的木片、q3千克的煤粒输送至矿热炉中进行冶炼，所述硅石中al杂质含量为d1%、ca杂质含量为b1%，所述木片中al杂质含量为d2%、ca杂质含量为b2%，所述煤粒中al杂质含量为d3%、ca杂质含量为b3%；s12.将所述矿热炉冶炼的高温硅水通入到所述抬包中，所述高温硅水中al杂质含量d%=（d1*q1+d2*q2+d3*q3）/（q1+q2+q3）、ca杂质含量b%=（bl*q1+b2*q2+b3*q3）/（q1+q2+q3）。
8.优选地，上述一种工业硅冶炼称重精炼判断方法中，所述s30步骤具体包括以下步骤：s31.待所述实时重量m≥（（n-l）*d%*8/9）+（（n-l）*b%*2/5）+n的情况下，检测所述实时重量m的变化率；s32.在m-m*2%≤m≤m+m*2%的情况下维持t秒，所述高温硅水吹氧精炼完成，30≤t≤100。
9.优选地，上述一种工业硅冶炼称重精炼判断方法中，所述s30步骤具体包括以下步骤：待所述实时重量满足以下条件时，所述高温硅水吹氧精炼完成；m≥（（（n-l）*d%*8/9）+（（n-l）*b%*2/5）+n）*s%其中：s%为修正参数。
10.优选地，上述一种工业硅冶炼称重精炼判断方法中，所述修正参数：98%≤s%≤102%。
11.优选地，上述一种工业硅冶炼称重精炼判断方法中，所述s30步骤具体包括以下步骤：s33.检测所述高温硅水的实时温度w，在所述实时温度w＞1450℃的情况下，待所述实时重量m≥（（n-l）*d%*8/9）+（（n-l）*b%*2/5）+n时，所述高温硅水吹氧精炼完成；s34.在所述实时温度w≤1450℃的情况下，停止向所述抬包中通入所述混合气体，以停止所述高温硅水吹氧精炼过程，并将所述高温硅水进行出包操作，即将所述抬包中的所述高温硅水倒出。
12.优选地，上述一种工业硅冶炼称重精炼判断方法中，还包括以下步骤：s40.在所述高温硅水吹氧精炼完成时，继续向所述抬包中通入所述混合气体100秒至200秒后进行出包，且控制所述混合气体中的氧含量为5%至10%，直至出包结束。
13.优选地，上述一种工业硅冶炼称重精炼判断方法中，在所述高温硅水吹氧精炼完成前，控制所述混合气体中的氧含量为60%至70%，且所述混合气体的通入流量x与所述初始重量n满足以下条件：
x=40+（（n-l-200）/50）*5其中：x的单位为nm3/h。
14.本技术采用的技术方案能够达到以下有益效果：本技术实施例公开的一种工业硅冶炼称重精炼判断方法中，在吹氧精炼过程中对高温硅水进行称重，理论上，当高温硅水中的al、ca元素全部与氧元素反应后，实时重量的变化量应该等于抬包中增加氧元素的重量，即m-n＝（（n-l）*d%*8/9）+（（n-l）*b%*2/5），实时重量的变化量等于氧元素的增加量，当高温硅水中的al、ca元素全部与氧元素反应后，意味着吹氧精炼完成，因此，本技术通过实时重量的变化量判定吹氧精炼的完成节点，即当m-n≥（（n-l）*d%*8/9）+（（n-l）*b%*2/5）时，即m≥（（n-l）*d%*8/9）+（（n-l）*b%*2/5）+n时，说明高温硅水中的所有al、ca元素已经均与氧元素反应，高温硅水中的所有al、ca元素已经被消耗完全，高温硅水吹氧精炼完成，避免通过人工观察硅水表层漂浮的钙斑来判定吹氧精炼的是否完成，杜绝人为因素的影响，因此，通过实时重量的变化量能够准确判定吹氧精炼是否完成，准确性得到保证，避免人工观察存在精炼未完成却误认为精炼已完成而导致最终得到的工业硅中杂质含量高，也能够避免人工观察存在精炼已完成却误认为精炼未完成而继续吹氧导致硅水氧含量被拉高，避免硅品质下降，还能够避免继续吹氧导致氧气消耗较多，防止生产成本增加。同时，避免直接按照固定时长进行吹氧精炼，从而避免存在精炼已完成却时长未够而继续吹氧导致硅水氧含量被拉高，避免硅品质下降，还能够避免继续吹氧导致氧气消耗较多，防止生产成本增加，也能够避免存在精炼还未完成却时长已够而导致最终得到的工业硅中杂质含量高。
15.可见，本技术公开的一种工业硅冶炼称重精炼判断方法中，通过实时重量的变化量能够准确判定吹氧精炼是否完成，能够准确判定吹氧精炼的完成节点，解决最终得到的工业硅中杂质含量高或硅水氧含量被拉高，硅品质下降的问题，满足目前生产需求。
具体实施方式
16.为了便于理解本技术，下面将参照相关实施例对本技术进行更全面的描述。实施例中给出了本技术的较佳实施方式。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本技术的公开内容理解的更加透彻全面。
17.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“和／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
18.本技术实施例公开一种工业硅冶炼称重精炼判断方法，包括以下步骤：s10.向抬包中通入待精炼的高温硅水，且高温硅水中al杂质含量为d%、ca杂质含量为b%；将矿热炉中冶炼好的高温硅水出炉通入到抬包中，高温硅水中al杂质含量为d%、ca杂质含量为b%，具体地，可以在高温硅水出炉的时候采样检测高温硅水中的al杂质含量及ca杂质含量，还可以是其他方式，本技术对此不做限制，得知高温硅水中的al杂质含量及ca杂质含量即可。
19.s20.向抬包中通入氧气与空气的混合气体，以对高温硅水进行吹氧精炼，并对抬包及其内的高温硅水实时称重，实时重量为m千克，初始重量为n千克；待将高温硅水通入到抬包中后，需要通过抬包对高温硅水进行吹氧精炼，即向抬包中通入氧气与空气的混合气体，以对高温硅水进行吹氧精炼，氧气与高温硅水中的al、ca等杂质反应，生成氧化铝和氧化钙而与高温硅水分离，从而去除高温硅水中的al、ca等杂质，从而达到除去杂质精炼硅水的目的，有效提升了工业硅的质量。在对高温硅水进行吹氧精炼的同时，实时称重，即实时称取抬包及其内的高温硅水的总重量，初始重量为n千克，也就是说，在抬包中通入高温硅水结束后，且对高温硅水进行吹氧精炼前，抬包及其内的高温硅水重量为初始重量，并为n千克。而在吹氧精炼过程中，由于al、ca等杂质与氧气反应生成氧化铝（三氧化二铝）和氧化钙，且生成的氧化铝和氧化钙留在了抬包中，使得抬包及其内的高温硅水重量发生变化，因此进行实时称重，实时重量为m千克，准确来说实时重量会越来越大，这是由于氧元素与al、ca元素反应后生成的氧化铝和氧化钙留在了抬包中，相较于吹氧精炼前，增加了氧元素的重量，氧元素以氧化铝和氧化钙的形式增加到了抬包中，故重量逐渐增大。
20.s30.待实时重量满足以下条件时，高温硅水吹氧精炼完成；m≥（（n-l）*d%*8/9）+（（n-l）*b%*2/5）+n其中：l为抬包的自重。
21.抬包的自重指的是抬包没有通入高温硅水时的重量，在吹氧精炼前，由于抬包与高温硅水的总重量为初始重量，为n千克，因此，n-l表示进入抬包中的高温硅水的初始重量，则高温硅水在吹氧精炼前，其中具有（n-l）*d%重量份的al元素，（n-l）*b%重量份的ca元素，这些al、ca元素与氧元素反应完之后，al元素与氧元素生成了氧化铝（三氧化二铝），ca元素与氧元素生成了氧化钙。三氧化二铝中铝元素与氧元素的质量之比为：（27*2）：（16*3）=9：8，因此，这些al元素需要（n-l）*d%*8/9重量份的氧元素，同时，氧化钙中钙元素与氧元素的质量之比为：40：16=5：2，因此，这些ca元素需要（n-l）*b%*2/5重量份的氧元素。在吹氧精炼后，这些重量份的氧元素（（n-l）*d%*8/9重量份的氧元素和（n-l）*b%*2/5重量份的氧元素）以氧化铝和氧化钙留在了抬包中，相较于吹氧精炼前，这些重量份的氧元素增加到了抬包中，实时重量中增加了这些氧元素的重量，使得实时重量发生变化。理论上，当高温硅水中的al、ca元素全部与氧元素反应后，实时重量的变化量应该等于抬包中增加氧元素的重量，实时重量的变化量为m-n，抬包中增加氧元素的重量为（（n-l）*d%*8/9）+（（n-l）*b%*2/5），因此，当高温硅水中的al、ca元素全部与氧元素反应后，m-n＝（（n-l）*d%*8/9）+（（n-l）*b%*2/5），实时重量的变化量等于氧元素的增加量，当高温硅水中的al、ca元素全部与氧元素反应后，意味着吹氧精炼完成。
22.但在实际的高温硅水中，可能含有其他杂质，其与氧元素生成的氧化物也会增加实时重量的变化量，因此，在实际吹氧精炼过程中，实时重量的变化量可能会大于（（n-l）*d%*8/9）+（（n-l）*b%*2/5），因此，当m-n≥（（n-l）*d%*8/9）+（（n-l）*b%*2/5）时，说明高温硅水中的al、ca元素全部与氧元素反应，即意味着吹氧精炼完成。
23.综上所述，当m-n≥（（n-l）*d%*8/9）+（（n-l）*b%*2/5）时，即m≥（（n-l）*d%*8/9）+（（n-l）*b%*2/5）+n时，说明高温硅水中的所有al、ca元素已经均与氧元素反应，高温硅水中的所有al、ca元素已经被消耗完全，高温硅水吹氧精炼完成，高温硅水中的所有al、ca元素
以氧化铝和氧化钙的形式存在于抬包中，一般情况下，氧化铝和氧化钙漂浮在高温硅水的表层，漂浮在高温硅水的表层的氧化钙称为钙斑，从而使得氧化铝和氧化钙便于与高温硅水分离，从而能够去除高温硅水中的氧化铝和氧化钙，进而去除高温硅水中的al、ca等杂质，从而达到除去杂质精炼硅水的目的，有效提升了工业硅的质量。
24.本技术实施例公开的一种工业硅冶炼称重精炼判断方法中，在吹氧精炼过程中对高温硅水进行称重，理论上，当高温硅水中的al、ca元素全部与氧元素反应后，实时重量的变化量应该等于抬包中增加氧元素的重量，即m-n＝（（n-l）*d%*8/9）+（（n-l）*b%*2/5），实时重量的变化量等于氧元素的增加量，当高温硅水中的al、ca元素全部与氧元素反应后，意味着吹氧精炼完成，因此，本技术通过实时重量的变化量判定吹氧精炼的完成节点，即当m-n≥（（n-l）*d%*8/9）+（（n-l）*b%*2/5）时，即m≥（（n-l）*d%*8/9）+（（n-l）*b%*2/5）+n时，说明高温硅水中的所有al、ca元素已经均与氧元素反应，高温硅水中的所有al、ca元素已经被消耗完全，高温硅水吹氧精炼完成，避免通过人工观察硅水表层漂浮的钙斑来判定吹氧精炼的是否完成，杜绝人为因素的影响，因此，通过实时重量的变化量能够准确判定吹氧精炼是否完成，准确性得到保证，避免人工观察存在精炼未完成却误认为精炼已完成而导致最终得到的工业硅中杂质含量高，也能够避免人工观察存在精炼已完成却误认为精炼未完成而继续吹氧导致硅水氧含量被拉高，避免硅品质下降，还能够避免继续吹氧导致氧气消耗较多，防止生产成本增加。同时，避免直接按照固定时长进行吹氧精炼，从而避免存在精炼已完成却时长未够而继续吹氧导致硅水氧含量被拉高，避免硅品质下降，还能够避免继续吹氧导致氧气消耗较多，防止生产成本增加，也能够避免存在精炼还未完成却时长已够而导致最终得到的工业硅中杂质含量高。
25.可见，本技术公开的一种工业硅冶炼称重精炼判断方法中，通过实时重量的变化量能够准确判定吹氧精炼是否完成，能够准确判定吹氧精炼的完成节点，解决最终得到的工业硅中杂质含量高或硅水氧含量被拉高，硅品质下降的问题，满足目前生产需求。
26.如上文所述，高温硅水中al杂质含量为d%、ca杂质含量为b%，具体地，可以在高温硅水出炉的时候采样检测高温硅水中的al杂质含量及ca杂质含量，但是，高温硅水出炉温度极高，高达2000多℃，采样困难，不便进行采样检测，存在一定的安全隐患。基于此，可选地，s10步骤可以包括以下步骤：s11.将q1千克的硅石、q2千克的木片、q3千克的煤粒输送至矿热炉中进行冶炼，硅石中al杂质含量为d1%、ca杂质含量为b1%，木片中al杂质含量为d2%、ca杂质含量为b2%，煤粒中al杂质含量为d3%、ca杂质含量为b3%；s12.将矿热炉冶炼的高温硅水通入到抬包中，高温硅水中al杂质含量d%=（d1*q1+d2*q2+d3*q3）/（q1+q2+q3）、ca杂质含量b%=（bl*q1+b2*q2+b3*q3）/（q1+q2+q3）。
27.由于矿热炉冶炼高温硅水的原料为硅石、木片和煤粒，因此，高温硅水中的al杂质及ca杂质均是由原料中引入，由于检测高温硅水中的al杂质含量及ca杂质含量存在困难和不便，因此，检测原料中的al杂质含量及ca杂质含量，再通过换算即可得到高温硅水中的al杂质含量及ca杂质含量。具体地，原料中总计有d1*q1+d2*q2+d3*q3重量份的al杂质，bl*q1+b2*q2+b3*q3重量份的ca杂质，原料中的总重量为q1+q2+q3，因此，原料中，al杂质含量为（d1*q1+d2*q2+d3*q3）/（q1+q2+q3），ca杂质含量为（bl*q1+b2*q2+b3*q3）/（q1+q2+q3），由于矿热炉冶炼前后，总重量和各组分含量不会发生变化，因此，原料的总重量即为冶炼后高
温硅水的总重量，原料中al杂质含量也是冶炼后高温硅水中al杂质含量，原料中ca杂质含量也是冶炼后高温硅水中ca杂质含量，所以，高温硅水中al杂质含量d%=（d1*q1+d2*q2+d3*q3）/（q1+q2+q3）、ca杂质含量b%=（bl*q1+b2*q2+b3*q3）/（q1+q2+q3）。
28.通过此种方式能够避免在高温硅水出炉的时候采样检测高温硅水中的al杂质含量及ca杂质含量，降低al杂质含量及ca杂质含量检测难度，此种方式通过检测原料中的al杂质含量及ca杂质含量巧妙代替在高温硅水出炉的时采样检测，能够解决高温硅水出炉时采样困难，不便进行采样检测，存在一定的安全隐患的问题，提高本方法的可操作性，进而提高实用性。
29.在实际的高温硅水中，可能含有其他杂质，其与氧元素生成的氧化物也会增加实时重量的变化量，因此，在实际吹氧精炼过程中，实时重量的变化量可能会大于（（n-l）*d%*8/9）+（（n-l）*b%*2/5），因此，当实时重量的变化量等于（（n-l）*d%*8/9）+（（n-l）*b%*2/5）时，高温硅水中可能还存在一少部分的al、ca元素杂质，这部分al、ca元素并未与氧元素反应，若此时停止吹氧精炼，则会导致最终得到的工业硅中杂质含量高。基于此，一种较优的实施例中，s30步骤可以包括以下步骤：s31.待实时重量m≥（（n-l）*d%*8/9）+（（n-l）*b%*2/5）+n的情况下，检测实时重量m的变化率；s32.在m-m*2%≤m≤m+m*2%的情况下维持t秒，高温硅水吹氧精炼完成，30≤t≤100。
30.m-m*2%≤m≤m+m*2%的情况意味着此时的实时重量保持稳定，这是由于高温硅水中al、ca等元素杂质均与氧元素反应完全，氧气不再参与反应，不会生成氧化物，因此，不会有新的氧元素以氧化物的形式存在于抬包中，实时重量趋于稳定。s31步骤代表高温硅水中的大部分al、ca元素已与氧元素反应，然后继续吹氧精炼，当m-m*2%≤m≤m+m*2%，即实时重量趋于稳定时，代表高温硅水中剩余的al、ca元素杂质及其他元素杂质均已与氧元素反应完全，氧气不再参与反应，意味着吹氧精炼完成。为了进一步保证，在实时重量趋于稳定的基础下，即在吹氧精炼完成的基础下，继续吹氧精炼维持30秒至100秒，以继续通入氧气，以进一步保证高温硅水中的杂质元素与氧元素反应完全，以使高温硅水中的杂质元素均被氧元素氧化生成氧化物，与高温硅水分离，从而能够将高温硅水中的杂质元素较大程度上去除，降低最终得到的工业硅中杂质含量，保证最终得到的工业硅纯度。
31.另一种较优的实施例中，s30步骤可以包括以下步骤：待实时重量满足以下条件时，高温硅水吹氧精炼完成；m≥（（（n-l）*d%*8/9）+（（n-l）*b%*2/5）+n）*s%其中：s%为修正参数。
32.修正参数s%的具体数值需要根据原料中其他杂质含量实际而定。通过修正参数，当m≥（（（n-l）*d%*8/9）+（（n-l）*b%*2/5）+n）*s%时，以使高温硅水中的al、ca元素杂质及其他元素杂质均已与氧元素反应完全，避免在其他杂质元素的影响下而导致高温硅水中还存在一少部分的al、ca元素杂质未与氧元素反应，通过修正参数降低削弱其他元素杂质的影响，保证此时吹氧精炼真正意义上完成，以进一步保证高温硅水中的杂质元素与氧元素反应完全，以使高温硅水中的杂质元素均被氧元素氧化生成氧化物，与高温硅水分离，从而能够将高温硅水中的杂质元素较大程度上去除，降低最终得到的工业硅中杂质含量，保证最
终得到的工业硅纯度。
33.当原料中其他杂质含量较大时，修正参数s%需要小于100%，还存在一种情况，就是在矿热炉冶炼过程中，高温硅水中的al、ca元素可能挥发，使得实际含量小于本技术所测量推算的含量，此时，修正参数s%需要大于100%，作为优选，修正参数：98%≤s%≤102%，修正参数s%的具体数值需要根据原料中其他杂质含量实际而定，以及需要根据矿热炉冶炼过程中是否有al、ca元素挥发而定，但明确的是，修正量均比较小，因此本技术中限定修正参数s%在其
±
2%的范围内选择。
34.在吹氧精炼过程中，向抬包中通入的混合气体中包含了空气，空气主要的目的是鼓泡搅动高温硅水，以使高温硅水中的氧化物漂浮，但是，空气容易带走高温硅水的热量，导致高温硅水温度下降较快，高温硅水容易因温度不够而造成挂包、死包等现象，基于此，可选地，s30步骤具体包括以下步骤：s33.检测高温硅水的实时温度w，在实时温度w＞1450℃的情况下，待实时重量m≥（（n-l）*d%*8/9）+（（n-l）*b%*2/5）+n时，高温硅水吹氧精炼完成；实时温度w＞1450℃，以保证吹氧精炼过程中高温硅水的温度足够，避免高温硅水容易因温度不够而造成挂包、死包等现象。
35.s34.在实时温度w≤1450℃的情况下，停止向抬包中通入混合气体，以停止高温硅水吹氧精炼过程，并将高温硅水进行出包操作，即将抬包中的高温硅水倒出。
36.在吹氧精炼过程中，若高温硅水的实时温度≤1450℃，说明此时若继续吹氧尽精炼，存在高温硅水因温度不够而造成挂包、死包的可能，因此，在此时不论是否吹氧精炼结束，停止向抬包中通入混合气体，以停止高温硅水吹氧精炼过程，直接将高温硅水进行出包操作，即将抬包中的高温硅水倒出，避免高温硅水出现挂包、死包等现象。
37.通过在吹氧精炼过程中实施检测高温硅水的温度，在高温硅水的实时温度≤1450℃的情况下，直接将高温硅水进行出包操作，避免高温硅水容易因温度不够而造成挂包、死包等现象，从而避免造成抬包报废，在高温硅水的实时温度＞1450℃的情况下，继续吹氧精炼，通过此方法保证吹氧精炼过程中的可靠性。
38.为了进一步保证，在m≥（（n-l）*d%*8/9）+（（n-l）*b%*2/5）+n的情况下，高温硅水中的al、ca元素杂质及其他元素杂质均已与氧元素反应完全，避免在其他杂质元素的影响下而导致高温硅水中还存在一少部分的al、ca元素杂质未与氧元素反应，可选地，本技术公开的一种工业硅冶炼称重精炼判断方法还可以包括以下步骤：s40.在高温硅水吹氧精炼完成时，继续向抬包中通入混合气体100秒至200秒后进行出包，且控制混合气体中的氧含量为5%至10%，直至出包结束。
39.通入的混合气体中，5%至10%的氧气实现继续向抬包中通入氧气，以进一步保证高温硅水中的杂质元素与氧元素反应完全，以使高温硅水中的杂质元素均被氧元素氧化生成氧化物，与高温硅水分离，从而能够将高温硅水中的杂质元素较大程度上去除，降低最终得到的工业硅中杂质含量，保证最终得到的工业硅纯度。通入的混合气体中，空气用于鼓泡搅动高温硅水，以使高温硅水中的氧化物被搅动后而漂浮，避免氧化物留存在高温硅水内部，而导致最终得到的工业硅中杂质含量高，在高温硅水吹氧精炼完成后，继续通入空气进行搅动，从而有助于杂质元素氧化物的漂浮，有利于杂质元素氧化物与高温硅水分离，便于分离去除，进而能够将高温硅水中的杂质元素氧化物较大程度上去除，降低最终得到的工业
硅中杂质含量，保证最终得到的工业硅纯度。
40.如上文s20步骤所述，向抬包中通入氧气与空气的混合气体，以对高温硅水进行吹氧精炼，具体地，在高温硅水吹氧精炼完成前，控制混合气体中的氧含量为60%至70%，且混合气体的通入流量x与初始重量n满足以下条件：x=40+（（n-l-200）/50）*5其中：x的单位为nm3/h。
41.该公式可以简单理解为，在高温硅水的重量不超过200千克时，混合气体的通入流量为40nm3/h，当高温硅水的重量超过200千克时，每超过50千克，混合气体的通入流量增加5nm3/h。通过控制吹氧精炼所需混合气体中氧气的含量及混合气体的通入流量，以使吹氧精炼过程快速，避免混合气体中氧气不足或流量较小而供氧量不足，从而避免吹氧精炼需要较长时间，进而避免高温硅水出现挂包、死包等现象，也能够避免空气通入量大而导致高温硅水温度下降较快，导致高温硅水容易因温度不够而造成挂包、死包等现象，且能够避免供氧量过大而导致抬包包壁烧损的可能。
42.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
43.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种工业硅冶炼称重精炼判断方法，其特征在于，包括以下步骤：s10.向抬包中通入待精炼的高温硅水，且所述高温硅水中al杂质含量为d%、ca杂质含量为b%；s20.向所述抬包中通入氧气与空气的混合气体，以对所述高温硅水进行吹氧精炼，并对所述抬包及其内的所述高温硅水实时称重，实时重量为m千克，初始重量为n千克；s30.待所述实时重量满足以下条件时，所述高温硅水吹氧精炼完成；m≥（（n-l）*d%*8/9）+（（n-l）*b%*2/5）+n其中：l为所述抬包的自重。2.根据权利要求1所述的一种工业硅冶炼称重精炼判断方法，其特征在于，所述s10步骤具体包括以下步骤：s11.将q1千克的硅石、q2千克的木片、q3千克的煤粒输送至矿热炉中进行冶炼，所述硅石中al杂质含量为d1%、ca杂质含量为b1%，所述木片中al杂质含量为d2%、ca杂质含量为b2%，所述煤粒中al杂质含量为d3%、ca杂质含量为b3%；s12.将所述矿热炉冶炼的高温硅水通入到所述抬包中，所述高温硅水中al杂质含量d%=（d1*q1+d2*q2+d3*q3）/（q1+q2+q3）、ca杂质含量b%=（bl*q1+b2*q2+b3*q3）/（q1+q2+q3）。3.根据权利要求1所述的一种工业硅冶炼称重精炼判断方法，其特征在于，所述s30步骤具体包括以下步骤：s31.待所述实时重量m≥（（n-l）*d%*8/9）+（（n-l）*b%*2/5）+n的情况下，检测所述实时重量m的变化率；s32.在m-m*2%≤m≤m+m*2%的情况下维持t秒，所述高温硅水吹氧精炼完成，30≤t≤100。4.根据权利要求1所述的一种工业硅冶炼称重精炼判断方法，其特征在于，所述s30步骤具体包括以下步骤：待所述实时重量满足以下条件时，所述高温硅水吹氧精炼完成；m≥（（（n-l）*d%*8/9）+（（n-l）*b%*2/5）+n）*s%其中：s%为修正参数。5.根据权利要求4所述的一种工业硅冶炼称重精炼判断方法，其特征在于，所述修正参数：98%≤s%≤102%。6.根据权利要求1所述的一种工业硅冶炼称重精炼判断方法，其特征在于，所述s30步骤具体包括以下步骤：s33.检测所述高温硅水的实时温度w，在所述实时温度w＞1450℃的情况下，待所述实时重量m≥（（n-l）*d%*8/9）+（（n-l）*b%*2/5）+n时，所述高温硅水吹氧精炼完成；s34.在所述实时温度w≤1450℃的情况下，停止向所述抬包中通入所述混合气体，以停止所述高温硅水吹氧精炼过程，并将所述高温硅水进行出包操作，即将所述抬包中的所述高温硅水倒出。7.根据权利要求1所述的一种工业硅冶炼称重精炼判断方法，其特征在于，还包括以下步骤：s40.在所述高温硅水吹氧精炼完成时，继续向所述抬包中通入所述混合气体100秒至200秒后进行出包，且控制所述混合气体中的氧含量为5%至10%，直至出包结束。
8. 根据权利要求1所述的一种工业硅冶炼称重精炼判断方法，其特征在于，在所述高温硅水吹氧精炼完成前，控制所述混合气体中的氧含量为60%至70%，且所述混合气体的通入流量x与所述初始重量n满足以下条件：x=40+（（n-l-200）/50）*5其中：x的单位为nm3/h。

技术总结
本申请涉及一种工业硅冶炼称重精炼判断方法，向抬包中通入待精炼的高温硅水，且高温硅水中Al杂质含量为D%、Ca杂质含量为B%；向抬包中通入氧气与空气的混合气体，并实时称重，实时重量为M千克，初始重量为N千克；S30.待实时重量满足M≥（（N-L）*D%*8/9）+（（N-L）*B%*2/5）+N时，高温硅水吹氧精炼完成。即M-N≥（（N-L）*D%*8/9）+（（N-L）*B%*2/5）时，说明高温硅水中的所有Al、Ca元素已经均与氧元素反应，通过实时重量的变化量能够准确判定吹氧精炼是否完成，能够准确判定吹氧精炼的完成节点，解决最终得到的工业硅中杂质含量高及硅水氧含量被拉高，硅品质下降的问题。硅品质下降的问题。


技术研发人员：霍福科 王锋 请求不公布姓名 周迎春 华根节
受保护的技术使用者：内蒙古润阳悦达新能源科技有限公司
技术研发日：2023.08.15
技术公布日：2023/9/14