[发明专利]一种高品质工业硅制备设备及方法

权利要求书

1.一种高品质工业硅制备设备，其特征在于，

包括用于转运液体硅的硅水包、硅水包吊具、轨道、轨道包车、空气输送机构、氧气输送机构、除杂料添加机构、推动组件、安装架和等离子发生器，所述硅水包吊具安装在三相矿热炉的熔池的一侧，所述硅水包吊具用于起吊所述硅水包，地面上铺设有所述轨道，所述轨道上设置有所述轨道包车，所述轨道包车用于放置所述硅水包；

所述轨道包车的上表面还设置有所述空气输送机构和所述氧气输送机构，所述硅水包的底部设置有第一吹气引管和第二吹气引管，所述第一吹气引管与所述空气输送机构的输出端相对应，所述第二吹气引管与所述氧气输送机构的输出端相对应，所述轨道包车的上表面还设置有滑轨，所述滑轨上滑动设置有所述安装架，所述轨道包车的上表面还设置有所述推动组件，所述推动组件用于推动所述安装架在所述滑轨上滑动，所述安装架上设置有所述除杂料添加机构和所述等离子发生器，所述除杂料添加机构用于向所述硅水包的内部投放除杂料，所述等离子发生器用于对所述硅水包进行加热。

2.如权利要求1所述的高品质工业硅制备设备，其特征在于，

所述安装架包括滑动座、支撑柱和安装板，所述支撑柱的一端与所述滑动座固定连接，所述支撑柱的另一端与所述安装板固定连接，所述滑动座在所述滑轨上滑动，所述安装板上设置有所述等离子发生器和所述除杂料添加机构，所述安装板的底部设置有电动推杆，所述电动推杆的输出端设置有连接件，所述连接件用于连接所述等离子发生器的输出喷头。

3.如权利要求2所述的高品质工业硅制备设备，其特征在于，

所述推动组件包括伺服电机、丝杆和丝杆套，所述伺服电机安装在所述轨道包车的上表面，所述伺服电机的输出端设置有所述丝杆，所述丝杆上设置有所述丝杆套，所述丝杆套与所述滑动座拆卸连接。

4.如权利要求1所述的高品质工业硅制备设备，其特征在于，

所述空气输送机构包括空气压缩机和第一输送管，所述空气压缩机安装在所述轨道包车的上表面，所述空气压缩机的输出端设置有所述第一输送管，所述第一输送管远离所述空气压缩机的一端与所述第一吹气引管相连。

5.如权利要求1所述的高品质工业硅制备设备，其特征在于，

所述氧气输送机构包括氧气瓶和第二输送管，所述氧气瓶安装在所述轨道包车的上表面，所述氧气瓶的控制阀处连接有所述第二输送管，所述第二输送管远离所述氧气瓶的一端与所述第二吹气引管相连。

6.如权利要求2所述的高品质工业硅制备设备，其特征在于，

所述除杂料添加机构包括储料箱、方形卸料管和闸板阀，所述储料箱安装在所述安装板的上方，所述储料箱的底部设置有所述方形卸料管，所述方形卸料管远离所述储料箱的一端与所述硅水包相对应，所述方形卸料管上设置有所述闸板阀。

7.一种高品质工业硅制备方法，应用于如权利要求1所述的高品质工业硅制备设备，其特征在于，步骤如下：

将高纯度硅石和碳质还原剂计量，并均匀混合后，投放至三相矿热炉的内部进行冶炼，冶炼完成后，形成的液体硅在炉壁上聚集，落入熔池；

将熔池内的液体硅装入所述硅水包内，利用所述硅水包吊具将装有液体硅的所述硅水包吊装在所述轨道包车的上表面，利用所述轨道包车将装有液体硅的所述硅水包输送至冷却工序处；

在输送过程中，启动所述推动组件，使得所述滑轨上的所述安装架，滑动至所述硅水包的一侧；

利用所述空气输送机构通过所述第一吹气引管向所述硅水包的内部输入空气，在吹入空气的期间通过所述除杂料添加机构向所述硅水包的内部分批加入除杂料，除杂料添加完成后，利用所述氧气输送机构通过所述第一吹气引管向所述硅水包的内部输入氧气，从而在所述硅水包内的液体硅的转运过程中，使用氧化精炼方法进行炉外精炼；

在炉外精炼的过程中，启动所述等离子发生器，直接对所述硅水包内的液体硅的表面加热，使得液体硅在炉外精炼的过程中始终保持在1600℃以上，从而提高液体硅在炉外精炼的效率。