CN101850973B - 用于捣炉机捣头的碳纤维外套 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于捣炉机捣头的碳纤维外套。捣炉机捣头外部套有与之形状相吻合的碳纤维外套，所述外套一端为封闭式结构，另一端为开口式结构。所述捣炉机捣头为捣炉棒，与之相吻合的碳纤维外套为空心圆柱形，所述捣头为翻料铲，所述翻料铲由铲体和铲柄所组成，与之相吻合的碳纤维外套由铲体外套与铲柄外套所组成，其套在翻料铲的铲体及铲柄上。本发明提出的碳纤维外套制作工艺简单，成本低，杜绝了因捣炉棒和翻料铲带进的铁元素，大大降低了硅中铁的含量，提高了捣炉棒和翻料铲的使用效果。经检测碳纤维外套用于捣炉棒，可使生产金属硅过程中铁元素含量由全石油焦工艺的600ppWt左右降到200ppWt以下。
Description
技术领域：
本发明涉及一种硅提纯技术设备，更具体地说涉及一种用于捣炉机捣头的碳纤维外套。
背景技术：
在生产金属硅过程中，通过二氧化硅与碳在高温下进行还原反应得到金属硅。二氧化硅破碎到合适的大小，碳还原剂可选用焦碳、木炭、精煤和石油焦等，按一定的比例均匀混合放入矿热炉内，通电产生电弧，将二氧化硅熔化，使其在高温下与碳进行还原反应，得到金属硅。但是二氧化硅和碳在矿热炉反应过程中，二氧化硅和碳反应的表面往往容易发生大块结，影响了炉内二氧化硅和碳反应速度，增加了冶炼过程中电量消耗，降低了生产效率，因此需要每隔一段时间通过翻料铲和捣炉机对块结表面进行扎孔、翻松等操作以增加二氧化硅和碳的透气性和反应速度。捣炉机上的捣炉棒固定到可往复伸缩的运动机构上，伸缩机构外套有铰接支点可使伸缩机构绕其支点摆动，来完成扎孔和翻松动作。翻料铲经过人工铲除和破碎快结。但是翻料铲和捣炉棒材料采用金属铁，它在矿热炉内部进行扎孔和翻松时，和块结部位接触的部位在高温下造成捣炉铁棒损耗，部分铁金属进入到金属硅中，不但影响了捣炉机的使用效果，也使金属硅中增加了铁的含量。物理冶金法提纯生产太阳能电池所用的多晶硅对初始金属硅材料中的铁要求远远高于一般意义的工业硅(一般为1500ppWt～4000ppWt)。因此本外套将金属硅中的铁降了一个数量级，对于制备面向光伏产业的金属硅有重要的工业意义。
发明内容：
本发明的目的是针对现有技术不足之处而提供一种在生产金属硅过程中防制因捣炉棒和翻料铲带进的铁元素，降低硅中铁含量的用于捣炉机捣头的碳纤维外套。
本发明的目的是通过以下措施来实现：一种用于捣炉机捣头的碳纤维外套，其特殊之处在于：捣炉机捣头外部套有与之形状相吻合的碳纤维外套，所述外套一端为封闭式结构，另一端为开口式结构。
所述捣炉机捣头为捣炉棒，与之相吻合的碳纤维外套为空心圆柱形，外套套在捣炉棒上，外套厚度为2～50mm，所述外套沿其长度方向均布有一定数量的碳纤维绳。
所述外套沿其长度方向每隔200～400mm设有碳纤维绳。
所述捣头为翻料铲，所述翻料铲由铲体和铲柄所组成，与之相吻合的碳纤维外套由铲体外套与铲柄外套所组成，其套在翻料铲的铲体及铲柄上，碳纤维层的厚度为10～50mm。
所述铲体外套与铲柄外套相互独立，铲柄外套为两端开口式结构，铲体外套铲体顶端及两侧封闭，余端为开口端，铲体开口端沿其开口边均布有一定数量的碳纤维绳，铲柄与铲体外套对口的开口端均布有一定数量的碳纤维绳。
所述铲体开口端及与其对接的铲柄开口端沿其开口边每隔10～100mm设有碳纤维绳，所述铲柄沿其长度方向每隔50～200mm设有碳纤维绳。
所述铲体外套与铲柄外套连成一体，其一侧及铲体顶端封闭，另一侧为开口结构，所述开口结构的开口边均布有一定数量的碳纤维绳。
所述铲体一侧开口端每隔10～100mm设有碳纤维绳，铲柄开口侧面每隔50～200mm距离固有碳纤维绳。
所述碳纤维材料耐高温度为1800℃以上。
与现有技术相比，由于采用了本发明提出的用于捣炉机捣头的碳纤维外套，纤维外套为耐高温碳纤维材料，根据捣炉机捣头的尺寸以及它们进入矿热炉内的有效长度，制作了相应形状的空心外套，外套一端为封闭式结构，另一端为开口式结构，外套有一定数量的碳纤维绳，用于外套固定在捣炉棒和翻料铲上。此外套制作工艺简单，成本低，杜绝了因捣炉棒和翻料铲带进的铁元素，大大降低了硅中铁的含量，提高了捣炉棒和翻料铲的使用效果。经检测碳纤维外套用于捣炉棒，可使生产金属硅过程中铁元素含量由全石油焦工艺的平均600ppWt左右降到200ppWt以下。
附图说明：
图1为本发明铲头为半球状捣炉棒所用碳纤维外套剖视示意图。
图2为本发明铲头为圆柱状捣炉棒所用碳纤维外套剖视示意图。
图3为图1实施例捣炉棒外套俯视示意图；
图4为本发明翻料铲铲体外套与铲柄外套相互独立的示意图；
图5为本发明翻料铲铲体外套与铲柄外套连成一体的示意图。
其中1-捣炉棒外套开口端；2-碳纤维绳；3-捣炉棒外套实心圆柱体端；4-碳纤维；5-捣炉棒外套半球形端；6-翻料铲铲体部外套和铲柄外套一体结构的铲部外套；7-翻料铲铲体部外套和铲柄外套一体结构的铲柄外套；8-翻料铲外套铲柄开口处；9-翻料铲铲体部外套开口处；10-翻料铲铲体部外套和铲柄外套独立结构的铲体外套；11-翻料铲铲体部外套和铲柄外套独立结构的铲柄外套。
具体实施方式：
下面结合附图对具体实施方式作详细说明：一种用于捣炉机捣头的碳纤维外套，其特殊之处在于：捣炉机捣头外部套有与之形状相吻合的碳纤维外套1，所述外套一端为封闭式结构2，另一端为开口式结构3。开口端便于套入捣头。
图1～图3为捣炉机捣头为捣炉棒时所用碳纤维外套剖视示意图。所述捣炉机捣头为捣炉棒，与之相吻合的碳纤维外套为空心圆柱形，外套套在捣炉棒上，外套厚度为2～50mm，所述外套沿其长度方向均布有一定数量的碳纤维绳。捣头端部的形状可以是半球状也可以是圆柱状，外套的端部形状与捣头的形状相吻合。外套一侧沿其长度方向每隔200～400mm设有碳纤维绳，外套套在捣炉棒上时，通过缠绕固定外套，使外套不易脱落捣炉棒。
所述翻料铲由铲体和铲柄所组成，与之相吻合的碳纤维外套由铲体外套与铲柄外套所组成，其套在翻料铲的铲体及铲柄上，碳纤维层的厚度为10～50mm。
图4为本发明翻料铲铲体外套与铲柄外套相互独立的示意图。所述铲体外套10与铲柄外套11相互独立，铲柄外套为两端开口式结构，铲体外套铲体顶端及两侧封闭，余端为开口端，所述铲体开口端及与其对接的铲柄开口端沿其开口边每隔10～100mm设有碳纤维绳。捣头翻料铲套入外套时，把翻料铲铲部和铲柄分别装入到铲部外套11和把柄外套10里面，通过碳纤维绳2连接固定翻料铲铲部外套11和把柄外套10，同时所述铲柄沿其长度方向每隔50～200mm设有碳纤维绳。利用此碳纤维绳固定铲柄外套，防止铲柄外套脱落。
图5为本发明翻料铲铲体外套与铲柄外套连成一体的示意图。所述铲体外套6与铲柄外套7连成一体，其一侧及铲体顶端封闭，另一侧为开口结构，所述开口结构的铲体开口9边每隔10～100mm设有碳纤维绳，铲柄开口边8每隔50～200mm距离固有碳纤维绳2。捣头翻料铲套入外套时，根据翻料铲尺寸大小，通过外套侧面开口处把铲部和把柄分别放入到翻料铲铲部外套6和把柄外套7里面，并用碳纤维绳2对外套把柄开口处8和铲部外套开口处9系上。
用于捣炉棒或翻料铲的外套采用碳纤维材料制作而成，其耐高温度应达1800℃以上。
本发明对捣炉机的捣炉棒和翻料铲在相同条件下无外套及有外套分别进行了三次试验，每次试验金属硅都为600kg，在生产过程中充分进行了同样的扎孔和翻松，检测金属硅中铁元素含量区别如下表：
| 无外套铁元素含量(ppWt) | 有外套铁元素含量(ppWt) |
| 673 | 184 |
| 639 | 152 |
| 658 | 156 |
上述实施例并不购成对本发明的限制，凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于捣炉机捣头的碳纤维外套，其特征在于：捣炉机捣头外部套有与之形状相吻合的碳纤维外套，所述外套一端为封闭式结构，另一端为开口式结构。
2.根据权利要求1所述的用于捣炉机捣头的碳纤维外套，其特征在于所述捣炉机捣头为捣炉棒，与之相吻合的碳纤维外套为空心圆柱形，外套套在捣炉棒上，外套厚度为2～50mm，所述外套沿其长度方向均布有一定数量的碳纤维绳，所述一定数量为沿其长度方向每隔200～400mm设有碳纤维绳。
3.根据权利要求1所述的用于捣炉机捣头的碳纤维外套，其特征在于所述捣头为翻料铲，所述翻料铲由铲体和铲柄所组成，与之相吻合的碳纤维外套由铲体外套与铲柄外套所组成，其套在翻料铲的铲体及铲柄上，碳纤维层的厚度为10～50mm。
4.根据权利要求3所述的用于捣炉机捣头的碳纤维外套，其特征在于所述铲体外套与铲柄外套相互独立，铲柄外套为两端开口式结构，铲体外套铲体顶端及两侧封闭，余端为开口端，铲体开口端沿其开口边均布有一定数量的碳纤维绳，铲柄与铲体外套对口的开口端均布有一定数量的碳纤维绳，所述一定数量为铲体开口端及与其对接的铲柄开口端沿其开口边每隔10～100mm设有碳纤维绳，所述铲柄沿其长度方向每隔50～200mm设有碳纤维绳。
5.根据权利要求3所述的用于捣炉机捣头的碳纤维外套，其特征在于所述铲体外套与铲柄外套连成一体，其一侧及铲柄顶端封闭，另一侧为开口结构，所述开口结构的开口边均布有一定数量的碳纤维绳，所述一定数量为铲体一侧开口端每隔10～100mm设有碳纤维绳，铲柄开口侧面每隔50～200mm距离固有碳纤维绳。
6.根据权利要求1或2所述的用于捣炉机捣头的碳纤维外套，其特征在于所述碳纤维材料耐高温度为1800℃以上。
7.根据权利要求4所述的用于捣炉机捣头的碳纤维外套，其特征在于所述碳纤维材料耐高温度为1800℃以上。
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