As-tapped Liquid Silicon Temperature Measurements in an Industrial Furnace

Abstract

Denne oppgaven tar for seg temperaturmålinger av smeltet silisium i rennen fra en industriell ovn. For at silisiumindustrien skal kunne oppfylle egne og myndigheters mål om forbedret energieffektivitet og lavere miljøpåvirkninger, er det viktig å stabilisere ovnsoperasjoner. Innen akademia og i industrien er det veletablert at tappeprosessen er en viktig faktor for å oppnå stabile forhold på ovnen. Som del av et større prosjekt med ønske om å oppnå bedre kontroll på tappingen, presenterer oppgaven en grunnleggende undersøkelse av temperaturfall i silisiumet mellom produksjonsområdet og øsen. Resultatene fra elleve målinger blir presentert, og det skisseres opp noen viktige faktorer blant prosessparametere med tanke på hvilke som kan tenkes å ha en sammenheng med tappetemperaturen. Målemetoder og observasjoner presenteres, samt data oppnådd fra eksperimentelle gjennomføringer. Temperaturmålingene utviser en god felles sammenheng. Den høyeste målte temperaturen var 1835℃, i tillegg til fire andre resultater som nådde 1800 ℃. Disse resultatene er godt i tråd med andre nyere rapporter på feltet, og det finnes indikasjoner på at tidligere antagelser angående temperaturen på silisium i det det forlater bør revideres. Resultatene utgjør et interessant grunnlag for fremtidig arbeid på feltet.

This thesis demonstrates temperature measurements taken in silicon metal in the runner of an industrial furnace. In order for the silicon industry to fulfil goals regarding energy consumption and environmental impact, it is important to stabilize furnace operations. It is well established that the tapping process is an important factor for stable furnace operations to occur. As part of a larger project attempting to achieve better control of the tapping process, this paper presents a preliminary study of temperature changes between the production zone and the ladle. Results from eleven measurements are presented, and it is attempted to outline important factors among process parameters. Measuring methods and observations are presented, as well as data obtained from the experiment executions. The temperature measurements show good internal coherence. The highest measured temperature was 1835℃, with four other results reaching 1800℃. These results are well in line with other recent reports in the field, and there are indications that some former assumptions on as-tapped silicon temperatures should be revised. The findings prove an interesting base for future work in the field.