KR102601993B1 - Screening Cevice for removing foreign substances to improve the purity of polysilicon - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원석원료로부터 미분이물과 금속이물을 제거하여 폴리실리콘을 선별하는 이물제거 선별장치에 관한 것으로서, 프레임(100)과; 상기 프레임(100)의 상부 일측에 구비되어 원석원료가 투입되는 호퍼(200)와; 상기 호퍼(200)로 투입된 원석원료를 이송하는 이송부(300)와; 상기 이송부(300)의 선단에 구비되어 상기 원석원료로부터 금속이물을 자력을 이용하여 제거하는 금속분류부(400)와; 상기 이송부(300)의 후단에 구비되어 상기 이송부(300)로부터 이송되는 원석원료에 미는 힘과 당기는 힘을 동시에 작용시켜 상기 미분이물과 상기 폴리실리콘 및 불완전선별원료를 풍속을 이용하여 질량별로 선별하여 배출되게 하는 선별배출부(500)와; 상기 선별배출부(500)의 내부에 상기 원석원료에 미는 힘과 당기는 힘이 동시에 작용되는 위치에 구비되어 상기 원석원료에 작용되는 풍속을 감지하는 풍속센서(610)와; 상기 풍속센서(610)에서 감지된 풍속이 상기 미분이물이 폴리실리콘으로부터 부유하여 분리될 수 있는 기준속도를 유지하도록 제어하는 제어부(600)를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a foreign matter removal and sorting device for selecting polysilicon by removing fine powders and metal foreign matters from ore raw materials, comprising: a frame (100); A hopper 200 provided on one upper side of the frame 100 into which raw stone materials are input; A transfer unit 300 that transfers the ore raw materials input into the hopper 200; a metal classification unit 400 provided at the tip of the transfer unit 300 to remove metal impurities from the raw stone using magnetic force; It is provided at the rear end of the transfer unit 300 and simultaneously applies a pushing force and a pulling force to the ore raw materials transferred from the transfer unit 300 to sort the fine powder, polysilicon, and incompletely sorted raw materials by mass using wind speed. a selective discharge unit 500 for discharging; A wind speed sensor 610 provided inside the sorting discharge unit 500 at a position where a pushing force and a pulling force are simultaneously applied to the raw stone material to detect the wind speed acting on the raw stone material; It is characterized in that it includes a control unit 600 that controls the wind speed detected by the wind speed sensor 610 to maintain a reference speed at which the fine powder can be separated from the polysilicon.

Description

폴리실리콘 순도 향상을 위한 이물제거 선별장치{Screening Cevice for removing foreign substances to improve the purity of polysilicon}Screening Cevice for removing foreign substances to improve the purity of polysilicon}

본 발명은 이물제거 선별장치에 관한 것으로서, 보다 자세히는 원석원료에 포함된 이물을 자동으로 제거하여 폴리실리콘의 순도를 향상시킬 수 있는 이물제거 선별장치에 관한 것이다. The present invention relates to a foreign matter removal and sorting device, and more specifically, to a foreign matter removal and sorting device that can improve the purity of polysilicon by automatically removing foreign materials contained in raw materials.

통상적으로 반도체 소자에 적용되는 실리콘 파우더는 원석 원료를 다단계로 파쇄, 선별, 정제하면서 순도를 높이는 일련의 처리 공정을 거쳐 생성된다. 이때 원료에 부착되거나 혼입된 유기물, 쇳가루 등의 이물질로 인한 품질 불량에 대비하는 공정을 포함한다. 다만 원료에서 미세칩으로 생성하는 양산 공정의 효율성을 고려할 때 이물질 제거의 정확성과 신속성이 중요하다.Typically, silicon powder applied to semiconductor devices is produced through a series of processing processes that increase purity by crushing, sorting, and refining raw materials in multiple stages. At this time, it includes a process to prepare for quality defects caused by foreign substances such as organic substances and iron powder attached to or mixed in the raw materials. However, when considering the efficiency of the mass production process of creating microchips from raw materials, the accuracy and speed of removing foreign substances are important.

이에 본 출원인은 등록특허 제10-1915536호 "원료의 이물 제거용 복합적 선별장치"를 기출원한 바 있다. 기출원된 선별장치는 호퍼로부터 투입된 원료에 전자석을 이용해 쇳가루와 같은 금속이물질을 제거하고, 선별수단을 이용해 원료의 이물질 부착여부로 이물질을 선별하였다. Accordingly, the present applicant has previously applied for Patent No. 10-1915536, “Complex sorting device for removing foreign substances from raw materials.” The previously filed sorting device uses an electromagnet to remove metal foreign substances such as iron powder from the raw materials fed from the hopper, and uses a sorting means to select foreign substances based on whether foreign substances are attached to the raw materials.

그러나, 개시된 선별장치는 선별수단에서 원료를 입도별로 선별하지 않고 이물질 부착여부로 선별하므로 질량이 미세하게 차이가 나는 폴리실리콘과 이물질이 제대로 선별되지 못하는 한계가 있었다. However, the disclosed sorting device does not sort the raw materials by particle size, but rather by whether foreign substances are attached, so there is a limitation in that polysilicon and foreign substances with slightly different masses cannot be properly sorted.

본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 당겨주는 바람과 미는 바람의 풍속 제어를 통해 원료에 포함된 이물질만 선별적으로 제거하여 폴리실리콘 선별 효율을 향상시킬 수 있는 이물제거 선별장치를 제공하는 것이다. The purpose of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide a foreign matter removal and sorting device that can improve polysilicon sorting efficiency by selectively removing only foreign substances contained in raw materials through controlling the wind speed of the pulling and pushing wind. It is provided.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.The above objects and various advantages of the present invention will become more apparent to those skilled in the art from preferred embodiments of the present invention.

본 발명의 목적은 원석원료로부터 미분이물과 금속이물을 제거하여 폴리실리콘을 선별하는 이물제거 선별장치에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 이물제거 선별장치는, 프레임(100)과; 상기 프레임(100)의 상부 일측에 구비되어 원석원료가 투입되는 호퍼(200)와; 상기 호퍼(200)로 투입된 원석원료를 이송하는 이송부(300)와; 상기 이송부(300)의 선단에 구비되어 상기 원석원료로부터 금속이물을 자력을 이용하여 제거하는 금속분류부(400)와; 상기 이송부(300)의 후단에 구비되어 상기 이송부(300)로부터 이송되는 원석원료에 미는 힘과 당기는 힘을 동시에 작용시켜 상기 미분이물과 상기 폴리실리콘 및 불완전선별원료를 풍속을 이용하여 질량별로 선별하여 배출되게 하는 선별배출부(500)와; 상기 선별배출부(500)의 내부에 상기 원석원료에 미는 힘과 당기는 힘이 동시에 작용되는 위치에 구비되어 상기 원석원료에 작용되는 풍속을 감지하는 풍속센서(610)와; 상기 풍속센서(610)에서 감지된 풍속이 상기 미분이물이 폴리실리콘으로부터 부유하여 분리될 수 있는 기준속도를 유지하도록 제어하는 제어부(600)를 포함하는 것을 특징으로 한다. The object of the present invention can be achieved by a foreign matter removal and sorting device that selects polysilicon by removing fine powders and metal foreign matters from ore raw materials. The foreign matter removal and screening device of the present invention includes a frame 100; A hopper 200 provided on one upper side of the frame 100 into which raw stone materials are input; A transfer unit 300 that transfers the ore raw materials input into the hopper 200; a metal classification unit 400 provided at the tip of the transfer unit 300 to remove metal impurities from the raw stone using magnetic force; It is provided at the rear end of the transfer unit 300 and simultaneously applies a pushing force and a pulling force to the ore raw materials transferred from the transfer unit 300 to sort the fine powder, polysilicon, and incompletely sorted raw materials by mass using wind speed. a selective discharge unit 500 for discharging; A wind speed sensor 610 provided inside the sorting discharge unit 500 at a position where a pushing force and a pulling force are simultaneously applied to the raw stone material to detect the wind speed acting on the raw stone material; It is characterized in that it includes a control unit 600 that controls the wind speed detected by the wind speed sensor 610 to maintain a reference speed at which the fine powder can be separated from the polysilicon.

일 실시예에 따르면, 상기 이송부(300)는, 상기 호퍼(200)의 단부로부터 경사지게 형성된 경사이송부(310)와; 상기 경사이송부(310)의 단부로부터 일정길이 수평하게 구비된 수평이송부(320)를 포함하며, 상기 선별배출부(500)는, 상기 수평이송부(320)의 후단을 덮도록 형성되며 상부에 이물질이 배출되는 미분이물배출구(513)가 형성된 선별하우징(510)과; 상기 선별하우징(510)의 선단 측 하부에 연장형성되어 상기 불완전선별원료가 수거되는 불완전선별원료배출관(520)과; 상기 선별하우징(510)의 후단 측 하부에 경사지게 연장형성되어 이물 분리가 완료된 폴리실리콘이 수거되는 실리콘배출관(530)과; 상기 지지프레임(100)의 하부에 구비되며 상기 선별하우징(510)의 미분이물배출구(513)와 연결되어 원석원료로 상기 미분이물배출구(513)으로 배출되는 미는 힘을 인가하는 풀블로워(550)와; 상기 지지프레임(100)의 하부에 구비되어 당기는 힘을 형성하는 푸쉬블로워(570)와; 상기 푸쉬블로워(570)와 연결되며 수평이송부(320)의 후단측 하부로 상기 푸쉬블로워(570)에서 가해지는 당기는 힘을 공급하는 푸쉬덕트(571)와; 상기 실리콘배출관(530)과 상기 불완전선별원료배출관(520) 사이에 회동가능하게 구비되어 원석원료의 배출경로를 조절하는 유로조절판(580)을 포함하며, 상기 풍속센서(610)는 상기 수평이송부(320)의 후단에서 원료가 선별하우징(510) 내부로 낙하되며 미는 힘과 당기는 힘이 동시에 작용되는 위치의 풍속을 감지하며, 상기 제어부(600)는 수평이송부(320)로부터 공급되는 원료의 공급량과 상기 유로조절판(580)의 각도, 상기 풍속센서(610)에서 감지된 현재 풍속이 기준속도를 유지하도록 상기 풀블로워(550)와 상기 푸쉬블로워(570)의 속도를 제어할 수 있다. According to one embodiment, the transfer unit 300 includes an inclined transfer unit 310 formed inclined from the end of the hopper 200; It includes a horizontal transfer unit 320 provided horizontally for a predetermined length from the end of the inclined transfer unit 310, and the sorting discharge unit 500 is formed to cover the rear end of the horizontal transfer unit 320 and is located at the top. A sorting housing 510 having a fine powder outlet 513 through which foreign substances are discharged; an incompletely sorted raw material discharge pipe 520 extending from the bottom of the distal end of the sorting housing 510 to collect the incompletely sorted raw material; a silicon discharge pipe 530 that extends obliquely from the bottom of the rear end of the sorting housing 510 to collect polysilicon from which foreign substances have been separated; A pull blower ( 550) and; a push blower 570 provided at the lower part of the support frame 100 to generate a pulling force; A push duct 571 connected to the push blower 570 and supplying a pulling force applied from the push blower 570 to the lower portion of the rear end of the horizontal transfer unit 320; It includes a flow control plate 580 that is rotatably provided between the silicon discharge pipe 530 and the incomplete sorting raw material discharge pipe 520 to control the discharge path of the raw stone material, and the wind speed sensor 610 is connected to the horizontal transfer unit. At the rear end of 320, the raw material falls into the sorting housing 510 and detects the wind speed at the position where the pushing and pulling forces are applied simultaneously, and the control unit 600 detects the wind speed of the raw material supplied from the horizontal transfer unit 320. The speed of the pull blower 550 and the push blower 570 can be controlled so that the supply amount, the angle of the flow control plate 580, and the current wind speed detected by the wind speed sensor 610 maintain the standard speed.

일 실시예에 따르면, 상기 기준속도는 5m/s인 것이 바람직하다. According to one embodiment, the reference speed is preferably 5 m/s.

본 발명에 따른 이물제거 선별장치는 미는 힘과 당기는 힘을 동시에 원석원료로 공급하고, 풍속계측을 통해 부유이물을 부유시켜 제거할 수 있는 최적의 기준속도가 작용될 수 있게 한다. The foreign matter removal sorting device according to the present invention simultaneously supplies pushing and pulling forces to the ore raw materials, and measures the wind speed to set an optimal reference speed for suspending and removing floating foreign matter.

이에 의해 폴리실리콘을 제외한 미분이물과 불완전선별이물을 제거하여 폴리실리콘의 선별효율을 높이고 폴리실리콘의 순도를 향상시킬 수 있다. As a result, fine powders and incompletely selected contaminants other than polysilicon can be removed to increase the sorting efficiency of polysilicon and improve the purity of polysilicon.

또한, 퐁속계측을 통해 자동으로 일정하게 기준속도가 유지되게 하여 폴리실리콘 선별 효율을 일정하게 유지할 수 있는 장점이 있다. In addition, there is an advantage in that polysilicon sorting efficiency can be kept constant by automatically maintaining a constant standard speed through pong speed measurement.

도 1은 본 발명에 따른 이물제거 선별장치의 구성을 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 이물제거 선별장치의 측면구성을 도시한 측면도,
도 3은 본 발명에 따른 이물제거 선별장치의 단면구성을 도시한 측단면도,
도 4는 본 발명에 따른 이물제거 선별장치의 선별배출부로 이동된 원료에 작용하는 미는힘과 당기는힘의 방향을 도시한 예시도,
도 5는 본 발명에 따른 이물제거 선별장치의 풍속제어 과정을 도시한 흐름도,
도 6은 본 발명에 따른 이물제거 선별장치의 선별배출부를 통한 원료의 이동경로를 도시한 예시도이다. 1 is a perspective view showing the configuration of a foreign matter removal and screening device according to the present invention;
Figure 2 is a side view showing the side configuration of the foreign matter removal and screening device according to the present invention;
Figure 3 is a side cross-sectional view showing the cross-sectional configuration of the foreign matter removal and screening device according to the present invention;
Figure 4 is an example diagram showing the directions of pushing and pulling forces acting on raw materials moved to the sorting discharge part of the foreign matter removal sorting device according to the present invention;
Figure 5 is a flow chart showing the wind speed control process of the foreign matter removal and screening device according to the present invention;
Figure 6 is an exemplary diagram showing the movement path of raw materials through the sorting discharge part of the foreign matter removal and sorting device according to the present invention.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어 지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.In order to fully understand the present invention, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described in detail below. This example is provided to more completely explain the present invention to those with average knowledge in the art. Therefore, the shapes of elements in the drawings may be exaggerated to emphasize a clearer description. It should be noted that identical members in each drawing may be indicated by the same reference numerals. Detailed descriptions of well-known functions and configurations that are judged to unnecessarily obscure the gist of the present invention are omitted.

도 1은 본 발명에 따른 이물제거 선별장치(1)의 구성을 도시한 사시도이고, 도 2는 이물제거 선별장치(1)의 측면구성을 도시한 측면도이고, 도 3은 이물제거 선별장치(1)의 내부구성을 도시한 측단면도이다. Figure 1 is a perspective view showing the configuration of the foreign matter removal and sorting device (1) according to the present invention, Figure 2 is a side view showing the side configuration of the foreign material removal and sorting device (1), and Figure 3 is a foreign material removal and sorting device (1). ) is a side cross-sectional view showing the internal structure of

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 이물제거 선별장치(1)는 반도체 소자에 적용되는 실리콘 파우더용 원석 원료로부터 이물질을 제거하여 폴리실리콘을 선별하기 위한 것이다. 폴리실리콘은 순도에 따라 적용분야가 달라진다. 순도 6N 이상은 태양광셀에 사용되고, 순도 11N 이상이 반도체용으로 사용된다. 이에 따라 폴리실리콘의 선별효율을 높여 순도를 향상시킬 필요가 있다. As shown, the foreign matter removal and sorting device 1 according to the present invention is used to remove foreign substances from raw materials for silicon powder applied to semiconductor devices and select polysilicon. Polysilicon has different applications depending on its purity. Purity of 6N or higher is used for solar cells, and purity of 11N or higher is used for semiconductors. Accordingly, there is a need to improve purity by increasing the selection efficiency of polysilicon.

원석원료(A)에는 폴리실리콘(E) 뿐만 아니라 금속이물(B), 폴리에틸렌(PE)와 폴리우레탄(PU)와 같은 미분이물(C)이 포함된다. The ore raw materials (A) include not only polysilicon (E) but also metal impurities (B) and fine powders (C) such as polyethylene (PE) and polyurethane (PU).

본 발명의 이물제거 선별장치(1)는 프레임(100)과, 프레임(100)의 상부에 수평하게 구비되며 원석원료(A)가 투입되는 호퍼(200)와, 호퍼(200)의 후단에 연결되어 원석원료(A)를 이송하는 이송부(300)와, 이송부(300)의 선단에 결합되어 원석원료(A)에 포함된 금속이물(B)을 제거하는 금속분류부(400)와, 이송부(300)의 후단에 결합되어 금속이물이 제거된 원석원료(A)로부터 미분이물(C)을 선별하여 제거하는 선별배출부(500)를 포함한다. The foreign matter removal and sorting device 1 of the present invention is provided horizontally on a frame 100 and the upper part of the frame 100, and is connected to a hopper 200 into which the raw stone material (A) is input, and the rear end of the hopper 200. a transfer unit 300 that transfers the raw stone material (A), a metal classification unit 400 that is coupled to the tip of the transfer unit 300 and removes metal impurities (B) contained in the raw stone raw material (A), and a transfer unit. It is coupled to the rear end of (300) and includes a sorting discharge unit (500) that selects and removes fine powder (C) from the ore raw material (A) from which metal foreign substances have been removed.

호퍼(200)는 일정 길이 수평하게 구비되며 상부에 커버(110)가 결합된다. 호퍼(200)의 하부에는 호퍼진동인가부(220)가 결합되어 진동에 의해 원석원료(A)가 이송부(300)로 이동되게 한다. The hopper 200 is provided horizontally with a certain length, and a cover 110 is coupled to the top. A hopper vibration applying unit 220 is coupled to the lower part of the hopper 200 to move the raw stone material (A) to the transfer unit 300 by vibration.

이송부(300)는 호퍼(200)의 후단에 경사지게 형성된 경사이송부(310)와, 경사이송부(310)의 후단에 일정길이 수평하게 형성된 수평이송부(320)를 포함한다. 경사이송부(310)에는 금속분류부(400)가 구비되어 자력을 이용해 금속이물(B)을 걸러준다. The transfer unit 300 includes an inclined transfer unit 310 formed inclined at the rear end of the hopper 200, and a horizontal transfer unit 320 formed horizontally at a predetermined length at the rear end of the inclined transfer unit 310. The inclined transfer unit 310 is provided with a metal classification unit 400 to filter out metal foreign substances (B) using magnetic force.

금속분류부(400)는 전자석(420)을 이용해 금속이물(B)을 걸러준다. 금속분류부(400)의 하부에는 금속이물(B)이 수거되는 금속수거함(410)이 구비되고, 전자석(420)의 표면에는 스크래퍼(430)가 결합되어 금속이물(B)을 제거한다. The metal classification unit 400 uses an electromagnet 420 to filter out metal contaminants (B). A metal collection box 410 is provided at the bottom of the metal classification unit 400 to collect metal foreign substances (B), and a scraper 430 is coupled to the surface of the electromagnet 420 to remove metal foreign substances (B). .

이러한 호퍼(200), 이송부(300)의 구성은 기출원된 등록특허 제10-1915536호 "원료의 이물 제거용 복합적 선별장치"와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다. Since the configuration of the hopper 200 and the transfer unit 300 is the same as that of previously applied patent registration No. 10-1915536, “Complex sorting device for removing foreign substances from raw materials,” detailed description is omitted.

선별배출부(500)는 도 3에 도시된 바와 같이 수평이송부(320)의 후단에 결합되어 금속이물(B)이 제거된 원석원료(A)로부터 미분이물(C)을 제거한다. 본 발명의 선별배출부(500)는 수평이송부(320)의 배출단(321)을 덮도록 형성된 선별하우징(510)과, 선별하우징(510)의 내측 하부에 결합되어 선별이 완료되지 않은 이물이 부착된 상태의 불완전선별원료(C)가 배출되는 불완전선별원료배출관(520)와, 선별하우징(510)의 외측 하부에 결합되며 선별이 완료된 폴리실리콘(E)이 배출되는 실리콘배출관(530)와, 프레임(100)의 하부에 구비되며 선별하우징(510)에 하부로 당기는 바람(P2)을 인가하는 풀블로워(550)와, 풀블로워(550)와 연결되어 불완전선별원료배출관(520)와 수평이송부(320)의 배출단(321) 사이로 삽입되어 배출단(321)으로부터 배출되는 원석원료(A)로 당기는 바람(P2)을 공급하는 풀덕트(560)와, 풀블로워(550)의 일측에 구비되어 선별하우징(510)의 상부와 연결되어 수평이송부(320)로부터 배출되는 원석원료(A)에 상부로 미는 바람(P1)을 인가하는 푸쉬블로워(570)를 포함한다. As shown in FIG. 3, the sorting discharge unit 500 is coupled to the rear end of the horizontal transfer unit 320 and removes the fine powder (C) from the ore raw material (A) from which the metal foreign matter (B) has been removed. The sorting discharge unit 500 of the present invention is coupled to a sorting housing 510 formed to cover the discharge end 321 of the horizontal transfer unit 320 and the inner lower part of the sorting housing 510 to remove foreign substances that have not been completely sorted. An incompletely sorted raw material discharge pipe 520 through which the attached incompletely sorted raw material (C) is discharged, and a silicon discharge pipe 530 which is coupled to the outer lower part of the sorting housing 510 and through which the sorted polysilicon (E) is discharged. A full blower 550 is provided at the lower part of the frame 100 and applies a downward pulling wind (P2) to the sorting housing 510, and an incomplete sorting raw material discharge pipe 520 connected to the full blower 550. A pull duct 560 that is inserted between the discharge end 321 of the horizontal transfer unit 320 and supplies wind (P2) pulling the raw material (A) discharged from the discharge end 321, and a pull blower 550. It includes a push blower 570 provided on one side and connected to the upper part of the sorting housing 510 to apply wind (P1) pushing upward to the raw stone material (A) discharged from the horizontal transfer unit 320.

도 4는 선별하우징(510)의 내부에 미는 바람(P1)과 당기는 바람(P2)이 작용되는 방향과 원석원료(A)의 이송방향을 도시한 예시도이다. Figure 4 is an example diagram showing the direction in which the pushing wind (P1) and the pulling wind (P2) act inside the sorting housing 510 and the transport direction of the raw stone material (A).

수평이송부(320)의 배출단(321)의 상부를 감싸게 선별하우징(510)이 결합되고, 선별하우징(510)의 하부를 감싸게 풀덕트(560)와, 불완전선별원료배출관(520) 및 실리콘배출관(530)이 결합된다. 이 때, 풀덕트(560)와 불완전선별원료배출관(520)과 선별하우징(510) 및 실리콘배출관(530)이 닫혔을 때 선별하우징(510) 내부는 밀폐된 상태가 유지되게 서로 결합된다. A sorting housing 510 is coupled to surround the upper part of the discharge end 321 of the horizontal transfer unit 320, and a full duct 560, an incompletely sorted raw material discharge pipe 520, and silicon are formed to surround the lower part of the sorting housing 510. The discharge pipe 530 is coupled. At this time, when the full duct 560, the incomplete sorting raw material discharge pipe 520, the sorting housing 510, and the silicon discharge pipe 530 are closed, the inside of the sorting housing 510 is coupled to each other to maintain a sealed state.

선별하우징(510) 상부에는 미분이물배출구(513)가 형성되고, 푸쉬블로워(570)와 푸쉬덕트(571)에 의해 연결된다. A finely divided matter outlet 513 is formed at the top of the sorting housing 510 and is connected to the push blower 570 and the push duct 571.

선별하우징(510)의 상부 내벽면에는 미분이물(C)이 미는 바람(P1)의 힘에 의해 미분이물배출구(513)로 배출될 수 있도록 안내하는 미분이물안내로(511)가 형성된다. 미분이물안내로(511)는 수평이송부(320)의 배출단(321) 상부를 덮도록 형성된다. A fine dust guideway 511 is formed on the upper inner wall of the sorting housing 510 to guide the fine dust C to be discharged to the fine dust discharge port 513 by the force of the wind P1. do. The differential material guideway 511 is formed to cover the upper part of the discharge end 321 of the horizontal transfer unit 320.

배출단(321)의 하부에는 풀덕트(560)의 바람배출관(561)이 경사지게 위치된다. 이 때, 배출단(321)의 전방에는 원석원료(A)의 배출경로를 안내하는 유로조절판(580)이 회동가능하게 구비된다. 유로조절판(580)의 상단은 실리콘배출관(530)을 향해 절곡형성된다. The wind discharge pipe 561 of the full duct 560 is located at an angle at the lower part of the discharge end 321. At this time, in front of the discharge end 321, a flow path control plate 580 is rotatably provided to guide the discharge path of the raw stone material (A). The upper end of the flow control plate 580 is bent toward the silicon discharge pipe 530.

배출단(321)으로 배출된 원석원료(A)에는 도 4에 확대도시된 바와 같이 유로조절판(580)의 상단에서 선별하우징(510)을 항해 배출되는 방향의 미는 바람(P1)과 풀덕트(560)의 바람배출관(561)을 통해 인가되는 당기는 바람(P2)이 함께 인가된다. As shown enlarged in FIG. 4, the raw material (A) discharged to the discharge end (321) has a wind (P1) and a full duct ( The pulling wind (P2) applied through the wind discharge pipe 561 of 560) is also applied.

이 때, 미는 바람(P1)과 당기는 바람(P2)에 의해 원석원료(A)에 인가되는 풍속(V)에 의해 원석원료(A)에 포함된 미분이물(C), 폴리실리콘(E)이 질량 차이에 의해 상부로 부유되어 이동되거나 하부로 떨어지며 분리되게 된다. At this time, the fine powder (C) and polysilicon (E) contained in the ore raw material (A) due to the wind speed (V) applied to the ore raw material (A) by the pushing wind (P1) and the pulling wind (P2). Due to this difference in mass, it floats to the top and moves or falls to the bottom and separates.

통상 폴리에틸렌(PE)의 밀도는 0.857~0.957g/㎤ 이고, 폴리우레탄(PU)는 0.958~1.26g/㎤ 이고, 폴리실리콘은 2.33g/㎤ 이다. Typically, the density of polyethylene (PE) is 0.857~0.957g/cm3, polyurethane (PU) is 0.958~1.26g/cm3, and polysilicon is 2.33g/cm3.

미는 바람(P1)과 당기는 바람(P2)이 함께 배출단(321)으로 배출되는 원석원료(A)로 인가되면, 도 6에 도시된 바와 같이 밀도 차이에 의해 가장 가벼운 미분이물(C)은 부유되며 미는 바람(P1)을 따라 미분이물배출구(513)로 배출되어 푸쉬블로워(570)로 수용된다. When the pushing wind (P1) and the pulling wind (P2) are applied to the ore raw material (A) discharged to the discharge end 321, the lightest fine powder (C) due to the density difference as shown in FIG. It floats and is discharged to the fine powder discharge port 513 along the pushing wind (P1) and received into the push blower 570.

반면, 표면에 이물이 부착되어 분리가 덜 된 불완전선별원료(D)는 무게가 가장 무거우므로 배출단(321)에서 배출된 후 당기는 바람(P2)의 힘의 영향을 받아 유로조절판(580)을 따라 하강하여 불완전선별원료배출관(520)으로 배출된다. On the other hand, the incompletely sorted raw material (D), which is less separated due to foreign substances attached to the surface, has the heaviest weight, so after being discharged from the discharge end (321), it is influenced by the force of the pulling wind (P2) and flows through the flow control plate (580). It descends along and is discharged into the incompletely selected raw material discharge pipe 520.

이물 분리가 완료된 폴리실리콘(E)은 전방으로 이동한 후 실리콘배출관(530)을 따라 배출된다. Polysilicon (E), from which foreign matter has been separated, moves forward and is discharged along the silicon discharge pipe 530.

여기서, 본 발명의 이물제거 선별장치(1)는 미는 바람(P1)과 당기는 바람(P2)이 중첩되며 원석원료(A)에 인가되는 풍속에 따라 선별효율이 가변되지 않고 일정하게 유지되도록 풍속을 기준속도로 유지되게 제어한다. Here, the foreign matter removal and sorting device 1 of the present invention overlaps the pushing wind (P1) and the pulling wind (P2) and adjusts the wind speed so that the sorting efficiency does not change and remains constant depending on the wind speed applied to the raw stone material (A). Control to maintain the standard speed.

이를 위해 도 4에 도시된 바와 같이 배출단(321)의 상부에 미는 바람(P1)과 당기는 바람(P2)이 중첩되며 원석원료(A)에 인가되는 풍속을 감지하는 풍속센서(610)를 구비한다. For this purpose, as shown in FIG. 4, the pushing wind (P1) and the pulling wind (P2) overlap at the upper part of the discharge stage 321, and a wind speed sensor 610 is provided to detect the wind speed applied to the raw stone material (A). do.

기준속도는 배출단(321)에서 낙하된 후 선별하우징(510) 내부에서 부유하는 원석원료(A)로부터 부유이물(C)이 부유하며 상부로 분리될 수 있는 속도이다. The standard speed is the speed at which floating foreign matter (C) can float and be separated from the ore raw material (A) floating inside the sorting housing 510 after falling from the discharge stage 321.

다수의 시뮬레이션 결과에 따라 원석원료(A)에 인가되는 기준풍속이 5m/s일 때 폴리실리콘(E)과 부유이물(C)의 선별효율이 가장 높았던 것을 기준으로 제어부(600)는 풍속센서(610)에서 감지한 풍속이 5m/s로 일정하게 유지되도록 제어한다. According to a number of simulation results, when the standard wind speed applied to the raw material (A) was 5 m/s, the selection efficiency of polysilicon (E) and floating foreign matter (C) was the highest, and the control unit 600 used a wind speed sensor ( 610) is controlled so that the detected wind speed is kept constant at 5 m/s.

풀블로워(550)와 푸쉬블로워(570)에서 미는 바람(P1)과 당기는 바람(P2)을 일정하게 인가하더라도, 원석원료(A)의 공급량과 유로조절판(580)의 각도, 풀덕트(560) 내부의 유로 형상에 따라 풍속이 가변될 수 있다.Even if the pushing wind (P1) and the pulling wind (P2) are uniformly applied from the pull blower 550 and the push blower 570, the supply amount of the raw stone material (A), the angle of the flow control plate 580, and the pull duct 560 Wind speed may vary depending on the shape of the internal flow path.

이에 도 5에 도시된 바와 같이 제어부(600)는 풍속센서(610)가 연속해서 해당 위치를 풍속을 감지하게 하고(S110), 감지된 풍속이 5m/s인지를 판단한다(S120).Accordingly, as shown in FIG. 5, the control unit 600 causes the wind speed sensor 610 to continuously detect the wind speed at the corresponding location (S110) and determines whether the detected wind speed is 5 m/s (S120).

제어부(600)는 감지된 풍속이 5m/s인 경우, 현재 푸쉬블로워(570)와 풀블로워(550)의 속도를 유지한다(S130). 그러나, 제어부(600)는 감지된 풍속이 5m/s 보다 낮거나 5m/s를 초과할 경우 푸쉬블로워(570)와 풀블로워(550)의 속도를 계속 가감하여 풍속이 5m/s가 되도록 조절한다. When the detected wind speed is 5 m/s, the control unit 600 maintains the current speed of the push blower 570 and the pull blower 550 (S130). However, if the detected wind speed is lower than 5 m/s or exceeds 5 m/s, the control unit 600 continues to adjust the speed of the push blower 570 and the pull blower 550 so that the wind speed is 5 m/s. .

이러한 제어부(600)의 풍속자동제어를 통해 폴리실리콘(E)과 미분이물(C)의 선별효율을 향상할 수 있다. Through the automatic control of wind speed of the control unit 600, the selection efficiency of polysilicon (E) and fine powder (C) can be improved.

여기서, 본 발명에서는 현재 선별하우징(510)과 푸쉬덕트(571) 및 유로조절판(580)의 형상을 기초로 풍속을 5m/s로 조절하고 있으나, 이물종류와 유로 형상이 가변될 경우 풍속은 그에 맞게 조절할 수 있다. Here, in the present invention, the wind speed is currently adjusted to 5 m/s based on the shapes of the selection housing 510, the push duct 571, and the flow path control plate 580. However, if the type of foreign matter and the shape of the flow path change, the wind speed varies accordingly. It can be adjusted to fit.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 이물제거 선별장치(1)를 통한 원석원료(A)로부터 폴리실리콘(E) 선별과정을 도 1 내지 도 6을 참조로 설명한다. The process of selecting polysilicon (E) from ore raw material (A) using the foreign matter removal and sorting device 1 according to the present invention having this configuration will be described with reference to FIGS. 1 to 6.

도 3에 도시된 바와 같이 호퍼(200)를 통해 원석원료(A)가 투입된다. 원석원료(A)는 호퍼(200)를 따라 점차 이동하고, 경사이송부(310)에서 금속분류부(400)의 전자석(420)과 접촉된다. 이 때, 금속이물(B)은 원석원료(A)로부터 분리되어 전자석(420) 표면에 부착된다. 전자석(420) 표면에 부착된 금속이물(B)은 스크래퍼(430)에 의해 긁히면서 분리되어 금속수거함(410)에 수거된다. As shown in FIG. 3, raw stone material (A) is introduced through the hopper 200. The ore raw material (A) gradually moves along the hopper 200 and comes into contact with the electromagnet 420 of the metal classification unit 400 in the inclined transfer unit 310. At this time, the metal foreign matter (B) is separated from the raw stone material (A) and attached to the surface of the electromagnet 420. The metal foreign matter (B) attached to the surface of the electromagnet 420 is separated by being scraped by the scraper 430 and collected in the metal collection box 410.

금속이물(B)이 제거된 원석원료(A)는 수평이송부(320)를 따라 이송된다. 수평이송부(320)의 배출단(321)으로 원석원료(A)가 낙하되고 원석원료(A)로 미는 힘(P1)과 당기는 힘(P2)이 합쳐진 풍속(V)이 작용한다. The ore raw material (A) from which the metal foreign matter (B) has been removed is transported along the horizontal transfer unit (320). The ore raw material (A) falls to the discharge end 321 of the horizontal transfer unit 320, and the wind speed (V), which is the combination of the pushing force (P1) and the pulling force (P2), acts on the ore raw material (A).

도 4에 확대도시된 바와 같이 원석원료(A)에서 상대적으로 무게가 가벼운 미분이물(C)은 풍속(V)이 작용되며 미는 힘(P1)에 의해 상부로 부유하며 선별하우징(510)의 미분이물안내로(511)를 따라 이동된 후 미분이물배출구(513)로 배출된다. As shown enlarged in FIG. 4, the fine powder (C), which is relatively light in weight from the raw stone raw material (A), is affected by the wind speed (V) and floats upward by the pushing force (P1) of the sorting housing (510). After moving along the fine powder guideway 511, it is discharged through the fine powder discharge port 513.

또한, 원석원료(A)에서 상대적으로 무게가 무거운 표면에 부유이물이 여전히 부착된 상태의 불완전선별원료(D)는 당기는 힘(P2)이 작용하여 불완전선별원료배출관(520)으로 배출된다. In addition, the incompletely sorted raw material (D) with suspended foreign matter still attached to the relatively heavy surface of the rough raw material (A) is discharged into the incompletely sorted raw material discharge pipe 520 due to the pulling force (P2).

폴리실리콘(E)은 실리콘배출관(530)을 통해 배출된다. Polysilicon (E) is discharged through the silicon discharge pipe 530.

이 과정에서 제어부(600)는 풍속센서(610)로부터 감지된 풍속(V)이 기준속도, 즉 5m/s로 일정하게 유지되도록 풀블로워(550)와 푸쉬블로워(570)를 조절한다. In this process, the control unit 600 adjusts the pull blower 550 and the push blower 570 so that the wind speed (V) detected by the wind speed sensor 610 is kept constant at the reference speed, that is, 5 m/s.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 이물제거 선별장치는 미는 힘과 당기는 힘을 동시에 원석원료로 공급하고, 풍속계측을 통해 부유이물을 부유시켜 제거할 수 있는 최적의 기준속도가 작용될 수 있게 한다. As discussed above, the foreign matter removal sorting device according to the present invention simultaneously supplies pushing and pulling forces to the raw material, and measures the wind speed to set an optimal reference speed for floating and removing floating foreign matter. .

이에 의해 폴리실리콘을 제외한 미분이물과 불완전선별이물을 제거하여 폴리실리콘의 선별효율을 높이고 폴리실리콘의 순도를 향상시킬 수 있다. As a result, fine powders and incompletely selected contaminants other than polysilicon can be removed to increase the sorting efficiency of polysilicon and improve the purity of polysilicon.

또한, 퐁속계측을 통해 자동으로 일정하게 기준속도가 유지되게 하여 폴리실리콘 선별 효율을 일정하게 유지할 수 있는 장점이 있다. In addition, there is an advantage in that the polysilicon sorting efficiency can be kept constant by automatically maintaining a constant standard speed through pong speed measurement.

이상에서 설명된 본 발명의 이물제거 선별장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiments of the foreign matter removal and screening device of the present invention described above are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and other equivalent embodiments are possible therefrom. You will find out. Therefore, it will be understood that the present invention is not limited to the forms mentioned in the detailed description above. Therefore, the true scope of technical protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the attached patent claims. In addition, the present invention should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes within the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.

1 : 이물제거 선별장치 100 : 프레임
110 : 커버 200 : 호퍼
210 : 커버 220 : 호퍼진동인가부
300 : 이송부 310 : 경사이송부
320 : 수평이송부 321 : 배출단
323 : 이송진동인가부 400 : 금속분류부
410 : 금속수거함 420 : 전자석
430 : 스크래퍼 500 : 선별배출부
510 : 선별하우징 511 : 미분이물안내로
513 : 미분이물배출구 520 : 불완전선별원료배출관
530 : 실리콘배출관 550 : 풀블로워
560: 풀덕트 561 : 바람배출관
570 : 푸쉬블로워 571 : 푸쉬덕트
580 : 유로조절판 600 : 제어부
610 : 풍속센서
A : 원석원료
B : 금속이물
C : 미분이물
D : 불완전선별원료
E : 폴리실리콘
P1 : 미는 힘
P2 : 당기는 힘
V : 원석원료에 작용하는 풍속1: Foreign matter removal screening device 100: Frame
110: Cover 200: Hopper
210: Cover 220: Hopper vibration application
300: transfer unit 310: inclined transfer unit
320: Horizontal transfer unit 321: Discharge end
323: Transfer vibration application unit 400: Metal classification unit
410: Metal collection box 420: Electromagnet
430: scraper 500: sorting discharge unit
510: Sorting housing 511: Differential matter guide
513: Finely divided matter outlet 520: Incomplete sorting raw material discharge pipe
530: Silicone discharge pipe 550: Full blower
560: Full duct 561: Wind discharge pipe
570: Push blower 571: Push duct
580: flow control panel 600: control unit
610: Wind speed sensor
A: Raw raw materials
B: Metal foreign matter
C: fine powder
D: Incompletely selected raw materials
E: Polysilicon
P1: pushing force
P2: pulling force
V: Wind speed acting on raw stone materials

Claims (3)

삭제delete 원석원료로부터 미분이물과 금속이물을 제거하여 폴리실리콘을 선별하는 이물제거 선별장치에 있어서,
상기 이물제거 선별장치는, 프레임(100)과; 상기 프레임(100)의 상부 일측에 구비되어 원석원료가 투입되는 호퍼(200)와; 상기 호퍼(200)로 투입된 원석원료를 이송하도록 상기 호퍼(200)의 단부로부터 경사지게 형성된 경사이송부(310) 및 상기 경사이송부(310)의 단부로부터 일정길이 수평하게 구비된 수평이송부(320)를 포함하는 이송부(300)와; 상기 이송부(300)의 선단에 구비되어 상기 원석원료로부터 금속이물을 자력을 이용하여 제거하는 금속분류부(400)와; 상기 이송부(300)의 후단에 구비되어 상기 이송부(300)로부터 이송되는 원석원료에 미는 힘과 당기는 힘을 동시에 작용시켜 상기 미분이물과 상기 폴리실리콘 및 불완전선별원료를 풍속을 이용하여 질량별로 선별하여 배출되게 하는 선별배출부(500)와; 상기 수평이송부(320)의 후단에서 원석원료가 상기 선별배출부(500)로 낙하될 때 상기 선별배출부(500)에 구비된 선별하우징(510) 내부의, 상기 원석원료에 미는 힘과 당기는 힘이 동시에 작용되는 위치에 구비되어 상기 위치에서의 원석원료에 작용되는 풍속을 감지하는 풍속센서(610)와; 제어부(600)를 포함하되,
상기 선별배출부(500)는 상기 수평이송부(320)의 후단을 덮도록 형성되며 상부에 이물질이 배출되는 미분이물배출구(513)가 형성된 선별하우징(510)과; 상기 선별하우징(510)의 선단 측 하부에 연장형성되어 상기 불완전선별원료가 수거되는 불완전선별원료배출관(520)과; 상기 선별하우징(510)의 후단 측 하부에 경사지게 연장형성되어 이물 분리가 완료된 폴리실리콘이 수거되는 실리콘배출관(530)과; 상기 프레임(100)의 하부에 구비되며 상기 선별하우징(510)의 미분이물배출구(513)와 연결되어 원석원료로 상기 미분이물배출구(513)로 배출되는 미는 힘을 인가하는 푸쉬블로워(570)와; 상기 프레임(100)의 하부에 구비되어 당기는 힘을 형성하는 풀블로워(550)와; 상기 푸쉬블로워(570)와 연결되며 수평이송부(320)의 후단측 하부로 상기 푸쉬블로워(570)에서 가해지는 당기는 힘을 공급하는 푸쉬덕트(571)와; 상기 실리콘배출관(530)과 상기 불완전선별원료배출관(520) 사이에 회동가능하게 구비되어 원석원료의 배출경로를 조절하는 유로조절판(580)을 포함하여 이루어지고,
상기 제어부(600)는 상기 풍속센서(610)에서 감지된 풍속이 상기 미분이물이 폴리실리콘으로부터 부유하여 분리될 수 있는 기준속도를 유지하도록 제어함과 동시에, 상기 수평이송부(320)로부터 공급되는 원료의 공급량과 상기 유로조절판(580)의 각도, 상기 풍속센서(610)에서 감지된 현재 풍속이 기준속도를 유지하도록 상기 풀블로워(550)와 상기 푸쉬블로워(570)의 속도를 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 순도 향상을 위한 이물제거 선별장치.
In the foreign matter removal and sorting device for selecting polysilicon by removing fine powders and metal foreign substances from ore raw materials,
The foreign matter removal and screening device includes a frame 100; A hopper 200 provided on one upper side of the frame 100 into which raw stone materials are input; An inclined transfer unit 310 formed inclined from the end of the hopper 200 to transport the raw stone input into the hopper 200, and a horizontal transfer unit 320 provided horizontally at a certain length from the end of the inclined transfer unit 310. A transfer unit 300 including; a metal classification unit 400 provided at the tip of the transfer unit 300 to remove metal impurities from the raw stone using magnetic force; It is provided at the rear end of the transfer unit 300 and simultaneously applies a pushing force and a pulling force to the ore raw materials transferred from the transfer unit 300 to sort the fine powder, polysilicon, and incompletely sorted raw materials by mass using wind speed. a selective discharge unit 500 for discharging; When the ore raw material falls from the rear end of the horizontal transfer unit 320 to the sorting and discharging unit 500, the pushing force and pulling force on the ore raw material inside the sorting housing 510 provided in the sorting and discharging unit 500 A wind speed sensor 610 that is provided at a position where forces are simultaneously applied and detects the wind speed acting on the raw stone material at the position; Including a control unit 600,
The sorting discharge unit 500 includes a sorting housing 510 formed to cover the rear end of the horizontal transfer unit 320 and having a fine powder discharge port 513 at the top through which foreign substances are discharged; an incompletely sorted raw material discharge pipe 520 extending from the bottom of the distal end of the sorting housing 510 to collect the incompletely sorted raw material; a silicon discharge pipe 530 that extends obliquely from the bottom of the rear end of the sorting housing 510 to collect polysilicon from which foreign substances have been separated; A push blower 570 is provided at the lower part of the frame 100 and is connected to the finely divided matter outlet 513 of the sorting housing 510 to apply a pushing force to discharge the raw material into the finely divided matter outlet 513. )and; a pull blower 550 provided at the lower part of the frame 100 to generate a pulling force; A push duct 571 connected to the push blower 570 and supplying a pulling force applied from the push blower 570 to the lower portion of the rear end of the horizontal transfer unit 320; It includes a flow control plate (580) rotatably provided between the silicon discharge pipe (530) and the incompletely sorted raw material discharge pipe (520) to control the discharge path of the ore raw material,
The control unit 600 controls the wind speed detected by the wind speed sensor 610 to maintain a reference speed at which the fine powder can float and be separated from the polysilicon, while simultaneously controlling the wind speed detected by the wind speed sensor 610 to maintain the reference speed at which the fine powder can be separated from the polysilicon. It is configured to control the speed of the pull blower 550 and the push blower 570 so that the supply amount of raw materials, the angle of the flow control plate 580, and the current wind speed detected by the wind speed sensor 610 maintain the standard speed. A foreign matter removal screening device for improving polysilicon purity.
 제2항에 있어서,
상기 기준속도는 5m/s인 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 순도 향상을 위한 이물제거 선별장치.According to paragraph 2,
A foreign matter removal screening device for improving polysilicon purity, characterized in that the reference speed is 5 m/s.
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KR101915536B1 (en) * 2018-04-27 2018-11-06 조성천 Complex separation apparatus for removing foreign body from raw material

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