CN102744580B - 一种多晶铸锭炉的炉体制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多晶铸锭炉的炉体制造方法，属于机械技术领域。它解决了现有技术中炉体的侧壁、底板和上法兰在焊接过程中会因高温而发生形变导致不平整等技术问题。本发明制造方法如下：A、准备底板、侧内板、侧外板和上法兰，在底板和侧内板的内侧面上固定加强条，在侧内板的外侧面上固定循环水管；B、将侧内板和底板焊接形成炉体内层，并在内部设置辅助固定侧内板和底板的支撑杆及辅助固定两相邻侧内板的支撑肋板；C、焊接上法兰，并在上法兰和侧内板之间焊接上加强结构和下加强结构；D、将侧外板焊接固定在侧内板的外侧面上；E、拆除剩余加强结构。本发明中的板料在炉体加工过程中变形量小且较平整。

Description

一种多晶铸锭炉的炉体制造方法

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种多晶铸锭炉的炉体制造方法。

背景技术

多晶铸锭炉是专为太阳能工业设计的专用设备，是多晶硅铸锭的必需设备。该型设备能自动完成铸锭过程，高效节能，运用先进的计算机控制技术，实现稳定定向凝固，生产的多晶硅硅锭质量高，规格大。该型设备的优点有：生产效率高，产品质量高；加热速度快，效率高；安全可靠，多重机构防护，保障人身安全；全中文操作，全程自动报警，省时省力。

目前多晶硅铸锭炉，主要用于以铸锭方式生产硅半导体材料，传统的多晶硅铸锭炉由炉体和炉盖所组成，通常炉盖位于炉体上端，电加热器分布在炉膛的坩埚周边。

炉体一般包括侧板、底板和上法兰，目前为了提高铸锭炉的产量，一般都通过加大炉体来实现炉膛的容量，进而提高每次铸锭成型的硅半导体材料的量。但是，炉体加大后，由于大面积的钢板本身存在着不平整问题，以及在制造过程中产生的应力变形和卷曲，导致炉体制造质量存在缺陷，这会导致产生过程中存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种多晶铸锭炉的炉体制造方法，本发明所要解决的技术问题是能够达到在焊接过程中减少高温对侧壁、底板和炉体上法兰的平面度的影响，进而提高整个炉体的焊接质量。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种多晶铸锭炉的炉体制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、准备板料和预处理：准备底板、侧内板、侧外板和上法兰，然后矫直平面度，预先在底板和侧内板的内侧面上固定加强条，在侧内板的外侧面上固定钢材料的循环水管；

B、焊接炉体内层：将侧内板和底板焊接形成炉体内层，并在内部设置辅助固定侧内板和底板的支撑杆及辅助固定两相邻侧内板的支撑肋板；

C、焊接上法兰：将上法兰固定在侧内板上端部，并在上法兰和侧内板之间焊接上加强结构和下加强结构；

D、焊接侧外板：拆除上法兰和侧内板之间的下加强结构，然后将侧外板焊接固定在侧内板外侧面的循环水管上，使侧外板覆盖侧内板的外侧面，将相邻两块侧外板通过焊接固定，将侧外板和底板也通过焊接固定；

E、拆除剩余加强结构：拆除剩下的侧内板上的加强条，拆除支撑杆，拆除底板上的加强条，拆除上法兰上方的上加强结构。

随着炉体的加大，各个板料也随之加大，板料在制造过程中也存在着平面度的误差，本制造方法预先对板料平面度进行矫直，然后在板料的侧面固定加强条来保障板料的机械刚度，使其在后续的炉体加工过程中减少变形量。当侧内板和底板焊接固定后，在两者之间设置支撑杆来辅助固定，保障两者的垂直度，在两个相邻侧内板之间设置支撑肋板来保证垂直度，防止因为板料自身重力产生的应力形变。在上法兰和侧内板之间设置上加强结构和下加强结构，保证上法兰的水平度，防止后续焊接侧外板的时候导致上法兰形变。最后将剩余的加强结构拆除，使其不会影响炉体后续和其他零部件的连接。

在上述的一种多晶铸锭炉的炉体制造方法中，所述的步骤A中板料放置在一个工作平台上矫正平面度，通过矫直使上述板件的平面度符合要求。在工作平台相对于普通的地面来说，有一定的高度和硬度，能够使工人更加有效率的实行矫正。

在上述的一种多晶铸锭炉的炉体制造方法中，所述的步骤A中加强条包括横向加强条和纵向加强条，分别焊接固定在侧内板的内侧面和底板的上端面。在侧内板的内侧面焊接两个方向的加强条，能够充分保证其平面度不产生变化。

在上述的一种多晶铸锭炉的炉体制造方法中，所述的步骤B中先将侧内板的底部点焊固定在底板上端面上，再在侧内板和底板之间焊接支撑杆，将相邻两块侧内板的接触面焊接固定，然后在两相邻侧内板之间焊接支撑肋板，再将侧内板与底板及相邻侧内板之间的焊缝用密封焊封闭。先用点焊连接，待用支撑杆和支撑肋板辅助固定后，再用密封焊密封焊缝，这种焊接方式能够减少各个部件之间由于密封焊热量产生的形变。

在上述的一种多晶铸锭炉的炉体制造方法中，所述的步骤B中支撑杆的两端分别焊接固定在侧内板和底板上，所述的支撑肋板的两端分别焊接固定在两个相邻侧内板的内侧面上。支撑杆的两端分别焊接固定在侧内板和底板上，可以保证侧内板和底板的垂直度，支撑肋板的两端分别焊接固定在两个相邻侧内板的内侧面上，可以保证相邻侧内板之间的垂直度。

在上述的一种多晶铸锭炉的炉体制造方法中，所述的步骤C中先将上法兰放置在侧内板上端部并在两者之间点焊连接，在上法兰上方和侧内板内侧面之间焊接有上加强结构，在上法兰下方和侧内板外侧面之间焊接有下加强结构，通过上加强结构和下加强结构矫正上法兰的水平度，然后通过密封焊将上法兰和侧内板之间的焊缝密封。利用上加强结构和下加强结构来保证上法兰的水平度，然后再密封焊的时候使上法兰不会产生形变。

在上述的一种多晶铸锭炉的炉体制造方法中，所述的上加强结构包括一根固连在侧内板内侧面上的且和上法兰平行设置的横梁，所述的横梁上焊接有若干个与该横梁垂直的纵梁，所述的纵梁的外端焊接固定在上法兰的上端面上。上述的横梁平行于侧内板，纵梁垂直于横梁，可以保证在炉体制造过程中纵梁与上法兰各连接处受力均匀，加强效果较好。

在上述的一种多晶铸锭炉的炉体制造方法中，所述的下加强结构包括若干个两端焊接固定在上法兰下端面和侧内板外侧面上的肋条。将肋条两端固定在上法兰下端面和侧内板外侧面上，肋条的刚度好，避免因炉体制造过程中自身受力发生形变而降低加强效果，从而影响上法兰的水平度。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

1、本制造方法预先对板料平面度进行矫直，然后在板料的侧面固定加强条来保障板料的机械刚度，使其在后续的炉体加工过程中减少变形量。

2、本制造方法在侧内板和底板之间设置支撑杆来辅助固定，保障两者的垂直度，在两个相邻侧内板之间设置支撑肋板来保证垂直度，防止因为板料自身重力产生的应力形变。

3、本制造方法在上法兰和侧内板之间设置上加强结构和下加强结构，保证上法兰的水平度，防止后续焊接侧外板的时候导致上法兰形变。

附图说明

图1是实施例中本多晶铸锭炉的炉体制造工序流程图。

图2是实施例中本多晶铸锭炉的炉体结构示意图。

图3是实施例中本多晶铸锭炉的炉体未焊接上法兰时的结构示意图。

图4是实施例中本多晶铸锭炉的炉体未焊接上法兰时的俯视结构示意图。

图中，1、底板；2、侧内板；3、上法兰；4、循环水管；5、支撑杆；6、支撑肋板；7、上加强结构；71、横梁；72、纵梁；8、下加强结构。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图2所示，本多晶铸锭炉的炉体包括底板1、侧内板2、侧外板和上法兰3，其中侧内板2的个数为四个，且均呈长方形板状，相邻的两个侧内板2相互垂直，上述的四个侧内板2均垂直于底板1和上法兰3，底板1呈正方形板状，且上法兰3的厚度大于底板1。

本多晶铸锭炉的炉体制造方法包括如下步骤：

A、准备板料和预处理：如图2所示，准备底板1、侧内板2、侧外板和上法兰3，然后将上述的各种板件依次放置在一个工作平台上矫正平面度，通过矫直使上述板件的平面度符合要求，预预先在底板1和侧内板2的内侧面上固定加强条，该加强条呈长方形条状，加强条包括横向加强条和纵向加强条，分别焊接固定在侧内板2的内侧面和底板1的上端面，在侧内板2的外侧面上固定钢材料的循环水管4；

B、焊接炉体内层：如图3、图4所示，先将侧内板2的底部点焊固定在底板1上端面上，然后在侧内板2和底板1之间焊接支撑杆5，支撑杆5的两端分别焊接固定在侧内板2和底板1上，再将相邻两块侧内板2的接触面焊接固定，然后在两相邻侧内板2之间焊接支撑肋板6，支撑肋板6的两端分别焊接固定在两个相邻侧内板2的内侧面上，再将侧内板2与底板1及相邻侧内板2之间的焊缝用密封焊封闭；

C、焊接上法兰3：如图2所示，先将上法兰3放置在侧内板2上端部并在两者之间点焊连接，在上法兰3上方和侧内板2内侧面之间焊接有上加强结构7，该上加强结构7包括一根固连在侧内板2内侧面上的且和上法兰3平行设置的横梁71，横梁71上焊接有若干个与该横梁71垂直的纵梁72，纵梁72的外端焊接固定在上法兰3的上端面上，在上法兰3下方和侧内板2外侧面之间焊接有下加强结构8，该下加强结构8包括若干个两端焊接固定在上法兰3下端面和侧内板2外侧面上的肋条，通过上加强结构7和下加强结构8保证上法兰3的水平度，然后通过密封焊将上法兰3和侧内板2之间的焊缝密封；

D、焊接侧外板：拆除上法兰3和侧内板2之间的下加强结构8，然后将侧外板焊接固定在侧内板2的外侧面上，将相邻两块侧外板通过焊接固定，将侧外板和底板1也通过焊接固定；

E、拆除剩余加强结构：拆除剩下的侧内板2上的加强条，拆除支撑杆5，拆除底板1上的加强条，拆除上法兰3上方的上加强结构7。

本制造方法预先对板料平面度进行矫直，消除板料制造过程中的平面度误差，然后在板料的侧面固定加强条来保障板料的平面度，使其在后续的炉体加工过程中减少变形量。当侧内板2和底板1焊接固定后，在两者之间设置支撑杆5来辅助固定，保障两者的垂直度，在两个相邻侧内板2之间设置支撑肋板6来保证垂直度，防止因为板料自身重力产生的应力形变。在上法兰3和侧内板2之间设置上加强结构7和下加强结构8，保证上法兰3的水平度，防止后续焊接侧外板的时候导致上法兰3形变。最后将剩余的加强结构拆除，使其不会影响炉体后续和其他零部件的连接。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了1、底板；2、侧内板；3、上法兰；4、循环水管；5、支撑杆；6、支撑肋板；7、上加强结构；71、横梁；72、纵梁；8、下加强结构等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (6)

1.一种多晶铸锭炉的炉体制造方法，其特征在于包括如下步骤：

A、准备板料和预处理：准备底板(1)、侧内板(2)、侧外板和上法兰(3)，然后矫直平面度，预先在底板(1)和侧内板(2)的内侧面上固定加强条，在侧内板(2)的外侧面上固定钢材料的循环水管(4)；

B、焊接炉体内层：将侧内板(2)和底板(1)焊接形成炉体内层，并在内部设置辅助固定侧内板(2)和底板(1)的支撑杆(5)及辅助固定两相邻侧内板(2)的支撑肋板(6)；

C、焊接上法兰(3)：将上法兰(3)固定在侧内板(2)上端部，并在上法兰(3)和侧内板(2)之间焊接上加强结构(7)和下加强结构(8)；

D、焊接侧外板：拆除上法兰(3)和侧内板(2)之间的下加强结构(8)，然后将侧外板焊接固定在侧内板(2)外侧面的循环水管(4)上，使侧外板覆盖侧内板(2)的外侧面，将相邻两块侧外板通过焊接固定，将侧外板和底板(1)也通过焊接固定；

E、拆除剩余加强结构：拆除剩下的侧内板(2)上的加强条，拆除支撑杆(5)，拆除底板(1)上的加强条，拆除上法兰(3)上方的上加强结构(7)；

所述的步骤A中加强条包括横向加强条和纵向加强条，分别焊接固定在侧内板(2)的内侧面和底板(1)的上端面；所述的步骤B中先将侧内板(2)的底部点焊固定在底板(1)上端面上，再在侧内板(2)和底板(1)之间焊接支撑杆(5)，将相邻两块侧内板(2)的接触面焊接固定，然后在两相邻侧内板(2)之间焊接支撑肋板(6)，再将侧内板(2)与底板(1)及相邻侧内板(2)之间的焊缝用密封焊封闭。

2.根据权利要求1所述的一种多晶铸锭炉的炉体制造方法，其特征在于，所述的步骤A中板料放置在一个工作平台上矫正平面度，通过矫直使上述板件的平面度符合要求。

3.根据权利要求1或2所述的一种多晶铸锭炉的炉体制造方法，其特征在于，所述的步骤B中支撑杆(5)的两端分别焊接固定在侧内板(2)和底板(1)上，所述的支撑肋板(6)的两端分别焊接固定在两个相邻侧内板(2)的内侧面上。

4.根据权利要求1或2所述的一种多晶铸锭炉的炉体制造方法，其特征在于，所述的步骤C中先将上法兰(3)放置在侧内板(2)上端部并在两者之间点焊连接，在上法兰(3)上方和侧内板(2)内侧面之间焊接有上加强结构(7)，在上法兰(3)下方和侧内板(2)外侧面之间焊接有下加强结构(8)，通过上加强结构(7)和下加强结构(8)矫正上法兰(3)的水平度，然后通过密封焊将上法兰(3)和侧内板(2)之间的焊缝密封。

5.根据权利要求4所述的一种多晶铸锭炉的炉体制造方法，其特征在于，所述的上加强结构(7)包括一根固连在侧内板(2)内侧面上的且和上法兰(3)平行设置的横梁(71)，所述的横梁(71)上焊接有若干个与该横梁(71)垂直的纵梁(72)，所述的纵梁(72)的外端焊接固定在上法兰(3)的上端面上。

6.根据权利要求4所述的一种多晶铸锭炉的炉体制造方法，其特征在于，所述的下加强结构(8)包括若干个两端焊接固定在上法兰(3)下端面和侧内板(2)外侧面上的肋条。