CN103981571A - 一种检测多晶铸锭炉设备气密性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测多晶铸锭炉设备气密性的方法，该方法具体为：在装入硅锭原材料、关闭所述多晶铸锭炉设备的炉腔进行硅锭生产前，对所述炉腔抽真空进行第一真空测试；在硅锭成型后，打开所述炉腔之前，对所述炉腔抽真空并进行第二真空测试，所述第一真空测试参考上一生产周期的第二真空测试结果，判断是否直接进行；本发明在硅锭程序运行生产过程中增加对炉腔真空测试步骤，不仅有利于及时了解本次生产周期内，设备的气密性，有利于及时排查影响气密性的因素，保障本次硅锭的生产质量。并且，在没有给多晶铸锭炉带来额外的生产用时的前提下，增加了设备器件气密性的检查，这样，能在下一周期进行第一真空测试之前，发现设备存在的问题，及时进行维修。

Description

一种检测多晶铸锭炉设备气密性的方法

技术领域

本发明涉及多晶硅加工技术领域，特别涉及一种检测多晶铸锭炉设备气密性的方法。

背景技术

目前光伏行业发展迅速，多晶铸锭炉设备类型多种多样。无论铸锭工艺如何变化调整，其生产过程基本为：硅锭原材料装炉→闭合炉腔→主炉体真空测试→程序运行→打开炉腔→成品硅锭出炉→硅锭原材料装炉→闭合炉腔。

主炉体真空测试为检测多晶铸锭炉设备器件气密性的关键步骤，受设备器件以及炉腔的闭合与打开的影响。因设备器件经过一个生产运行周期或者几个生产运行周期的运行，连接部位有可能会出现松动导致主炉体真空测试过程出现异常，不能达到程序运行的真空压力0.008mpar，如此则设备停止生产，进行检查维修，而检查、维修一般在标准大气压下进行，检查是连接部位出现问题还是炉腔为完全闭合，如果连接部位出现问题，还需进一步检查是哪一处连接部位出现问题。

不仅检查需要浪费比较多的时间，而且排查克服设备的缺陷后，还要重新对设备抽真空。该方法不仅不利于查找影响设备气密性的因素，而且炉腔的打开再闭合均会影响主炉体真空测试时间，大大增加了真空测试的时间，影响多晶铸锭炉设备单位时间的产能。

因此，如何提供一种用于检测多晶铸锭炉设备气密性的方法，该方法有利于快速判断影响设备气密性的因素，进而提高单位时间的设备产能，是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的为提供一种检测多晶铸锭炉设备气密性的方法，该方法有利于快速判断影响设备气密性的因素，进而提高单位时间的设备产能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种检测多晶铸锭炉设备气密性的方法，该方法具体为：在装入硅锭原材料、关闭所述多晶铸锭炉设备的炉腔进行硅锭生产前，对所述炉腔抽真空进行第一真空测试；在硅锭成型后，打开所述炉腔之前，对所述炉腔抽真空并进行第二真空测试；所述第一真空测试参考上一生产周期中所述第二真空测试的测试结果，判断是否直接进行。

优选地，在所述硅锭生产的冷却工艺阶段进行所述第二真空测试。

优选地，所述冷却工艺具体步骤为：

S11、保持所述炉腔的气压维持在预定压力范围内以满足硅锭生产要求；

S12、当所述硅锭成型后，对所述炉腔进行抽真空，进行所述第二真空测试；

S13、对所述炉腔进行充气逐渐充气至标准气压，并维持预定时间，以便准备硅锭出炉。

优选地，所述步骤S12中进行所述第二真空测试时，抽取真空的时间为1-2小时，测试所用时间为0.3-0.5小时。

优选地，所述步骤S13具体包括：

S131、对所述炉腔进行充氦气，使所述炉腔内的气压由真空气压升至800mpar，并维持4-6小时；

S132、对所述炉腔继续充氦气，使所述炉腔内的气压由800mpar升至标准气压。

优选地，所述步骤S11中的预定压力范围为550-650mpar。

优选地，当上一生产周期中所述第二真空测试的测试结果为不满足真空测试标准时，对所述多晶铸锭炉设备先进行排查，消除影响气密性的因素后后再进行本次的所述第一真空测试。

优选地，当上一生产周期中所述第二真空测试的测试结果为不满足真空测试标准时，对所述多晶铸锭炉设备先进行排查，消除影响气密性的因素后再进行本次的所述第一真空测试。

优选地，当本生产周期中所述第一真空测试不满足真空判断标准时，参考上一生产周期中的所述第二真空测试满足真空判断标准的测试结果，确定影响所述多晶铸锭炉设备气密性的因素的查找范围。

本发明在硅锭程序运行生产过程中增加对炉腔真空测试步骤，不仅有利于及时了解本次生产周期内，设备的气密性，有利于及时排查影响气密性的因素，保障本次硅锭的生产质量。并且，在没有给多晶铸锭炉带来额外的生产用时的前提下，增加了设备器件气密性的检查，当上一生产周期中所述第二真空测试的测试结果为不满足真空测试标准时，对所述多晶铸锭炉设备先进行排查，消除影响气密性的因素后再进行本生产周期的第一真空测试。这样，能在进行本生产周期的第一真空测试之前，发现设备存在的问题，及时进行维修。例如，如果在此检测过程中检测到设备的气密性不满足要求，那么在硅锭出炉后进行本次硅锭生产前，可以提前查找影响设备气密性的原因。这样，可以在下一周期进行第一真空测试前，了解炉腔的连接部件之间气密性情况，避免浪费本生产周期抽真空的时间。

综上所述，本发明的检测多晶铸锭炉设备气密性的方法可以有利于快速判断影响设备气密性的因素，进而提高单位时间的设备产能。

附图说明

图1为本发明第一种具体实施方式中硅锭一生产周期的工艺流程图；

图2为本发明第二种具体实施方式中硅锭一生产周期的工艺流程图。

具体实施方式

本发明的核心为提供一种检测多晶铸锭炉设备气密性的方法，该方法有利于快速判断影响设备气密性的因素，进而提高单位时间的设备产能。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明提供了一种检测多晶硅锭炉设备气密性的方法，该方法具体为：在装入硅锭原材料、关闭所述炉腔进行硅锭生产前，对所述炉腔抽真空进行第一真空测试；在硅锭成型后，打开所述多晶铸锭炉设备的炉腔之前，对所述炉腔抽真空并进行第二真空测试。参考上一生产周期中所述第二真空测试的测试结果，判断是否直接进行本生产周期的所述第一真空测试。需要说明的是，对于硅锭生产流程而言，“硅锭成型后打开炉腔之前”指的是设备处于程序运行时期。

也就是说，本发明在硅锭程序运行生产过程中增加对炉腔真空测试步骤，不仅有利于及时了解本次生产周期内，设备的气密性，有利于及时排查影响气密性的因素，保障本次硅锭的生产质量。并且，在没有给多晶铸锭炉带来额外的生产用时的前提下，增加了设备器件气密性的检查，当上一生产周期中所述第二真空测试的测试结果为不满足真空测试标准时，先对所述多晶铸锭炉设备先进行排查，消除影响气密性的因素后后再进行本生产周期的第一真空测试。这样，能在进行本生产周期的第一真空测试之前，发现设备存在的问题，及时进行维修。例如，如果在此检测过程中检测到设备的气密性不满足要求，那么在硅锭出炉后进行本次硅锭生产前，可以提前查找影响设备气密性的原因。这样，可以在下一周期进行第一真空测试前，了解炉腔的连接部件之间气密性情况，避免浪费本生产周期抽真空的时间。

综上所述，本发明的检测多晶铸锭炉设备气密性的方法可以有利于快速判断影响设备气密性的因素，进而提高单位时间的设备产能。

需要说明的是，本文将“硅锭原材料装炉—闭合炉腔—进行第一真空测试—程序运行—打开炉腔—成品硅锭出炉”定义为一个生产周期。

当本生产周期中所述第一真空测试不满足真空判断标准时，参考上一生产周期中的所述第二真空测试满足真空判断标准的测试结果，确定影响所述多晶铸锭炉设备气密性的因素的查找范围。同时，当上一周期的第二真空测试满足要求，本生产周期的第一真空测试不满足要求时，操作人员可以根据上周期的第二真空测试满足真空判断标准的结果，将部分影响气密性的因素排除，缩小排查范围。

根据具体实验，采用本文中的方法对多晶铸锭炉设备气密性检测，可以将生产前的真空测试通过率由现有的87％提高至95％，单台设备的产能折旧率也由现有的1792元/h减少至1670元/h。

一般地，炉腔内的气压小于0.008mpar，认为设备的气密性满足要求。

其中，程序运行阶段一般包括加热阶段、熔化阶段、结晶生长阶段、退火阶段、冷却阶段，总的占时大约63h(小时，以下简称h)，其中冷却阶段占用的时间大约为12.5h，其它四个步骤占用大约50.5h。

具体地，硅锭在一生产周期中的工艺流程如图1所示：

S01、将硅锭原材料装入炉腔内部；

S02、闭合炉腔；

S03、对炉腔抽真空进行第一真空测试，并判断炉腔内气压是否满足真空判断标准，如果满足闭合炉腔；否则检查影响气密性的原因；

S04、加热、榕湖结晶生长、退火；

S11、保持炉腔的气压维持在预定压力范围内以满足硅锭生产要求；

预定压力范围可以为550-650mpar，在一种具体实施例中为600mpar，维持2个小时，在此过程中硅锭已经形成成品硅锭。

S12、当硅锭成型后，对炉腔进行抽真空，进行第二真空测试，并判断是否满足真空判断标准，满足则进行下一步，不满足在进行下一步的同时，对设备进行检查维修；

一般地，抽真空的时间可以为1-2小时，测试所用时间可以为0.3-0.5小时，在一种具体的实施例中抽真空时间为1.5h，也就是说1.5h内炉腔内的气体压力由步骤S11中的预定压力变为理论上的0mpar。测试所用时间为0.5h。如果测试的真空压力数值小于0.008mpar，则说明设备的气密性没有问题，相反，则说明设备的气密性存在一定的问题。

S13、对炉腔进行充气逐渐充气至标准气压，并维持预定时间，以便准备硅锭出炉。

请参考图2，图2为本发明第二种具体实施方式中硅锭一生产周期的工艺流程图。

上述实施例中的步骤S13具体可以包括以下步骤：

S131、对所述炉腔进行充氦气，使所述炉腔内的气压由真空气压升至800mpar，并维持4-6小时；

在一种具体实施例中，炉腔内充氦气气压由0至800mpar时间为3小时，维持时间为5h。

S132、对所述炉腔继续充氦气，使所述炉腔内的气压由至800mpar标准气压。一般地，标准气压为960mpar，在一种具体实施例中，炉腔内充氦气气压由800mpar至960mpar时间为0.5小时。

以上对本发明所提供的一种检测多晶铸锭炉设备气密性的方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种检测多晶铸锭炉设备气密性的方法，其特征在于，该方法具体为：在装入硅锭原材料、关闭所述多晶铸锭炉设备的炉腔进行硅锭生产前，对所述炉腔抽真空进行第一真空测试；在硅锭成型后，打开所述炉腔之前，对所述炉腔抽真空并进行第二真空测试；

所述第一真空测试参考上一生产周期中所述第二真空测试的测试结果，判断是否直接进行。

2.如权利要求1所述的检测多晶铸锭炉设备气密性的方法，其特征在于，在所述硅锭生产的冷却工艺阶段进行所述第二真空测试。

3.如权利要求2所述的检测多晶铸锭炉设备气密性的方法，其特征在于，所述冷却工艺具体步骤为：

S11、保持所述炉腔的气压维持在预定压力范围内以满足硅锭生产要求；

S12、当所述硅锭成型后，对所述炉腔进行抽真空，进行所述第二真空测试；

S13、对所述炉腔进行充气逐渐充气至标准气压，并维持预定时间，以便准备硅锭出炉。

4.如权利要求3所述的检测多晶铸锭炉设备气密性的方法，其特征在于，所述步骤S12中进行所述第二真空测试时，抽取真空的时间为1-2小时，测试所用时间为0.3-0.5小时。

5.如权利要求3所述的检测多晶铸锭炉设备气密性的方法，其特征在于，所述步骤S13具体包括：

S131、对所述炉腔进行充氦气，使所述炉腔内的气压由真空气压升至800mpar，并维持4-6小时；

S132、对所述炉腔继续充氦气，使所述炉腔内的气压由800mpar升至标准气压。

6.如权利要求3所述的检测多晶铸锭炉设备气密性的方法，其特征在于，所述步骤S11中的预定压力范围为550-650mpar。

7.如权利要求1至6任一项所述的检测多晶铸锭炉设备气密性的方法，其特征在于，当上一生产周期中所述第二真空测试的测试结果为不满足真空测试标准时，对所述多晶铸锭炉设备先进行排查，消除影响气密性的因素后再进行本次的所述第一真空测试。

8.如权利要求1至6任一项所述的检测多晶铸锭炉设备气密性的方法，其特征在于，当本生产周期中所述第一真空测试不满足真空判断标准时，参考上一生产周期中的所述第二真空测试满足真空判断标准的测试结果，确定影响所述多晶铸锭炉设备气密性的因素的查找范围。