CN105084876A - 一种生产方形熔融石英陶瓷坩埚的机械装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生产方形熔融石英陶瓷坩埚的机械装置，该装置属于熔融石英陶瓷领域，包括：石墨成型模具（1）、电弧炉（2）、喷淋机（3）、窑炉（4）；其特征是：石墨成型模具（1）上设有熔融钝角石英砂进口（5），石墨成型模具（1）和电弧炉（2）间设有第一输送机（6），电弧炉（2）和喷淋机（3）间设有第二输送机（7），喷淋机（3）上设有高压水进口（8）、污水出口（9），喷淋机（3）和窑炉（4）间设有第三输送机（10），窑炉（4）上设有煤气进口（11）、成品出口（12）；该装置专用于生产多晶硅、拉制大直径单晶硅。

Description

一种生产方形熔融石英陶瓷坩埚的机械装置

技术领域

本发明属于熔融石英陶瓷领域，尤其涉及一种以高纯熔融钝角石英沙为原料工业化生产熔融石英陶瓷坩埚的机械装置。

背景技术

坩埚是用耐火的材料所制的器皿或熔化罐，当有固体要以大火加热时，就必须使用坩埚。坩埚按制作的原材料可分为：石墨坩埚、熔融石英陶瓷坩埚、瓷坩埚、刚玉坩埚、碳化硅坩埚、白金坩锅、镍坩埚。由于高纯熔融石英具有结构精细、热导率低、热膨胀系数小、制成品尺寸精度高、高温不变形、热震稳定性好、电性能好、耐化学侵蚀性好等特点，因此在玻璃深加工行业、冶金工业、电子工业、化工工业、航空航天等领域得到广泛应用。本装置生产的产品是一种方形熔融石英陶瓷坩埚，其二氧化硅含量≥99.5%，主要用途是：在多晶硅的铸锭环节，充当多晶硅化料和长晶的容器。熔融石英陶瓷坩埚以其热稳定性好、耐熔体（硅、铝、铜等）侵蚀性和对所加工的制品无污染等特性，被广泛应用于多晶硅生产及有色金属冶炼行业，使之熔化生产出用来制造太阳能电池的多晶硅硅锭，由于其使用条件极其苛刻，对坩埚的纯度、强度、外观缺陷、内在质量、高温性能、热振稳定性等都有极其严格的要求。本发明产品可在1450℃以下使用，具有高纯度、耐高温性强、精度高、保温性好、质量稳定等优点。熔融石英坩埚分透明、半透明和不透明三种，本装置生产的产品是一种半透明石英坩埚，专用于生产多晶硅、拉制大直径单晶硅。生产的工艺流程为：1.将高纯熔融钝角石英砂装入石墨成型模具；2.电弧熔制成型；3.自然冷却脱模；4.高压喷淋；5窑炉烧结后得到成品。该装置的主要优点是：使用通用设备组合，结构合理、无有毒有害气体和液体排放、产品质量好、可批量生产并生产出高质量的熔融石英坩埚。

发明内容

本发明主要解决的问题是提供一种生产方形熔融石英陶瓷坩埚的机械装置，该装置以可震动的石墨成型模具、电弧炉、喷淋机、窑炉为设备，以SiO2含量在99.5%以上的直径为0.075mm—1.5mm的熔融钝角石英砂为原料来生产方形熔融石英陶瓷坩埚。

本发明采用的技术方案是：

一种生产方形熔融石英陶瓷坩埚的机械装置，包括：石墨成型模具1、电弧炉2、喷淋机3、窑炉4；其特征是：石墨成型模具1上设有熔融钝角石英砂进口5，石墨成型模具1和电弧炉2间设有第一输送机6，电弧炉2和喷淋机3间设有第二输送机7，喷淋机3上设有高压水进口8、污水出口9，喷淋机3和窑炉4间设有第三输送机10，窑炉4上设有煤气进口11、成品出口12。

本发明的进一步技术方案是：

所述的第一、第二、第三输送机为皮带输送机。

所述的电弧炉为DRL-6A型电弧炉。

所述的窑炉为煤气发生梭式窑炉。

本发明的有益效果是：提供了一种生产方形熔融石英陶瓷坩埚的机械装置，该装置结构合理、生产工艺简单、无污染废弃物排放，产品方形熔融石英陶瓷坩埚具有强度高、耐高温、热膨胀小、化学稳定性好、表面光滑细腻、经长期使用不易磨损等一系列优点。

附图说明：

如图1为本发明的结构和工艺流程框图。

具体实施方式

实施例：

下面结合附图进一步说明使用该机械装置生产方形熔融石英陶瓷坩埚最佳实施例的具体内容：

1.将定量的SiO2含量在99.5%以上、直径为0.075mm—1.5mm的熔融钝角石英砂通过设置于石墨成型模具1上的熔融钝角石英砂进口5送入石墨成型模具1，通过使石墨成型模具1震动的方法以减小石墨成型模具1中石英砂颗粒间的空隙，震动时间为15-20分钟。

2.将石墨成型模具1通过设置于石墨成型模具1和电弧炉2间的第一输送机6送入电弧炉2，在电弧炉中加热至1850-1870℃，使石英砂全部处于熔融状态后停止加热，石墨成型模具1内的石英熔融体自然冷却降温至常温后移出电弧炉，脱去石墨成型模具，得到石英坩埚的成型体；将石英坩埚的成型体通过设置于电弧炉2和喷淋机3间的第二输送机7送入喷淋机3，通过设置于喷淋机3上的高压水进口8送入高压水，用高压水对石英坩埚的成型体进行喷淋，将其清洗干净后自然晾干。

3.将晾干的石英坩埚成型体通过设置于喷淋机3和窑炉4间的第三输送机10送入窑炉4，通过设置于窑炉4上的煤气进口输入煤气燃烧升温，先经2-3小时的时间将烧结温度缓慢的从0℃升至400℃后，再在1小时时间内将烧结温度快速的从400℃升至1150-1200℃，维持此温度26-28小时后停止加热，逐步降温至常温后得到方形熔融石英陶瓷辊坩埚，通过设置于窑炉4上的成品出口出料即得成品。

当然，本发明还有其它的实施方式，在不离开本发明的精神背景下所做的任何技术、原理和工艺的改进，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种新型方形熔融石英陶瓷坩埚生产装置，包括：石墨成型模具（1）、电弧炉（2）、喷淋机（3）、窑炉（4）；其特征是：石墨成型模具（1）上设有熔融钝角石英砂进口（5），石墨成型模具（1）和电弧炉（2）间设有第一输送机（6），电弧炉（2）和喷淋机（3）间设有第二输送机（7），喷淋机（3）上设有高压水进口（8）、污水出口（9），喷淋机（3）和窑炉（4）间设有第三输送机（10），窑炉（4）上设有煤气进口（11）、成品出口（12）。

2.根据权利要求1所述的一种新型方形熔融石英陶瓷坩埚生产装置，其特征是：所述的第一、第二、第三输送机为皮带输送机。

3.根据权利要求1所述的一种新型方形熔融石英陶瓷坩埚生产装置，其特征是：所述的电弧炉为DRL-6A型电弧炉。

4.根据权利要求1所述的一种新型方形熔融石英陶瓷坩埚生产装置，其特征是：所述的窑炉为煤气发生梭式窑炉。