CN106830938A - 一种光伏用石墨坩埚的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光伏用石墨坩埚的生产工艺，所述的生产工艺包括制备原料、原料混配、沥青制备、预混、轧制薄片、研磨、压模成型、一次焙烧、一次浸渍、二次焙烧、二次浸渍、三次焙烧、三次浸渍、石墨化的步骤，经过该种工艺制备的专门针光伏发电板用的石墨坩埚技术，针对性强，采用合理的生产工艺加工专用的φ880X740mm的石墨坩埚，生产专门化程度高，提高生产效率，降低生产成本，提高产品质量、提高产品使用寿命的，适用于大规模的生产。
Description
技术领域
本发明属于石墨坩埚生产技术领域，特别涉及一种光伏用石墨坩埚的生产工艺。
背景技术
光伏发电在发电领域的应用已经遍布全球，因为其具有很多优势而得到广泛的推广，首先不用任何机械运转不见，其次，除了日照外不需要其他任何的“燃料”；时至今日，小至自动停车计费器的功能，屋顶太阳能板布置，大到面积广阔的太阳能发电中心，都采用光伏发电，而光伏发电是通过利用硅等半导体材料所制成的太阳能电板利用光照产生的直流电，然而单晶硅是利用石墨坩埚作为热场，用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成，所以说光伏发电的源头产品离不开石墨坩埚，醉着光伏发电的普及与推广，石墨坩埚的需求量正在逐年增加，现在尤其需要一种φ880X740mm的石墨坩埚，这就需要一种专门化的生产工艺，以便于提高生产效率，降低生产成本，提高产品的质量。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种具有提高生产效率，降低生产成本，提高产品质量、提高产品使用寿命的光伏用石墨坩埚的生产工艺。
本发明采用的技术方案是这样实现的：一种光伏用石墨坩埚的生产工艺，所述的生产工艺包括如下步骤：
步骤1：制备原料：将沥青焦、石油焦和炭黑分别经过5R摆式磨粉机分别进行破碎，沥青焦、石油焦和炭黑颗粒度通过325目筛，筛余2%-7%；
步骤2：原料混配：将步骤1中得到的沥青焦、石油焦颗粒和炭黑按照质量比为4:5.5:0.5加入到捏合机均匀混合，并加热到120-125℃持续50分钟制得混合原料；
步骤3：沥青制备：选用改质沥青经过熬煮静置不小于100小时，并且将温度控制在160-165℃下制备沥青；
步骤4：预混：选用步骤3中制备的沥青和步骤2得到的混合原料，所述的混合料与沥青的质量之比为41%-42%，将混合料和沥青将如到搅拌设备中混合，控制混合温度在180-185℃，混合时间为60min；
步骤5：轧制薄片：将步骤4中制备的混合物放入到炼塑机中，通过炼塑机扎制成薄片，所述的薄片的厚度为2-2.5mm，将扎制薄片在温度50-60℃情况下存放48小时；
步骤6：研磨：将步骤5制备的薄片放入到5R摆式磨粉机制得粉末，并使粉末通过200目筛，筛余不大于20%-25%；
步骤7：压模成型：将步骤6中制备的粉末装入到成型模具中，使的压模密度达到1.45-1.46g/cm3，并且在室内放置不少于48小时；
步骤8：一次焙烧：将步骤7中压制成型的混合物装炉焙烧，采用576小时曲线使得炉内温度快速达到350℃，然后改为均匀升温每8小时5℃，升温至520℃保持24小时，再次均匀升温每8小时27℃升温至1250℃，在高温1250℃阶段维持48小时关火，然后将焙烧后的混合物冷却240小时且炉内温度低于90℃时出炉；
步骤9：一次浸渍：将完成一次焙烧后的混合物浸渍在中温煤沥青中，并以 50℃ -60℃/h 的温升速度加热至 300-500 度，抽真空后保压处理，一次浸渍增重率达到18-19%；
步骤10：二次焙烧：将混合物装炉二次焙烧，使得炉内温度快速达到350℃，然后改为均匀升温每8小时5℃，升温至520℃保持24小时，再次均匀升温每8小时27℃升温至1250℃，在高温1250℃阶段维持48小时关火，然后将焙烧后的混合物冷却240小时且炉内温度低于90℃时出炉；
步骤11：二次浸渍：将完成二次焙烧后的混合物浸渍在中温煤沥青中，并以 50℃ -60℃ /h 的温升速度加热至 300-500 度，抽真空后保压处理，一次浸渍增重率达到13-14%；
步骤12：三次焙烧：将混合物装炉三次焙烧，使得炉内温度快速达到350℃，然后改为均匀升温每8小时5℃，升温至520℃保持24小时，再次均匀升温每8小时27℃升温至1250℃，在高温1250℃阶段维持48小时关火，然后将焙烧后的混合物冷却240小时且炉内温度低于90℃时出炉；
步骤13：三次浸渍：将完成三次焙烧后的混合物浸渍在中温煤沥青中，抽真空后保压处理，一次浸渍增重率达到9-10%；
步骤14：石墨化：将步骤13得到的混合物放入到艾奇逊炉内，是产品温度达到2800-2900℃，使得混合物石墨化。
所述的步骤7中压模成型的温度控制在25-30℃。
所述的步骤14得到的石墨化后的混合物测试电阻率，要求在12-13μΩm。
本发明的有益效果：本发明一种光伏用石墨坩埚的生产工艺，专门针光伏发电板用的石墨坩埚技术，针对性强，采用合理的生产工艺加工专用的φ880X740mm的石墨坩埚，生产专门化程度高，提高生产效率，降低生产成本，提高产品质量、提高产品使用寿命的，适用于大规模的生产。
具体实施方式
实施例1
步骤1：制备原料：将沥青焦、石油焦和炭黑分别经过5R摆式磨粉机分别进行破碎，沥青焦、石油焦和炭黑颗粒度通过325目筛，筛余2%；
步骤2：原料混配：将步骤1中得到的沥青焦、石油焦颗粒和炭黑按照质量比为4:5.5:0.5加入到捏合机均匀混合，并加热到120℃持续50分钟制得混合原料；
步骤3：沥青制备：选用改质沥青经过熬煮静置100小时，并且将温度控制在160℃下制备沥青；
步骤4：预混：选用步骤3中制备的沥青和步骤2得到的混合原料，所述的混合料与沥青的质量之比为41%，将混合料和沥青将如到搅拌设备中混合，控制混合温度在180℃，混合时间为60min；
步骤5：轧制薄片：将步骤4中制备的混合物放入到炼塑机中，通过炼塑机扎制成薄片，所述的薄片的厚度为2mm，将扎制薄片在温度50℃情况下存放48小时；
步骤6：研磨：将步骤5制备的薄片放入到5R摆式磨粉机制得粉末，并使粉末通过200目筛，筛余20%；
步骤7：压模成型：将步骤6中制备的粉末装入到成型模具中，使的压模密度达到1.45g/cm3，并且在室内放置48小时；
步骤8：一次焙烧：将步骤7中压制成型的混合物装炉焙烧，采用576小时曲线使得炉内温度快速达到350℃，然后改为均匀升温每8小时5℃，升温至520℃保持24小时，再次均匀升温每8小时27℃升温至1250℃，在高温1250℃阶段维持48小时关火，然后将焙烧后的混合物冷却240小时且炉内温度低于90℃时出炉；
步骤9：一次浸渍：将完成一次焙烧后的混合物浸渍在中温煤沥青中，并以 50℃/h 的温升速度加热至 300 度，抽真空后保压处理，一次浸渍增重率达到18%；
步骤10：二次焙烧：将混合物装炉二次焙烧，使得炉内温度快速达到350℃，然后改为均匀升温每8小时5℃，升温至520℃保持24小时，再次均匀升温每8小时27℃升温至1250℃，在高温1250℃阶段维持48小时关火，然后将焙烧后的混合物冷却240小时且炉内温度低于90℃时出炉；
步骤11：二次浸渍：将完成二次焙烧后的混合物浸渍在中温煤沥青中，并以 50℃/h 的温升速度加热至 300度，抽真空后保压处理，一次浸渍增重率达到13%；
步骤12：三次焙烧：将混合物装炉三次焙烧，使得炉内温度快速达到350℃，然后改为均匀升温每8小时5℃，升温至520℃保持24小时，再次均匀升温每8小时27℃升温至1250℃，在高温1250℃阶段维持48小时关火，然后将焙烧后的混合物冷却240小时且炉内温度低于90℃时出炉；
步骤13：三次浸渍：将完成三次焙烧后的混合物浸渍在中温煤沥青中，抽真空后保压处理，一次浸渍增重率达到9%；
步骤14：石墨化：将步骤13得到的混合物放入到艾奇逊炉内，是产品温度达到2800℃，使得混合物石墨化。
所述的步骤7中压模成型的温度控制在25℃。
本发明的有益效果：本发明一种光伏用石墨坩埚的生产工艺，专门针光伏发电板用的石墨坩埚技术，针对性强，采用合理的生产工艺加工专用的φ880X740mm的石墨坩埚，生产专门化程度高，提高生产效率，降低生产成本，提高产品质量、提高产品使用寿命的，适用于大规模的生产。
实施例2
步骤1：制备原料：将沥青焦、石油焦和炭黑分别经过5R摆式磨粉机分别进行破碎，沥青焦、石油焦和炭黑颗粒度通过325目筛，筛余7%；
步骤2：原料混配：将步骤1中得到的沥青焦、石油焦颗粒和炭黑按照质量比为4:5.5:0.5加入到捏合机均匀混合，并加热到125℃持续50分钟制得混合原料；
步骤3：沥青制备：选用改质沥青经过熬煮静置150小时，并且将温度控制在165℃下制备沥青；
步骤4：预混：选用步骤3中制备的沥青和步骤2得到的混合原料，所述的混合料与沥青的质量之比为42%，将混合料和沥青将如到搅拌设备中混合，控制混合温度在185℃，混合时间为60min；
步骤5：轧制薄片：将步骤4中制备的混合物放入到炼塑机中，通过炼塑机扎制成薄片，所述的薄片的厚度为2.5mm，将扎制薄片在温度60℃情况下存放48小时；
步骤6：研磨：将步骤5制备的薄片放入到5R摆式磨粉机制得粉末，并使粉末通过200目筛，筛余25%；
步骤7：压模成型：将步骤6中制备的粉末装入到成型模具中，使的压模密度达到1.46g/cm3，并且在室内放置55小时；
步骤8：一次焙烧：将步骤7中压制成型的混合物装炉焙烧，采用576小时曲线使得炉内温度快速达到350℃，然后改为均匀升温每8小时5℃，升温至520℃保持24小时，再次均匀升温每8小时27℃升温至1250℃，在高温1250℃阶段维持48小时关火，然后将焙烧后的混合物冷却240小时且炉内温度低于90℃时出炉；
步骤9：一次浸渍：将完成一次焙烧后的混合物浸渍在中温煤沥青中，并以60℃ /h 的温升速度加热至500 度，抽真空后保压处理，一次浸渍增重率达到19%；
步骤10：二次焙烧：将混合物装炉二次焙烧，使得炉内温度快速达到350℃，然后改为均匀升温每8小时5℃，升温至520℃保持24小时，再次均匀升温每8小时27℃升温至1250℃，在高温1250℃阶段维持48小时关火，然后将焙烧后的混合物冷却240小时且炉内温度低于90℃时出炉；
步骤11：二次浸渍：将完成二次焙烧后的混合物浸渍在中温煤沥青中，并以60℃ /h 的温升速度加热至500 度，抽真空后保压处理，一次浸渍增重率达到14%；
步骤12：三次焙烧：将混合物装炉三次焙烧，使得炉内温度快速达到350℃，然后改为均匀升温每8小时5℃，升温至520℃保持24小时，再次均匀升温每8小时27℃升温至1250℃，在高温1250℃阶段维持48小时关火，然后将焙烧后的混合物冷却240小时且炉内温度低于90℃时出炉；
步骤13：三次浸渍：将完成三次焙烧后的混合物浸渍在中温煤沥青中，抽真空后保压处理，一次浸渍增重率达到10%；
步骤14：石墨化：将步骤13得到的混合物放入到艾奇逊炉内，是产品温度达到2900℃，使得混合物石墨化。
所述的步骤7中压模成型的温度控制在30℃。
本发明的有益效果：本发明一种光伏用石墨坩埚的生产工艺，专门针光伏发电板用的石墨坩埚技术，针对性强，采用合理的生产工艺加工专用的φ880X740mm的石墨坩埚，生产专门化程度高，提高生产效率，降低生产成本，提高产品质量、提高产品使用寿命的，适用于大规模的生产。
Claims (3)
1.一种光伏用石墨坩埚的生产工艺，其特征在于：所述的生产工艺包括如下步骤：
步骤1：制备原料：将沥青焦、石油焦和炭黑分别经过5R摆式磨粉机分别进行破碎，沥青焦、石油焦和炭黑颗粒度通过325目筛，筛余2%-7%；
步骤2：原料混配：将步骤1中得到的沥青焦、石油焦颗粒和炭黑按照质量比为4:5.5:0.5加入到捏合机均匀混合，并加热到120-125℃持续50分钟制得混合原料；
步骤3：沥青制备：选用改质沥青经过熬煮静置不小于100小时，并且将温度控制在160-165℃下制备沥青；
步骤4：预混：选用步骤3中制备的沥青和步骤2得到的混合原料，所述的混合料与沥青的质量之比为41%-42%，将混合料和沥青将如到搅拌设备中混合，控制混合温度在180-185℃，混合时间为60min；
步骤5：轧制薄片：将步骤4中制备的混合物放入到炼塑机中，通过炼塑机扎制成薄片，所述的薄片的厚度为2-2.5mm，将扎制薄片在温度50-60℃情况下存放48小时；
步骤6：研磨：将步骤5制备的薄片放入到5R摆式磨粉机制得粉末，并使粉末通过200目筛，筛余不大于20%-25%；
步骤7：压模成型：将步骤6中制备的粉末装入到成型模具中，使的压模密度达到1.45-1.46g/cm3，并且在室内放置不少于48小时；
步骤8：一次焙烧：将步骤7中压制成型的混合物装炉焙烧，采用576小时曲线使得炉内温度快速达到350℃，然后改为均匀升温每8小时5℃，升温至520℃保持24小时，再次均匀升温每8小时27℃升温至1250℃，在高温1250℃阶段维持48小时关火，然后将焙烧后的混合物冷却240小时且炉内温度低于90℃时出炉；
步骤9：一次浸渍：将完成一次焙烧后的混合物浸渍在中温煤沥青中，并以 50℃ -60℃/h 的温升速度加热至 300-500 度，抽真空后保压处理，一次浸渍增重率达到18-19%；
步骤10：二次焙烧：将混合物装炉二次焙烧，使得炉内温度快速达到350℃，然后改为均匀升温每8小时5℃，升温至520℃保持24小时，再次均匀升温每8小时27℃升温至1250℃，在高温1250℃阶段维持48小时关火，然后将焙烧后的混合物冷却240小时且炉内温度低于90℃时出炉；
步骤11：二次浸渍：将完成二次焙烧后的混合物浸渍在中温煤沥青中，并以 50℃ -60℃ /h 的温升速度加热至 300-500 度，抽真空后保压处理，一次浸渍增重率达到13-14%；
步骤12：三次焙烧：将混合物装炉三次焙烧，使得炉内温度快速达到350℃，然后改为均匀升温每8小时5℃，升温至520℃保持24小时，再次均匀升温每8小时27℃升温至1250℃，在高温1250℃阶段维持48小时关火，然后将焙烧后的混合物冷却240小时且炉内温度低于90℃时出炉；
步骤13：三次浸渍：将完成三次焙烧后的混合物浸渍在中温煤沥青中，抽真空后保压处理，一次浸渍增重率达到9-10%；
步骤14：石墨化：将步骤13得到的混合物放入到艾奇逊炉内，是产品温度达到2800-2900℃，使得混合物石墨化。
2.如权利要求1所述的一种光伏用石墨坩埚的生产工艺，其特征在于：所述的步骤7中压模成型的温度控制在25-30℃。
3.如权利要求1所述的一种光伏用石墨坩埚的生产工艺，其特征在于：所述的步骤14得到的石墨化后的混合物测试电阻率，要求在12-13μΩm。
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