CN107520725A - 一种多晶硅边皮头尾料微分打磨处理装置与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种多晶硅边皮头尾料微分打磨装置，包括机架、输送装置和恒负载自适应磨具，输送装置用于输送多晶硅边皮头尾料，恒负载自适应磨具安装在机架上且设在输送装置的上方，该恒负载自适应磨具设有若干台，采用按输送方向渐进或渐退式错位排列；恒负载自适应磨具包括连接轴和安装在连接轴上的打磨辊，打磨辊在打磨时始终保持恒定的负载，负载来自于打磨辊自身重力或者外部装置给予的压力。本发明还提供了一种打磨方法。本发明装置采用输送装置连续喂料，实现连续打磨功能。磨具可根据边皮头尾料的厚度和表面形貌的不同而自动起伏与边皮料、头料及尾料上表面相适应，因而可对厚度不同且表面不平整的边皮料、头料及尾料进行兼容性连续打磨。

Description

一种多晶硅边皮头尾料微分打磨处理装置与方法
技术领域
本发明涉及一种晶体硅太阳能电池生产领域，特别是一种多晶硅边皮头尾料微分打磨处理装置，本发明还涉及采用前述装置进行多晶硅边皮头尾料微分打磨处理的方法。
背景技术
多晶硅晶体生长是多晶硅太阳能电池生产过程中的重要环节。为了控制多晶硅太阳能电池的制造成本，多晶硅晶体生长所用的硅料中很大比例是多晶硅锭开方后的边皮料、头料和尾料。这些多晶硅回收料的品质对后续多晶硅晶体品质至关重要。
目前，为了进一步降低多晶硅太阳能电池的制造成本同时提高多晶硅太阳能电池的光电转换效率，金刚线切割多晶硅片技术已经成为目前多晶硅太阳能电池制作流程中极为重要的一环。而影响多晶硅金刚线切割合格率的重要原因就是多晶硅锭中硬质杂质的含量和分布。而这些硬质杂质主要来自于氮化硅涂层溶解或掉落在硅料或硅熔体中而形成的氮化硅杂质和炉体气氛等导致的氮化硅杂质。这些硬质杂通常富集在边皮料、头料和尾料表面。
为了降低边皮料、头料和尾料表面的硬质杂质对后续硅锭的影响，通常采用手工打磨的方式对这些回收料表面进行处理，然后进行化学浸泡和清洗。手工打磨通常为工人手持角磨机，在无冷却水的情况下，使用金刚石砂轮片对回收料表面进行手动打磨。
手工打磨粉尘大，对环境和人体有害，而由于干磨金刚石颗粒极易从磨片是脱离，因而金刚石磨片寿命极短，磨耗巨大。
另外，由于硬质杂质主要富集在回收料表面1-5mm深度，手工打磨深度通常只有0.1-0.3mm，因而无法有效的将这些硬质杂质去除。
由于多晶硅铸锭用的坩埚内壁本身不太规则，且在铸锭过程中会发生一定程度变形，导致多晶硅回收料厚度不一且表面不平。为了达到很好的去除杂质效果，要求对回收料打磨尽可能是等深度打磨。也就是说打磨的深度的变化要与回收料表面起伏尽可能一致。也有厂家尝试采用高压水刀、激光等方法打磨或切割回收料表面，但由于设备易损、打磨成本高等诸多问题无法推广。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种自动、高效、连续式的多晶硅边皮头尾料微分打磨处理装置。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供了一种采用前述装置进行多晶硅边皮头尾料微分打磨处理的方法。
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种多晶硅边皮头尾料微分打磨装置，其特点是：该打磨装置包括机架、输送装置和恒负载自适应磨具，所述的输送装置用于输送多晶硅边皮头尾料，恒负载自适应磨具安装在机架上且设在输送装置的上方，该恒负载自适应磨具设有若干台，采用按输送方向渐进或渐退式错位排列；所述的恒负载自适应磨具包括连接轴和安装在连接轴上的打磨辊，打磨辊在打磨时始终保持恒定的负载，所述负载来自于打磨辊自身重力或者外部装置给予的压力。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。本发明所述的一种多晶硅边皮头尾料微分打磨装置，其特点是：负载来自于外部装置给予的压力时，所述的外部装置选自于电磁装置、液压机构、气压机构或者弹性压力装置。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。本发明所述的一种多晶硅边皮头尾料微分打磨装置，其特点是：所述的连接轴通过动力机构连接安装在机架上。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。本发明所述的一种多晶硅边皮头尾料微分打磨装置，其特点是：所述的动力机构为气缸、电缸或者液压油缸。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。本发明所述的一种多晶硅边皮头尾料微分打磨装置，其特点是：所述的连接轴通过轴承或者连接件安装在机架上。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。本发明所述的一种多晶硅边皮头尾料微分打磨装置，其特点是：该打磨装置还设有冷却水喷淋装置，所述的冷却水喷淋装置设在打磨辊的斜上方。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。本发明所述的一种多晶硅边皮头尾料微分打磨装置，其特点是：在输送装置的两侧设有挡板，在输送装置的输送带上设有挡条，挡板和挡条对待打磨处理的多晶硅边皮头尾料进行限位。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。本发明还提供了一种多晶硅边皮头尾料微分打磨处理方法，其特点是：该方法采用以上技术方案中任何一项所述的多晶硅边皮头尾料微分打磨装置，且：
（1）该方法以多晶硅铸定过程中产生的边皮料与/或头料与/或者尾料为待打磨处理对象；打磨处理方法过程中，待打磨处理对象置于输送装置上输送，在输送过程中实现打磨处理；
（2）采用所述的恒负载自适应磨具，通过按输送方向渐进或渐退式排列的若干台恒负载自适应磨具的打磨辊对厚度不同且表面不平整的待打磨处理对象进行打磨；
（3）若干台恒负载自适应磨具的打磨辊采用微分打磨方法对待打磨处理对象进行打磨，即将处理对象细分为若干条独立区域进行单独打磨；打磨处理过程中，打磨辊对待打磨处理对象在保持恒定压力的前提下进行打磨。
与现有技术相比，本发明装置与方法具有以下优点：
（1）本发明装置采用输送装置连续喂料，实现连续打磨功能。输送装置输送带上可以设有挡板挡条，可以精确确定边皮头尾料和磨具之间的相对位置，可避免人工打磨效率低、手持角磨机潜在操作危险等问题。
（2）本发明装置采用恒负载自适应磨具，磨具可根据边皮头尾料的厚度和表面形貌的不同而自动起伏与边皮料、头料及尾料上表面相适应，因而可对厚度不同且表面不平整的边皮料、头料及尾料进行兼容性连续打磨；
（3）本发明装置磨具采用恒定负载打磨设计，可通过调节磨具施加在边皮料、头料及尾料上表面的打磨负载或磨具的旋转速度，实现不同深度的打磨打磨效果。
（4）与无法采用使用冷却的人工打磨相比，本发明装置优选的采用冷却水冷却磨具，大大延长了磨具的寿命，降低了耗材成本；同时冷却水可带走磨屑避免了扬尘。
（5）与高压水刀相比，本发明装置不存在由于边皮料、头料及尾料厚度不同而必须调节喷嘴高度的问题，操作大大简化。
（6）与高压水刀相比，本发明装置无需使用价格高昂的天然矿物（石榴石）作为磨料，打磨成本大大降低，同时打磨后无废弃磨料需要处理。
（7）与气体喷砂打磨相比，本发明装置可实现深度打磨，由于无需使用大量碳化硅颗粒作为磨料，因而打磨成本大大降低，同时无气体喷砂无法避免的粉尘问题。
附图说明
图1为本发明的一种结构示意图；
图2为恒负载自适应磨具的一种排列结构示意图；
图3为输送装置上设置的挡板挡条结构示意图。
具体实施方式
以下参照附图，进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。
实施例1，参照图1，一种多晶硅边皮头尾料微分打磨装置：该打磨装置包括机架、输送装置5和恒负载自适应磨具7，所述的输送装置5用于输送多晶硅边皮头尾料4，恒负载自适应磨具7安装在机架上且设在输送装置5的上方，该恒负载自适应磨具7设有若干台，采用按输送方向渐进或渐退式错位排列，参照图2；所述的恒负载自适应磨具7包括连接轴6和安装在连接轴6上的打磨辊1，打磨辊1在打磨时始终保持恒定的负载，所述负载来自于打磨辊自身重力或者外部装置给予的压力。
实施例2，实施例1所述的一种多晶硅边皮头尾料微分打磨装置中：负载来自于外部装置给予的压力时，所述的外部装置选自于电磁装置、液压机构、气压机构或者弹性压力装置。
实施例3，实施例1所述的一种多晶硅边皮头尾料微分打磨装置中：所述的连接轴6通过动力机构2连接安装在机架上。
实施例4，实施例1所述的一种多晶硅边皮头尾料微分打磨装置中：所述的动力机构2为气缸、电缸或者液压油缸。恒负载自适应磨具7的负载可以来自于动力机构2。
实施例5，实施例1所述的一种多晶硅边皮头尾料微分打磨装置中：所述的连接轴6通过轴承或者连接件安装在机架上。这属于一种无动力连接式安装，恒负载自适应磨具7通过自重力压在待打磨的多晶硅边皮头尾料4上，通过输送装置的前行相对运动实现自适应的打磨。
实施例6，实施例1所述的一种多晶硅边皮头尾料微分打磨装置中：该打磨装置还设有冷却水喷淋装置3，所述的冷却水喷淋装置3设在打磨辊1的斜上方。
实施例7，参照图3，实施例1所述的一种多晶硅边皮头尾料微分打磨装置中：在输送装置5的两侧设有挡板9，在输送装置5的输送带上设有挡条8，挡板9和挡条8对待打磨处理的多晶硅边皮头尾料4进行限位。可以提高打磨效果。
实施例8，一种多晶硅边皮头尾料微分打磨处理方法：该方法采用实施例1－7中任何一项所述的多晶硅边皮头尾料微分打磨装置，且：
（1）该方法以多晶硅铸定过程中产生的边皮料与/或头料与/或者尾料为待打磨处理对象；打磨处理方法过程中，待打磨处理对象置于输送装置上输送，在输送过程中实现打磨处理；
（2）采用所述的恒负载自适应磨具，通过按输送方向渐进或渐退式排列的若干台恒负载自适应磨具的打磨辊对厚度不同且表面不平整的待打磨处理对象进行打磨；
（3）若干台恒负载自适应磨具的打磨辊采用微分打磨方法对待打磨处理对象进行打磨，即将处理对象细分为若干条独立区域进行单独打磨；打磨处理过程中，打磨辊对待打磨处理对象在保持恒定压力的前提下进行打磨。

Claims (8)

1.一种多晶硅边皮头尾料微分打磨装置，其特征在于：该打磨装置包括机架、输送装置和恒负载自适应磨具，所述的输送装置用于输送多晶硅边皮头尾料，恒负载自适应磨具安装在机架上且设在输送装置的上方，该恒负载自适应磨具设有若干台，采用按输送方向渐进或渐退式错位排列；所述的恒负载自适应磨具包括连接轴和安装在连接轴上的打磨辊，打磨辊在打磨时始终保持恒定的负载，所述负载来自于打磨辊自身重力或者外部装置给予的压力。
2.根据权利要求1所述的一种多晶硅边皮头尾料微分打磨装置，其特征在于：负载来自于外部装置给予的压力时，所述的外部装置选自于电磁装置、液压机构、气压机构或者弹性压力装置。
3.根据权利要求1所述的一种多晶硅边皮头尾料微分打磨装置，其特征在于：所述的连接轴通过动力机构连接安装在机架上。
4.根据权利要求3所述的一种多晶硅边皮头尾料微分打磨装置，其特征在于：所述的动力机构为气缸、电缸或者液压油缸。
5.根据权利要求1所述的一种多晶硅边皮头尾料微分打磨装置，其特征在于：所述的连接轴通过轴承或者连接件安装在机架上。
6.根据权利要求1所述的一种多晶硅边皮头尾料微分打磨装置，其特征在于：该打磨装置还设有冷却水喷淋装置，所述的冷却水喷淋装置设在打磨辊的斜上方。
7.根据权利要求1所述的一种多晶硅边皮头尾料微分打磨装置，其特征在于：在输送装置的两侧设有挡板，在输送装置的输送带上设有挡条，挡板和挡条对待打磨处理的多晶硅边皮头尾料进行限位。
8.一种多晶硅边皮头尾料微分打磨处理方法，其特征在于：该方法采用权利要求1－7中任何一项所述的多晶硅边皮头尾料微分打磨装置，且：
（1）该方法以多晶硅铸定过程中产生的边皮料与/或头料与/或者尾料为待打磨处理对象；打磨处理方法过程中，待打磨处理对象置于输送装置上输送，在输送过程中实现打磨处理；
（2）采用所述的恒负载自适应磨具，通过按输送方向渐进或渐退式排列的若干台恒负载自适应磨具的打磨辊对厚度不同且表面不平整的待打磨处理对象进行打磨；
（3）若干台恒负载自适应磨具的打磨辊采用微分打磨方法对待打磨处理对象进行打磨，即将处理对象细分为若干条独立区域进行单独打磨；打磨处理过程中，打磨辊对待打磨处理对象在保持恒定压力的前提下进行打磨。
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