CN112429736A - 一种还原炉硅芯对接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种还原炉硅芯对接方法，采用本发明所公开的技术手段对已经折断的硅芯进行处理后，硅芯的长度可再一次满足使用要求并投入使用，可大幅度避免断硅芯的浪费，减少多晶硅企业硅芯成本，减少行业内硅芯总需求量，并且为下游单晶硅片产能提升节约大量生产资源，对接设备结构简易且使用便捷可靠，可对上端硅芯和下端硅芯进行良好的对接，本发明所公开的技术方案很好的解决了现有现阶段行业内暂无硅芯断裂后再次利用技术，折断的硅芯均作为报废产品进行处理，断硅芯报废造成多晶硅生产企业的成本增加，同时也占用大量单晶炉生产硅芯用单晶硅棒，一定程度上制约后端单晶硅片的产能，造成行业生产的浪费的问题，利于推广和普及。

Description

一种还原炉硅芯对接方法

技术领域

本发明涉及硅芯技术领域，具体领域为一种还原炉硅芯对接方法。

背景技术

随着多晶硅还原炉技术的发展，还原硅芯长度、直径均大幅提升，单根硅芯成本同步大幅增加，同时因多晶硅为脆性材料，在安装硅芯时硅芯易折断，因其超纯度要求，折断后的硅芯无法用其他粘合剂进行粘接，直接报废导致成本大量浪费，目前多晶硅生产仍采用还原炉进行生产超纯多晶硅棒，硅芯年需求量稳步增长，随着多晶硅产能的扩大，同样年硅芯损耗总量也大幅上升，造成生产企业成本大量增加。

现阶段行业内暂无硅芯断裂后再次利用技术，折断的硅芯均作为报废产品进行处理，断硅芯报废造成多晶硅生产企业的成本增加，同时也占用大量单晶炉生产硅芯用单晶硅棒，一定程度上制约后端单晶硅片的产能，造成行业生产的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种还原炉硅芯对接方法，以解决上述背景技术中提出的现阶段行业内暂无硅芯断裂后再次利用技术，折断的硅芯均作为报废产品进行处理，断硅芯报废造成多晶硅生产企业的成本增加，同时也占用大量单晶炉生产硅芯用单晶硅棒，一定程度上制约后端单晶硅片的产能，造成行业生产的浪费的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种还原炉硅芯对接方法，其方法包括如下步骤：

S1：硅芯截断

将1m以上的断硅芯进行回收，根据其长度的不同，截成m不同长度规格的硅芯；

S2：硅芯端面处理

将S1中所截得的硅芯的端面进行打磨，将打磨后的硅芯分为上端硅芯和下端硅芯进行储存；

S3：上端硅芯加工

对上端硅芯的一个端面进行钻孔加工处理，得到连接孔，完成后对上端硅芯的另一个端面进行圆锥加工，该圆锥与配套横梁锥孔匹配；

S4：下端硅芯加工

对下端硅芯的一个端面进行圆锥加工处理，得到连接头，完成后对下端硅芯的另一个端面进行圆锥加工，该圆锥与配套石墨夹头匹配；

S5：检测清洗

对加工好的上端硅芯和下端硅芯进行尺寸检测，并且将合格后的硅芯表面进行清洗；

S6：硅芯对接

在还原反应前，根据还原炉需求的硅芯长度，将适宜长度的上端硅芯和下端硅芯通过对接设备进行对接，使得连接孔和连接头相互配合，对接完毕后便可投入使用。

优选的，所述连接孔的孔径为4～8mm，长度为30mm，粗糙度小于1.6。

优选的，所述连接头的圆锥直径4～8mm，长度为30mm，粗糙度小于1.6。

优选的，所述对接设备包括工作台，所述工作台上设有两组连接座，一组所述连接座上贯穿转动连接有螺纹杆，所述螺纹杆上设有两个旋向相反的螺纹段，另一组所述连接座上设有行程杆，所述行程杆上套设有两个滑块，两个所述滑块与分别与两个所述螺纹段之间螺纹连接，两个所述滑块上均设有硅芯放置部。

优选的，所述硅芯放置部包括容纳壳，所述容纳壳设置在所述滑块上，所述容纳壳内滑动连接有调整块，所述容纳壳的端面上贯穿螺纹连接有调整杆，所述调整块与所述调整杆位于所述容纳壳内的一端相连。

优选的，所述螺纹杆的一端以及所述调整杆的自由端均设有转动部。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：一种还原炉硅芯对接方法，采用本发明所公开的技术手段对已经折断的硅芯进行处理后，硅芯的长度可再一次满足使用要求并投入使用，可大幅度避免断硅芯的浪费，减少多晶硅企业硅芯成本，减少行业内硅芯总需求量，并且为下游单晶硅片产能提升节约大量生产资源，对接设备结构简易且使用便捷可靠，可对上端硅芯和下端硅芯进行良好的对接，本发明所公开的技术方案很好的解决了现有现阶段行业内暂无硅芯断裂后再次利用技术，折断的硅芯均作为报废产品进行处理，断硅芯报废造成多晶硅生产企业的成本增加，同时也占用大量单晶炉生产硅芯用单晶硅棒，一定程度上制约后端单晶硅片的产能，造成行业生产的浪费的问题，利于推广和普及。

附图说明

图1为本发明硅芯处理的流程图；

图2为本发明硅芯对接的结构示意图；

图3为本发明对接设备的俯视结构示意图。

图中：1-工作台、2-连接座、3-螺纹杆、4-行程杆、5-滑块、6-容纳壳、7-调整块、8-调整杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种还原炉硅芯对接方法，该技术主要针对长度大于1m的折断硅芯，其方法包括如下步骤：

S1：硅芯截断

将1m以上的断硅芯进行回收，根据其长度的不同，截成1+0.5nm不同长度规格的硅芯，其中n为非负整数，所截得硅芯的长度为1m、1.5m、2m、2.5m等；

S2：硅芯端面处理

将S1中所截得的硅芯的端面进行打磨，将硅芯端面磨平，使其偏差满足控制指标，将打磨后的硅芯分为上端硅芯和下端硅芯进行储存；

S3：上端硅芯加工

对上端硅芯的一个端面进行钻孔加工处理，钻孔设备可为专用转孔机床，得到连接孔，连接孔呈锥形，完成后对上端硅芯的另一个端面进行圆锥加工，该圆锥与配套横梁锥孔匹配；

S4：下端硅芯加工

对下端硅芯的一个端面进行圆锥加工处理，钻孔设备可为专用转孔机床，得到连接头，连接头为锥形，其形状与连接孔形状相适配，完成后对下端硅芯的另一个端面进行圆锥加工，该圆锥与配套石墨夹头匹配；

S5：检测清洗

对加工好的上端硅芯和下端硅芯进行尺寸检测，不合格产品返回S2流程在此及加工，合格后的硅芯表面进行清洗，清洗设备可选用硅芯酸洗机，达到超纯多晶硅生产需求的洁净度；

S6：硅芯对接

在还原反应前，根据还原炉需求的硅芯长度，将适宜长度的上端硅芯和下端硅芯通过对接设备进行对接，使得连接孔和连接头相互配合，即在还原使用时，根据还原炉需求硅芯长度，按一根上端硅芯、一根下面硅芯进行配套对接插紧，安装完成后即可按正常程序进行还原多晶硅流程。

具体而言，连接孔的孔径为4～8mm，长度为30mm，粗糙度小于1.6。

具体而言，连接头的圆锥直径4～8mm，长度为30mm，粗糙度小于1.6。

具体而言，对接设备包括工作台1，工作台1的底部设有支架，支架的底部设有脚轮，工作台1上设有两组连接座2，一组连接座2上贯穿转动连接有螺纹杆3，螺纹杆3上设有两个旋向相反的螺纹段，另一组连接座2上设有行程杆4，行程杆4上套设有两个滑块5，两个滑块5与分别与两个螺纹段之间螺纹连接，两个滑块5上均设有硅芯放置部，放置部用来放置硅芯。

具体而言，硅芯放置部包括容纳壳6，容纳壳6设置在滑块5上，容纳壳6内滑动连接有调整块7，容纳壳6的端面上贯穿螺纹连接有调整杆8，调整块7与调整杆8位于容纳壳6内的一端相连。

具体而言，螺纹杆3的一端以及调整杆8的自由端均设有转动部，转动部可为手轮或者摇把。

经统计，某工厂月回收15*15长度大于1m的断硅芯400余根，部分总长度较短的作为上端硅芯，将其加工成1m、1.5m长度两种硅芯，再对其两端进行圆锥加工；部分总长度较长的作为下端硅芯，将其加工成1.5m；2m、3m三种规格硅芯，再分别对其两端进行锥孔和圆锥加工；最后分别对其加工尺寸进行检测，合格送硅芯酸洗机进行外表面和加工面清洗，满足还原炉硅芯洁净要求；在装炉时按还原长度需求进行匹配，例如3m总长度硅芯，可以选择1m(上端)+2m(下端)或1.5m(上端)+1.5m(下端)配套组合后，进行还原正常生产。

工作原理：本发明中，折断的硅芯通过截断、端面处理、上下端面加工后，进行检测清洗工作，而后可通过对接设备对两个适宜长度的硅芯进行对接，经过对接后的硅芯便可以在此投入使用，在对接设备中，通过转动调整杆8可使得调整块7在容纳壳6内的轴向位置发生改变，如此可使得容纳壳6内部空腔的长度与所放置硅芯的长度相适配，通过转动螺纹杆3可以使得两个滑块5沿着行程杆4相互靠近或者相互远离，带动放置部实现对接或者卸载的动作，采用本发明所公开的技术手段对已经折断的硅芯进行处理后，硅芯的长度可再一次满足使用要求并投入使用，可大幅度避免断硅芯的浪费，减少多晶硅企业硅芯成本，减少行业内硅芯总需求量，并且为下游单晶硅片产能提升节约大量生产资源，对接设备结构简易且使用便捷可靠，可对上端硅芯和下端硅芯进行良好的对接。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种还原炉硅芯对接方法,其特征在于：其方法包括如下步骤：

S1：硅芯截断

将1m以上的断硅芯进行回收，根据其长度的不同，截成(1+0.5n)m不同长度规格的硅芯；

S2：硅芯端面处理

将S1中所截得的硅芯的端面进行打磨，将打磨后的硅芯分为上端硅芯和下端硅芯进行储存；

S3：上端硅芯加工

对上端硅芯的一个端面进行钻孔加工处理，得到连接孔，完成后对上端硅芯的另一个端面进行圆锥加工，该圆锥与配套横梁锥孔匹配；

S4：下端硅芯加工

对下端硅芯的一个端面进行圆锥加工处理，得到连接头，完成后对下端硅芯的另一个端面进行圆锥加工，该圆锥与配套石墨夹头匹配；

S5：检测清洗

对加工好的上端硅芯和下端硅芯进行尺寸检测，并且将合格后的硅芯表面进行清洗；

S6：硅芯对接

在还原反应前，根据还原炉需求的硅芯长度，将适宜长度的上端硅芯和下端硅芯通过对接设备进行对接，使得连接孔和连接头相互配合，对接完毕后便可投入使用。

2.根据权利要求1所述的一种还原炉硅芯对接方法，其特征在于：所述连接孔的孔径为4～8mm，长度为30mm，粗糙度小于1.6。

3.根据权利要求2所述的一种还原炉硅芯对接方法，其特征在于：所述连接头的圆锥直径4～8mm，长度为30mm，粗糙度小于1.6。

4.根据权利要求1-3中任一所述的一种还原炉硅芯对接方法，其特征在于：所述对接设备包括工作台(1)，所述工作台(1)上设有两组连接座(2)，一组所述连接座(2)上贯穿转动连接有螺纹杆(3)，所述螺纹杆(3)上设有两个旋向相反的螺纹段，另一组所述连接座(2)上设有行程杆(4)，所述行程杆(4)上套设有两个滑块(5)，两个所述滑块(5)与分别与两个所述螺纹段之间螺纹连接，两个所述滑块(5)上均设有硅芯放置部。

5.根据权利要求4所述的一种还原炉硅芯对接方法，其特征在于：所述硅芯放置部包括容纳壳(6)，所述容纳壳(6)设置在所述滑块(5)上，所述容纳壳(6)内滑动连接有调整块(7)，所述容纳壳(6)的端面上贯穿螺纹连接有调整杆(8)，所述调整块(7)与所述调整杆(8)位于所述容纳壳(6)内的一端相连。

6.根据权利要求5所述的一种还原炉硅芯对接方法，其特征在于：所述螺纹杆(3)的一端以及所述调整杆(8)的自由端均设有转动部。

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