CN201962406U - 一种双开拉板式散热的感应熔炼多晶硅铸锭炉 - Google Patents

一种双开拉板式散热的感应熔炼多晶硅铸锭炉 Download PDF

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谭毅
战丽姝
顾正
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Abstract

本实用新型属于用物理冶金技术提纯多晶硅领域。一种双开拉板式散热的感应熔炼多晶硅铸锭炉，感应线圈的内部安装上保温套筒，上保温套筒的上面安装保温套盖，保温套盖通过保温盖连杆连接到炉盖上，保温套筒的里面安装石墨套筒，保温套筒和石墨套筒共同固定在支架上，炉底部分水冷铜托盘通过底座支架连接在炉底盖上，石墨支架直接支撑在水冷铜托盘上，石墨支架上支撑安装石墨托盘，石墨托盘上面是石墨坩埚，石墨坩埚里套装石英坩埚，水冷铜托盘与石墨托盘之间有下保温套筒，下保温套筒上安装有上隔热板和下隔热板，隔热板采用块可分别四个方向拉动的隔热板。本实用新型使用双开拉板的散热方式，精确控制能量转移，增加能量的利用率，降低成本。

Description

一种双开拉板式散热的感应熔炼多晶硅铸锭炉
技术领域
本实用新型属于用物理冶金技术提纯多晶硅的技术领域，特别涉及一种感应熔炼多晶硅铸锭炉。
背景技术
高纯多晶硅是制备太阳能电池的主要原料。目前多晶硅感应熔炼炉是冶金法提纯多晶硅的重要设备，该设备可以使多晶硅原料从块状或粉状熔化冷却后形成铸锭，铸锭经过切方和切片就可以制作太阳能电池片。
以前的定向凝固设备的设计中，定向凝固冷源都是使用一层隔热板隔热，铸锭的散热能力不可控制。只要隔热板一打开，整个底部都在散热，能量消耗较大。
发明内容
本实用新型的目的是克服上述不足问题，提供一种双开拉板式散热的感应熔炼多晶硅铸锭炉，对传统底部散热的装置进行了改进，设计使用双开拉板的散热方式，改善感应熔炼中的热场分布，增加了能量的利用率，降低了成本。
本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种双开拉板式散热的感应熔炼多晶硅铸锭炉，感应线圈的内部安装上保温套筒，上保温套筒的上面安装保温套盖，保温套盖通过保温盖连杆连接到炉盖上，保温套筒的里面安装石墨套筒，保温套筒和石墨套筒共同固定在支架上，炉底部分水冷铜托盘通过底座支架连接在炉底盖上，石墨支架直接支撑在水冷铜托盘上，石墨支架上支撑安装石墨托盘，石墨托盘上面是石墨坩埚，石墨坩埚里套装石英坩埚，水冷铜托盘与石墨托盘之间有下保温套筒，下保温套筒上安装有上隔热板和下隔热板，隔热板采用块可分别四个方向拉动的隔热板。
所述石墨套筒的上面安装料斗支架，料斗支架的上面安装石墨料斗，料斗支架和石墨料斗共同围成一个加料的空间，石墨料斗的开口处安装石墨盘，石墨盘由石墨杆连接到顶部螺杆，顶部螺杆由顶部变速箱、伺服电机共同控制升降。
所述下可移动的散热挡板和上散热挡板分别连接一套动力系统，动力系统由连接件、连接杆和气动阀组成。
所述水冷盘入水口、水冷盘出水口是水冷铜托盘冷却水口。
所述感应线圈是水冷冷却的低压高电流高频感应线圈通过导线连到炉体外壁。
本实用新型使用了传统底部散热方式进行，对底部散热的装置进行了改进，设计使用双开拉板的散热方式，即定向凝固中的隔热板设计成4块隔热板，四块隔热板可分别向四个方向拉动，在机构的牵引下可以调整散热孔的大小，还可以控制冷源面积的大小，调整散热量，精确控制能量转移，控制铸锭内的温度梯度，有利于节约能源，改善感应熔炼中的热场分布，增加能量的利用率，降低成本。
附图说明
图1是本实用新型的正视图。
图2是本实用新型的俯视图。
图中：1.顶部螺杆，2.顶部变速箱，3.伺服电机，4.石墨杆，5.保温盖连杆，6.炉盖，7.保温套盖，8.石墨盘，9.上保温套筒，10.石墨料斗，11.料斗支架，12.感应线圈，13.石墨坩埚壁，14.石英坩埚，15.炉体，16.石墨坩埚底，17.支架，18.下保温套筒，19.石墨支架，20.下隔热板，21.炉底盖，22.底座支架，23.水冷铜托盘，24.水冷盘入水口，25.水冷盘出水口，26.上隔热板，27连接件，28.连接杆，29.气动阀，30.石墨托盘，31.石墨套筒，32.放气阀，33.罗兹泵，34.机械泵。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型，但本实用新型并不局限于具体实施例。
实施例
一种双开拉板式散热的感应熔炼多晶硅铸锭炉，涉及定向凝固水冷铜托盘和石墨托盘，感应线圈12是水冷冷却的低压高电流高频感应线圈通过导线连到炉体外壁，感应线圈12的内部安装上保温套筒9用来保温和隔热，上保温套筒9的上面安装保温套盖7，保温套盖7通过保温盖连杆5连接到炉盖6上，保温套筒9的里面套装石墨套筒31，石墨套筒31是感应加热的发热体，保温套筒9和石墨套筒31共同固定在支架17上，石墨套筒31的上面安装料斗支架11，料斗支架11的上面安装石墨料斗10，料斗支架11和石墨料斗10共同围成一个加料的空间。石墨料斗10的开口处安装石墨盘8，石墨盘8由石墨杆4连接到顶部螺杆1，顶部螺杆1由顶部变速箱2、伺服电机3共同控制升降。底部炉底部分，水冷铜托盘23通过底座支架22连接在炉底盖21上，水冷盘入水口24、水冷盘出水口25是水冷铜托盘22冷却水口。石墨支架19直接支撑在水冷铜托盘23上，石墨支架19上面支撑安装石墨托盘30，石墨托盘30上面是石墨坩埚，石墨坩埚底16和石墨坩埚壁13里套装石英坩埚14。水冷铜托盘23与石墨托盘30之间安装下保温套筒18，下保温套筒18内安装有上隔热板26和下隔热板20，下保温套筒18上安装有上隔热板26和下隔热板20，隔热板采用4块可分别四个方向拉动的隔热板，下散热挡板20、上散热挡板26是可以移动的，分别连接一套动力系统：连接件27、连接杆28、气动阀29。
生产时，首先将石墨支架19置于水冷铜托盘23上，再依次将石墨托盘30、石墨坩埚底16、石英坩埚14、石墨坩埚壁13安装在石墨支架8上。将硅料倾倒入石英坩埚14内，等到硅料装满以后，将炉底盖21升高，石英坩埚14进入感应线圈12内。再将硅料加入到石墨料斗10内，加满后将炉盖6盖上，完成装置的组装。
关闭炉体上的放气阀32并开启罗兹泵33和机械泵34，将炉体15的真空降到10-2Pa，充入氩气，至0.5大气压，12感应线圈通电将硅料融化，在熔硅的过程中，使3伺服电机转动，带动1顶部螺杆、4石墨杆和8石墨盘向下运动，将10石墨料斗内的硅料推进坩埚里熔化，然后8石墨盘升到最高处。将全部熔化的液硅升温到1500℃，保温一段时间，开始降温。当温度降到接近熔点时，将20下隔热板和26上隔热板打开，加大散热量，铸锭从底部开始凝固。当硅液有一半冷却后，8石墨盘下降到硅液上面，在电磁场中发热，提供热量；将20下隔热板和26上隔热板完全打开，打开加大散热量。随着温度的降低，最终液硅冷凝形成完整硅锭。

Claims (5)

1.一种双开拉板式散热的感应熔炼多晶硅铸锭炉，其特征是：感应线圈（12）的内部安装上保温套筒（9），上保温套筒（9）的上面安装保温套盖（7），保温套盖（7）通过保温盖连杆（5）连接到炉盖（6）上，保温套筒（9）的里面安装石墨套筒（30），保温套筒（9）和石墨套筒（30）共同固定在支架（17）上，炉底部分水冷铜托盘（23）通过底座支架（22）连接在炉底盖（21）上，石墨支架（19）直接支撑在水冷铜托盘（23）上，石墨支架（19）上支撑安装石墨托盘（30），石墨托盘（30）上面是石墨坩埚，石墨坩埚里套装石英坩埚（14），水冷铜托盘（23）与石墨托盘（30）之间有下保温套筒（18），下保温套筒（18）上安装有上隔热板（26）和下隔热板（20），隔热板采用4块可分别四个方向拉动的隔热板。
2.根据权利要求1所述的一种双开拉板式散热的感应熔炼多晶硅铸锭炉，其特征是：所述石墨套筒（30）的上面安装料斗支架（11），料斗支架（11）的上面安装石墨料斗（10），料斗支架（11）和石墨料斗（10）共同围成一个加料的空间，石墨料斗（10）的开口处安装石墨盘（8），石墨盘（8）由石墨杆（4）连接到顶部螺杆（1），顶部螺杆（1）由顶部变速箱（2）、伺服电机（3）共同控制升降。
3.根据权利要求1所述的一种双开拉板式散热的感应熔炼多晶硅铸锭炉，其特征是：所述下可移动的散热挡板（20）和上散热挡板（26）分别连接一套动力系统，动力系统由连接件（27）、连接杆（28）和气动阀（29）组成。
4.根据权利要求1所述的一种双开拉板式散热的感应熔炼多晶硅铸锭炉，其特征是：所述水冷盘入水口（24）、水冷盘出水口（25）是水冷铜托盘（22）冷却水口。
5.根据权利要求1所述的一种双开拉板式散热的感应熔炼多晶硅铸锭炉，其特征是：所述感应线圈（12）是水冷冷却的低压高电流高频感应线圈通过导线连到炉体外壁。
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