CN203782268U - 多晶硅连铸设备 - Google Patents
多晶硅连铸设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203782268U CN203782268U CN201420052177.1U CN201420052177U CN203782268U CN 203782268 U CN203782268 U CN 203782268U CN 201420052177 U CN201420052177 U CN 201420052177U CN 203782268 U CN203782268 U CN 203782268U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- crystallizer
- cooling water
- water tank
- continuous casting
- casting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 42
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 36
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 34
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 31
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims description 27
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 25
- 241000209456 Plumbago Species 0.000 claims description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 9
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims description 8
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 5
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 4
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种多晶硅连铸设备，包括机架，在机架的上部自上至下依次设有加热机构、结晶器、二次冷却器和拉坯机构。连铸之前分别设置冷却水流速，以控制各段的冷却强度，设置加热系统加热温度以及拉坯机构的拉坯速度，使进入稳定连铸过程时，整个系统的温度场保持稳定，获得一个恒定的温度梯度，其中结晶器内温度场保持稳定有助于获得定向凝固多晶硅组织，实现了多晶硅铸锭的连续铸造，获得了质量较好的多晶硅铸锭，降低了生产成本，提高了多晶硅铸锭生产效率，省时省力。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种连铸设备，特别是一种多晶硅连铸设备。
背景技术
晶体硅是目前最广泛使用的光伏材料，而且在今后相当长的一段时期也依然是太阳能电池的主流材料，因此研究低成本的太阳能级多晶硅制备方法具有重大意义，是光伏行业重要的探索方向。
近年来，冶金法制备太阳能级多晶硅逐渐成为了人们研究的重点，主要包括定向凝固、等离子体精炼、电子束真空熔炼等技术，利用这些技术制备而成的多晶硅太阳能电池板光电转换效率得到显著提高，然而，以上制备多晶硅铸锭放法还存在有设备复杂，生产效率较低，成本相对较高等缺点，使得冶金法在实际生产中的应用受到限制。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种降低多晶硅生产成本、提高生产效率、省时省力获得较好内部定向凝固组织的多晶硅连铸设备，克服现有技术的不足。
本实用新型的多晶硅连铸设备，包括机架，在机架的上部自上至下依次设有加热机构、结晶器、二次冷却器和拉坯机构。
本实用新型的多晶硅连铸设备，其中所述的加热机构包括外围设有第一感应线圈的石墨坩埚，在石墨坩埚的底部固定连接有隔热底板，在隔热底板与石墨坩埚之间夹持有浸入式水口，浸入式水口内孔与石墨坩埚的内腔通过石墨坩埚底部的下料孔连通并下端通向下方的结晶器的内腔。
本实用新型的多晶硅连铸设备，其中所述的结晶器包括固定在机架上的与供水装置相接的第一冷却水箱，结晶器铜管位于第一冷却水箱的中心并与第一冷却水箱固定连接，在结晶器铜管内侧设有石墨套，所述的石墨套镶嵌于结晶器铜管的内侧上部或自上而下贯穿于结晶器铜管内侧的全部或自上而下贯穿于结晶器铜管内侧的全部后向上伸出并在上部纵向开设有多个切缝，在切缝的外侧设有第二感应线圈。
本实用新型的多晶硅连铸设备，其中所述的二次冷却器包括与供水装置相接的第二冷却水箱，第二冷却水箱的中部有物料下行通道，第二冷却水箱的内侧壁上分布有多个喷水孔。
本实用新型的多晶硅连铸设备，其中所述的拉坯机构包括底板，在底板上设有导向套，机架上固定有竖直的与导向套相配的导向杆，在机架上通过轴承竖直安装有丝杆，在底板上固定有与丝杆相配的丝母，丝杆接旋转驱动机构；在底板中部通过底托杆固定有底座，在底座上方固定连接有横向设置的引锭头。
本实用新型的多晶硅连铸设备，其中所述的旋转驱动机构包括电机，电机的输出轴与驱动轴之间有传动带或传动链，驱动轴水平设置并通过轴承支撑在机架上，驱动轴与所述的丝杆之间设锥齿轮传动机构。
本实用新型的多晶硅连铸设备，其中所述的第二冷却水箱的边沿通过多个沿圆周分布的高度调整件与机架上面相连接。
本实用新型的多晶硅连铸设备，其中所述的石墨坩埚内设有封堵下料孔的塞棒。
本实用新型的多晶硅连铸设备，工作时 各感应线圈、电机与电控装置相接，各水箱与供水装置相接，拉坯机构动作使底座上升至结晶器内并封堵结晶器铜管下端口，硅料经加热熔化后加入至石墨坩埚内并由第一感应线圈感应加热保温，通过提升机构将塞棒提起，物料自下料孔向下流动，经过浸入式水口进入结晶器内，在结晶器内结晶凝结，同时第一水箱对内则的结晶器降温，将底座上方的引锭头凝结在内部，上方连续流入物料，拉坯机构动作带动底座下移，结晶的物料随之下移，由于有引锭头埋入在结晶物料的内部，起到固定、导向铸锭的作用，使铸锭不偏离轴心能够竖直向下运动。上方连续入料，下方连续拉坯，形成连铸状态，经过结晶的物料通过第二冷却水箱内部时被二次冷却。连铸之前分别设置冷却水流速，以控制各段的冷却强度，设置加热系统加热温度以及拉坯机构的拉坯速度，使进入稳定连铸过程时，整个系统的温度场保持稳定，获得一个恒定的温度梯度，其中结晶器内温度场保持稳定有助于获得定向凝固多晶硅组织，实现了多晶硅铸锭的连续铸造，获得了质量较好的多晶硅铸锭，降低了生产成本，提高了多晶硅铸锭生产效率，省时省力。
附图说明
图1是本实用新型实施例1的结构示意图；
图2是本实用新型实施例2的结构示意图；
图3是本实用新型实施例3的结构示意图。
具体实施方式
实施例1：
如图1所示：1为机架，机架1可利用型钢焊接制作。在机架1的上部自上至下依次设有加热机构、结晶器、二次冷却器和拉坯机构。
其中加热机构包括石墨坩埚6，石墨坩埚6的外围安装有与电控装机相接的第一感应线圈5。在石墨坩埚6的底部固定连接有镁质隔热底板8，在隔热底板8与石墨坩埚6之间夹持有刚玉材质的浸入式水口9，浸入式水口9内孔与石墨坩埚6的内腔通过石墨坩埚6底部的锥形下料孔7连通并下端通向下方的结晶器的内腔。在石墨坩埚6内设有封堵下料孔7的塞棒4，塞棒4上端连接有设在机架1上的提升机构，提升机构动作向上提升塞棒4可打开下料孔7。
结晶器包括固定在机架1上的与供水装置相接的第一冷却水箱12，结晶器铜管11位于第一冷却水箱12的中心并与第一冷却水箱12通过下法兰2和上法兰3固定连接。在结晶器铜管11内侧设有石墨套10，石墨套10镶嵌于结晶器铜管11的内侧上部。结晶器铜管11采用紫铜加工而成，考虑硅熔体凝固膨胀特点，结晶器铜管11内孔呈锥形，锥孔的大端向下，锥度控制在0.02-0.05之间。
二次冷却器包括与供水装置相接的第二冷却水箱16，第二冷却水箱16呈环形，即形成环形的空腔15，并且中部有物料下行通道17，第二冷却水箱16的内侧壁上均匀分布有多个喷水孔18，第二冷却水箱16的外侧壁上设有连接供水装置的接口14。第二冷却水箱16的边沿通过多个沿圆周分布的高度调整件29与机架1上面相连接。高度调整件29为螺杆螺母式，通过调整螺杆螺母可改变第二冷却水箱16相对于结晶器的轴向位置。
拉坯机构包括底板23，在底板23上四角处均固定有导向套31，机架1上固定有竖直的四个与导向套31相配的导向杆24，底板23可相对于机架1上下移动。在机架1上通过轴承竖直安装有两个对称的丝杆25，在底板23上固定有两个与丝杆25相配的丝母30，丝杆25接旋转驱动机构。旋转驱动机构包括固定在机架1上的电机28，电机28的输出轴与驱动轴27之间有传动带或传动链，驱动轴27水平设置并通过轴承支撑在机架1上，驱动轴27与各丝杆25之间设锥齿轮26作为传动机构。在底板23中部通过底托杆22固定有底座21，底座21周边与结晶器铜管11内侧周边相吻合。在底座21上方固定连接有横向设置的引锭头20。
实施例2：
如图2所示：与实施例1不同之处只是结晶器铜管11内侧的石墨套10是自上而下贯穿于整个结晶器铜管11的内侧，其内孔锥度与结晶器铜管11的锥度相同，这主要是为了减小结晶器冷却强度，以降低铸造内应力。
实施例3：
如图3所示：与实施例1不同之处只是结晶器铜管11内侧的石墨套10是自上而下贯穿于整个结晶器铜管11的内侧，其内孔可不设锥度，并且石墨套10向上伸出，相当于加长了石墨套10的高度，在石墨套10的上部纵向加工有多个沿圆周均匀分布的切缝33，在有切缝33处的外侧设有与电控装置相接的第二感应线圈32。
工作时 各感应线圈、电机与电控装置相接，各水箱与供水装置相接，拉坯机构动作使底座23上升至结晶器内并封堵结晶器铜管11下端口，加热后的多晶硅物料流入至石墨坩埚6内并由第一感应线圈5感应加热保温，通过提升机构将塞棒4提起，物料自下料孔7向下流动，经过浸入式水口9进入结晶器内，在结晶器内结晶凝结。特别是实施例3，硅熔液在第二感应线圈32的作用下产生指向轴心的电磁压力能够平衡熔体产生的液体静压力，使熔体与石墨套10分离或软接触，减轻了熔体对石墨套10的冲击，并且明显提高铸锭的表面质量。凝固部位在第二感应线圈32下部开始凝固。第一水箱12对内则的结晶器铜管11降温，将底座23上方的引锭头20凝结在内部，上方连续流入物料，拉坯机构动作带动底座23下移，结晶的物料随之下移，由于有引锭头20埋入在结晶物料的内部，起到固定、导向铸锭的作用，使铸锭不偏离轴心能够竖直向下运动，上方连续入料，下方连续拉坯，形成连铸状态，经过结晶的物料通过第二冷却水箱16内部时被二次冷却。连铸之前分别设置冷却水流速，以控制各段的冷却强度，设置加热系统加热温度以及拉坯机构的拉坯速度，使进入稳定连铸过程时，整个系统的温度场保持稳定，获得一个恒定的温度梯度，其中结晶器内温度场保持稳定有助于获得定向凝固多晶硅组织，实现了多晶硅铸锭的连续铸造，获得了质量较好的多晶硅铸锭，降低了生产成本，提高了多晶硅铸锭生产效率，省时省力。
Claims (8)
1.一种多晶硅连铸设备，其特征在于：包括机架（1），在机架（1）的上部自上至下依次设有加热机构、结晶器、二次冷却器和拉坯机构。
2.根据权利要求1所述的多晶硅连铸设备，其特征在于：所述的加热机构包括外围设有第一感应线圈（5）的石墨坩埚（6），在石墨坩埚（6）的底部固定连接有隔热底板（8），在隔热底板（8）与石墨坩埚（6）之间夹持有浸入式水口（9），浸入式水口（9）内孔与石墨坩埚（6）的内腔通过石墨坩埚（6）底部的下料孔（7）连通并下端通向下方的结晶器的内腔。
3.根据权利要求2所述的多晶硅连铸设备，其特征在于：所述的结晶器包括固定在机架（1）上的与供水装置相接的第一冷却水箱（12），结晶器铜管（11）位于第一冷却水箱（12）的中心并与第一冷却水箱（12）固定连接，在结晶器铜管（11）内侧设有石墨套（10），所述的石墨套（10）镶嵌于结晶器铜管（11）的内侧上部或自上而下贯穿于结晶器铜管（11）内侧的全部或自上而下贯穿于结晶器铜管（11）内侧的全部后向上伸出并在上部纵向开设有多个切缝（33），在切缝（33）的外侧设有第二感应线圈（32）。
4.根据权利要求3所述的多晶硅连铸设备，其特征在于：所述的二次冷却器包括与供水装置相接的第二冷却水箱（16），第二冷却水箱（16）的中部有物料下行通道（17），第二冷却水箱（16）的内侧壁上分布有多个喷水孔（18）。
5.根据权利要求4所述的多晶硅连铸设备，其特征在于：所述的拉坯机构包括底板（23），在底板（23）上设有导向套（31），机架（1）上固定有竖直的与导向套（31）相配的导向杆（24），在机架（1）上通过轴承竖直安装有丝杆（25），在底板（23）上固定有与丝杆（25）相配的丝母（30），丝杆（25）接旋转驱动机构；在底板（23）中部通过底托杆（22）固定有底座（21），在底座（21）上方固定连接有横向设置的引锭头（20）。
6.根据权利要求5所述的多晶硅连铸设备，其特征在于：所述的旋转驱动机构包括电机（28），电机（28）的输出轴与驱动轴（27）之间有传动带或传动链，驱动轴（27）水平设置并通过轴承支撑在机架（1）上，驱动轴（27）与所述的丝杆（25）之间设锥齿轮传动机构。
7.根据权利要求6所述的多晶硅连铸设备，其特征在于：所述的第二冷却水箱（16）的边沿通过多个沿圆周分布的高度调整件（29）与机架（1）上面相连接。
8.根据权利要求7所述的多晶硅连铸设备，其特征在于：所述的石墨坩埚（6）内设有封堵下料孔（7）的塞棒（4）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420052177.1U CN203782268U (zh) | 2014-01-27 | 2014-01-27 | 多晶硅连铸设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420052177.1U CN203782268U (zh) | 2014-01-27 | 2014-01-27 | 多晶硅连铸设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203782268U true CN203782268U (zh) | 2014-08-20 |
Family
ID=51318473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201420052177.1U Expired - Lifetime CN203782268U (zh) | 2014-01-27 | 2014-01-27 | 多晶硅连铸设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203782268U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104190909A (zh) * | 2014-09-26 | 2014-12-10 | 东莞台一盈拓科技股份有限公司 | 非晶合金锭的连续生产装置及连续生产方法 |
-
2014
- 2014-01-27 CN CN201420052177.1U patent/CN203782268U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104190909A (zh) * | 2014-09-26 | 2014-12-10 | 东莞台一盈拓科技股份有限公司 | 非晶合金锭的连续生产装置及连续生产方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9393613B2 (en) | Method for manufacturing hollow ingot for retaining ring of large generator by electroslag remelting | |
| CN103212674B (zh) | 一种钢板铸锭装置及用该装置生产特厚钢板铸锭的方法 | |
| CN105014020B (zh) | 一种制备大直径半固态合金坯料的装置和方法 | |
| CN101966564A (zh) | 一种白铜管材热冷组合铸型水平连铸设备及其工艺 | |
| CN102021348A (zh) | 真空/气体保护电渣重熔连续定向凝固装置和方法 | |
| US11179771B2 (en) | Equipment and method of semi-continuous casting optimized by synergistic action of traveling magnetic field and ultrasound wave for thin-walled alloy casting with equal outer diameter | |
| CN107252880B (zh) | 一种双冷场连续制备大规格铝合金圆铸锭的工艺 | |
| CN201760583U (zh) | 真空熔炼铝铸造炉 | |
| CN109894590B (zh) | 一种大直径铜合金管的连铸设备和方法 | |
| CN102672121B (zh) | 一种立式管坯连铸的生产方法 | |
| CN203782268U (zh) | 多晶硅连铸设备 | |
| CN102266914A (zh) | 一种半固态合金浆料的制备方法 | |
| CN102161090B (zh) | 一种提高厚大断面铸坯自补缩能力的方法 | |
| CN107234220B (zh) | 一种双冷场连续制备高品质铝合金圆铸锭的工艺 | |
| CN202945301U (zh) | 一种电渣重熔结晶器的冷却装置 | |
| CN103789821A (zh) | 多晶硅连铸设备 | |
| CN109604550B (zh) | 一种镁合金垂直半连续铸造装置 | |
| CN208322024U (zh) | 一种超大规格圆坯的立式连铸生产设备 | |
| CN201862748U (zh) | 一种立式分段半连铸装置 | |
| CN108436046A (zh) | 一种超大规格圆坯的立式连铸生产设备及方法 | |
| CN204035524U (zh) | 一种制备高纯铜及铜合金铸锭的装置 | |
| CN105772658B (zh) | 一种大尺寸镁合金铸锭浇注系统及方法 | |
| CN203578713U (zh) | 带有搅拌顶出装置的可批量结晶的结晶器 | |
| CN106493313A (zh) | 一种铜合金浮动浇注方法 | |
| CN109093088B (zh) | 一种单晶铜薄板制备装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20140820 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |