CS242676B1

CS242676B1 - Centring mechanism of an ingot in a zone melting equipment

Info

Publication number: CS242676B1
Application number: CS849447A
Authority: CS
Inventors: Jan Petrzela; Josef Vondra
Original assignee: Jan Petrzela; Josef Vondra
Priority date: 1984-12-06
Filing date: 1984-12-06
Publication date: 1986-05-15
Also published as: CS944784A1

Abstract

Účelem řešení je ochrana zárodku před zlomením zamezením radiálnímu vychýlení střední části zpracovávaného dlouhého ingotu během tavby. Uvedeného účelu se dosáhne středícím mechanismem, sestávajícím z příruby umístěné mezi pracovní komorou a spodní manipulační komorou zonální tavící aparatury. V přírubě jsou umístěny tečně k pomyslné kružnici o průměru rovném minimálnímu průměru válcové části zpracovávaného ingotu nejméně tři středící drátky z vysokotavitelného materiálu. Středící drátky jsou na svém jednom konci zakotvené kolíky v přírubě. Druhý konec středících drátků je spojen prostřednictvím napínacích pružin s přírubou.The solution is to protect the germ before breaking by radial deflection the central part of the processed long ingot during melting. This purpose is achieved by centering a mechanism consisting of a flange placed between the working chamber and the lower one manipulation chamber of the zonal melting apparatus. They are placed tangentially in the flange to an imaginary circle with a diameter equal to the minimum the diameter of the cylindrical portion being processed at least three centering wires of high-melting material. Centering the wires are anchored at one end pins in flange. The other end of the center The wires are connected by tensioning springs with flange.

Description

Vynález se týká středícího mechanizmu ingotu v zonální tavící aparatuře pro zpracování dlouhých ingotů vysoce čistého materiálu metodou pásmové tavby nebo Czochralskiho.The invention relates to an ingot centering mechanism in a zone melting apparatus for processing long ingots of high purity material by the zone melting method or Czochralski method.

U dosud známých zonálních tavících aparatur pro zpracování ingotů vysoce čistého materiálu se používá pouze podpůrných mechanizmů různých konstrukcí. Podpůrný mechanizmus zachycuje axiální tlak ingotu na zárodek, ale dostatečně nezamezuje náhodnému vychýlení ingotu v radiálním směru.In the prior art zone melting apparatuses for processing ingots of high purity material, only support mechanisms of different designs are used. The support mechanism captures the axial pressure of the ingot on the nucleus, but does not sufficiently prevent the ingot from being accidentally deflected in the radial direction.

Nevýhodou podpůrných mechanizmů je, že tlak ingotu v axiálním směru se zachycuje ve spodní části ingotu,a tím s jeho rostoucí délkou vzrůstá i náchylnost k osovému vychýlení ingotu v místě styku ingotu s taveninou. To může mít za následek zlomení zárodku nebo skápnutí taveniny.A disadvantage of the support mechanisms is that the ingot pressure in the axial direction is absorbed in the lower part of the ingot, and with its increasing length the susceptibility to axial deflection of the ingot at the point of contact of the ingot with the melt increases. This can result in fracture of the embryo or dropping of the melt.

Uvedené nevýhody odstraňuje středící mechanizmis ingotu podle vynálezu, sestávajínz příruby umístěné mezi pracovní komorou a spodní manipulační komorou zonální tavící aparatury. V přírubě jsou umístěny tečně k pomyslné kružnici, jejíž průměr je rovný minimálnímu průměru válcové části zpracovávaného ingotu, nejméně tři středící cbátky z vysokotavitelného materiálu. Středící drátky jsou na svém jednom kanci zakotvené prostřednictvím kolíků v přírubě, přičemž druhé konce středících drátků jsou spojenyThese disadvantages are overcome by the ingot centering mechanism of the present invention, consisting of a flange located between the working chamber and the lower handling chamber of the zonal melting apparatus. At least three centering pins made of high-melting material are placed tangentially to an imaginary circle whose diameter is equal to the minimum diameter of the cylindrical portion of the ingot being processed. The centering wires are anchored on their one boar by means of pins in the flange, the other ends of the centering wires being connected

242 676 prostřednictvím napínácích pružin s přírubou· Napínací pružiny jsou v přírubě upevněny kolíky· Středící mechanizmus chrání zárodek před zlomením tím, že zamezuje radiálnímu vychýlení střední části ingotu během tavby. Částečně také nahrazuje i funkci podpůrného mechanizmu, který je složitější konstrukce·242 676 with flange tensioning springs · Tension springs are fixed in the flange by pins · Centering mechanism protects the nucleus from breakage by preventing radial deflection of the central part of the ingot during melting. It also partially replaces the function of the support mechanism, which is more complex

U ingotů o průměru na 60 mm a délky větší než 1000 mm je vhodné použít podpůrného i středícího mechanizmu současně.For ingots with a diameter of 60 mm and a length of more than 1000 mm, it is advisable to use both the support and the centering mechanism simultaneously.

Na připojeném výkresu je znázorněn středící mechanizmus se třemi středícími drátky uspořádanými do trojúhelníku·The attached drawing shows a centering mechanism with three centering wires arranged in a triangle ·

Příklad provedeníExemplary embodiment

Příruba 1 je tvořena mezikružím, ve kterém jsou vytvořeny tři drážky 2, umístěné po 120°, Drážky 2 jsou otevřeným koncem orientovány ve směru tří středících drátků 2» které jsou uspořádány do rovnostranného trojúhelníku, umístěného ve středovém otvoru příruby 1. V drážkách 2 jsou umístěny napínací pružiny 6, jedním koncem zakotvené kolíky 2 na vnitřních koncích drážek 2.The flange 1 is formed by an annular ring in which three grooves 2 are formed, arranged at 120 °. The grooves 2 are open-end oriented in the direction of three centering wires 2, which are arranged in an equilateral triangle located in the central opening of the flange 1. tensioning springs 6 are provided, pins 2 fixed at one end on the inner ends of the grooves 2.

Na druhé konce napínacích pružin 6 jsou zavěšeny středící drátky 2, zakotvené kolíky 2 umístěnými na vnějším konci protějších drážek 2. Středící drátky^o průměru 0,5 mm jsou vyrobeny z molybdenu. Příruba 1. je vložena mezi přírubu pracovní komory a přírubu manipulační komory zonální tavící aparatury. To umožňuje vizuální kontrolu středícího mechanizmu při každém otevření komory a případnou výměnu středících drátků 2· Vzhledem k jejich malé tlouštce mají malou tepelnou kapacitu, proto v místě styku s ingotem rychle nabudou jeho teplotu a nenarušují místně tepelnou rovnováhu. Při zahájení tavby prochází středovým otvorem příruby 1 mezi napnutými středícími drátky 2 pouze držák ingotu a dále tenký zárodek, které se středících drátků^nedotýkají. Až při průchodu kónusové části rotujícího ingotu při dosažení průměru kružnice vymezené středícími drátky 2 dojde k jejich styku s ingotein. Při zvětšování průměru ingotu až do jeho jmenovitého průměru působí ingot na středící drátky^kolmou silou, napínací pružiny 6 se začnou natahovat a středící drátky-se podle obvodu ingotu prohnou tak, že ho částečně obepínají. Přitom se každý středící drátek 2 na straně připojené k napínací pružině-posouvá po kolíku 2» kotvícímu další středící drátek přičemž kolík 2 současně slouží pro vedení středícího drátku 2·At the other ends of the tension springs 6 are suspended centering wires 2, anchored by pins 2 located at the outer end of the opposite grooves 2. Centering wires of 0.5 mm diameter are made of molybdenum. The flange 1 is interposed between the working chamber flange and the handling chamber flange of the zone melting apparatus. This allows a visual inspection of the centering mechanism each time the chamber is opened and the centering wires to be replaced 2. Because of their low thickness, they have a low heat capacity, so they will quickly gain temperature at the point of contact with the ingot and do not disturb the thermal balance locally. Upon initiation of melting, only the ingot holder and a thin nucleus that do not touch the centering wires 2 pass through the central opening of the flange 1 between the stretched centering wires 2. Only when the conical part of the rotating ingot passes when the diameter of the circle defined by the centering wires 2 is reached, does they contact the ingot. As the ingot diameter increases up to its nominal diameter, the ingot exerts a perpendicular force on the centering wires, the tension springs 6 begin to stretch and the centering wires bend around the ingot circumference so that they partially surround it. In this case, each centering wire 2 on the side connected to the tensioning spring is displaced on a pin 2 anchoring another centering wire, while the pin 2 simultaneously serves to guide the centering wire 2.

242 676242 676

Pro ingoty nekruhového tvaru je nutno zvolit patřičný počet a rozložení středících drátků £, např. pro čtvercový průřez ingotu čtyři, případně osm středících drátkůFor ingots of non-circular shape it is necessary to select the appropriate number and distribution of centering wires £, eg for square ingot section four or eight centering wires

Claims

Object of the invention

Ingot centering mechanism in a zone melting apparatus, characterized in that three centering wires (5) are placed tangentially to an imaginary circle with a diameter equal to the minimum diameter of the cylindrical portion of the ingot being processed in a flange (1) interposed between the working chamber and the lower handling chamber of the zone melting apparatus. made of high-melting material anchored at one end by means of pins (4) in the flange (1), the other end of the centering wires (5) being connected by tension springs (6) to the flange (1) and the tension springs (6) in the flange fastened with pins / 3 /.