KR102635122B1 - Device for Producing Quartz Crucible with Improved Productivity - Google Patents
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- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
- C30B15/10—Crucibles or containers for supporting the melt
Abstract
본 발명에 의한 생산성이 향상된 석영 도가니 제조장치는 구조의 간소화, 적용 부품의 변경 등과 같은 구조 개선을 통하여 생산성을 향상시킬 뿐만 아니라 제조원가를 감소시킬 수 있는 발명에 관한 것이다. The quartz crucible manufacturing device with improved productivity according to the present invention relates to an invention that can not only improve productivity but also reduce manufacturing costs through structural improvements such as simplification of structure and change of applied parts.
Description
본 발명은 생산성이 향상된 석영 도가니의 제조방치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 구조의 간소화, 적용 부품의 변경 등과 같은 구조 개선을 통하여 생산성을 향상시킬 뿐만 아니라 제조원가를 감소시킬 수 있는 석영 도가니의 제조장치에 관한 것이다.The present invention relates to the manufacturing process of quartz crucibles with improved productivity. More specifically, it relates to a quartz crucible manufacturing device that can not only improve productivity but also reduce manufacturing costs through structural improvements such as simplification of structure and change of applied parts.
석영 도가니는 반도체와 태양전지 등의 실리콘 잉곳(silicon ingot), 웨이퍼(wafer) 등 제조에 사용되는 필수적인 중요 소재로서, 1,450℃에서 폴리실리콘(poly silicon)을 녹이는 용기 역할을 한다. 이러한 석영 도가니는 개별 고객의 요구에 맞게 설계 제조되는 맞춤식(tailer made) 성격의 제품으로, 고객의 요구, 특히 웨이퍼 인상(引上) 조건에 맞추어 개발을 해야 한다. 따라서 고객과의 긴밀한 기술 교류를 통해 제품이 개발되고 있는 실정이다.Quartz crucibles are an essential material used in the manufacture of silicon ingots and wafers for semiconductors and solar cells, and serve as a container for melting polysilicon at 1,450°C. These quartz crucibles are a tailor-made product that is designed and manufactured to suit the needs of individual customers, and must be developed in accordance with the customer's needs, especially wafer lifting conditions. Therefore, products are being developed through close technological exchange with customers.
석영 도가니는 ① 고순도 석영 원료의 사용(SiO2>99.999% 이상), ② 도가니 내층의 적은 기포량, ③ 고온에 강하고 낮은 열팽창성, ④ 뛰어난 내부식성, ⑤ 깨끗한 표면(기포 팽창 방지), ⑥ 기계적 안정성 등의 요구특성을 만족해야 한다.Quartz crucibles have ① use of high-purity quartz raw materials (SiO 2 >99.999% or more), ② small amount of bubbles in the inner layer of the crucible, ③ high temperature resistance and low thermal expansion, ④ excellent corrosion resistance, ⑤ clean surface (prevents bubble expansion), ⑥ mechanical Required characteristics such as stability must be satisfied.
석영 도가니의 관련 선행기술로서, 하기 특허문헌 0001에는 “벽 내부에 미세 기포를 가지며 고순도 석영 도가니를 연속적으로 제조하기에 적합한 석영 도가니의 제조장치”가 개시되어 있다. 그러나 상기 선행기술은 성형장치의 연속공정을 채택하며, 전기 소비를 줄이면서 출력을 높이는 기술을 도출하고, 미세기포 함유를 최소화하여 치밀한 구조의 고순도 석영 도가니를 얻을 수 있는 것일 뿐이고, 구조가 복잡하여 효율이 낮은 문제점이 있다. As prior art related to quartz crucibles, the following patent document 0001 discloses “a manufacturing device for a quartz crucible having fine bubbles inside the wall and suitable for continuously manufacturing a high-purity quartz crucible.” However, the above prior art adopts a continuous process of molding equipment, derives a technology to increase output while reducing electricity consumption, and minimizes the inclusion of fine bubbles to obtain a high-purity quartz crucible with a dense structure, and the structure is complex. There is a problem with low efficiency.
또한 하기 특허문헌 0002에는 “대형의 고순도 석영 도가니를 제조하기에 적합한 석영 도가니 제조장치”가 개시되어 있다. 그러나 상기 선행기술은 석영 도가니 벽에 미세기포가 함유되는 것을 최소화할 수 있어 치밀한 구조의 석영 도가니를 얻을 수 있고, 재활용 실리콘층의 존재로 인하여 석영 도가니의 열 쇼크에 의한 손상이 방지될 뿐이고, 구조가 복잡하여 효율이 낮은 문제점이 있다. Additionally, the following patent document 0002 discloses “a quartz crucible manufacturing device suitable for manufacturing large-sized, high-purity quartz crucibles.” However, the above prior art can minimize the inclusion of microbubbles in the quartz crucible wall, thereby obtaining a quartz crucible with a dense structure, and the presence of a recycled silicon layer only prevents damage to the quartz crucible due to thermal shock, and the structure There is a problem with low efficiency due to complexity.
따라서 장치의 구조 개선을 통하여 작업 시간을 단축하고, 효율 증가에 의한 생산성을 향상시킬 수 있는 기술 개발이 절실한 실정이다.Therefore, there is an urgent need to develop technology that can shorten work time by improving the structure of the device and improve productivity by increasing efficiency.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 구조를 간소화하고 적용 부품의 변경 등과 같은 구조를 개선함으로써 효율 증가에 의한 생산성을 향상시킬 수 있는 석영 도가니의 제조장치를 제공함에 목적이 있다.The present invention was devised to solve the above problems, and its purpose is to provide a quartz crucible manufacturing device that can improve productivity by increasing efficiency by simplifying the structure and improving the structure, such as changing applied parts. .
본 발명에 의한 생산성이 향상된 석영 도가니 제조장치는,The quartz crucible manufacturing device with improved productivity according to the present invention,
윗면이 개방되고 도가니와 같이 오목한 형태를 하는 몰드; 상기 몰드가 수평면에 대하여 기울어지도록 상기 몰드를 기울이는 몰드 경사수단; 상기 몰드를 중심으로 회전축으로 하여 회전시키는 구동모터; 상기 몰드의 상부에서 상기 몰드의 내부에 재활용 실리콘 가루를 공급하도록 설치되는 재활용 실리콘 저장용기; 상기 재활용 실리콘 가루가 공급된 후에 상기 몰드의 상부에서 상기 몰드의 내부에 성형용 실리콘 가루를 공급하도록 설치되는 성형용 실리콘 저장용기; 상기 몰드의 외부에서 내부에 삽입되도록 설치되는 성형바; 상기 성형바가 상기 몰드의 중심축에 나란하게 기울어진 채로 상기 몰드의 내벽에서 소정간격 이격되도록 상기 성형바를 이송시키는 성형바 이송수단; 상기 몰드의 상부 가운데에 열주입구가 관통 형성되며 상기 성형바 이송수단으로 상기 성형바가 상기 몰드의 외부로 반출되었을 때에 상기 몰드의 윗면을 가리도록 설치되는 수냉판; 상기 수냉판의 상부에서 상기 열주입구에 접근되도록 설치되는 카본봉; 을 포함하되,A mold with an open top and a concave shape like a crucible; mold tilting means for tilting the mold so that the mold is tilted with respect to a horizontal plane; a drive motor that rotates the mold as a rotation axis; A recycled silicon storage container installed at the top of the mold to supply recycled silicon powder into the interior of the mold; A silicon storage container for molding installed to supply silicon powder for molding to the inside of the mold from the upper part of the mold after the recycled silicon powder is supplied; A molding bar installed to be inserted from the outside to the inside of the mold; forming bar transfer means for transporting the forming bar so that the forming bar is spaced at a predetermined distance from the inner wall of the mold while being inclined in parallel with the central axis of the mold; a water cooling plate formed through a heat injection hole in the upper center of the mold and installed to cover the upper surface of the mold when the molded bar is transported out of the mold by the molded bar transfer means; A carbon rod installed at the top of the water cooling plate to approach the heat injection port; Including,
상기 몰드 내부에 있는 기체를 외부로 배출시키기 위하여 상기 몰드의 내벽에 기체배출수단이 복수개 형성되는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that a plurality of gas discharge means are formed on the inner wall of the mold to discharge the gas inside the mold to the outside.
한편, 본 발명에 의한 그 밖의 구체적인 과제의 해결수단은 발명의 상세한 설명에 기재되어 있다.Meanwhile, means for solving other specific problems according to the present invention are described in the detailed description of the invention.
본 발명에 의한 생산성이 향상된 석영 도가니 제조장치는 구조를 간소화하고 적용 부품의 변경 등과 같은 구조를 개선함으로써 효율 증가에 의한 생산성을 향상시킬 뿐만 아니라 제조원가를 감소시킬 수 있는 이점이 있다. The quartz crucible manufacturing device with improved productivity according to the present invention has the advantage of not only improving productivity by increasing efficiency but also reducing manufacturing costs by simplifying the structure and improving the structure, such as changing applied parts.
도 1은 본 발명의 석영 도가니 제조장치 중 성형장치를 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 석영 도가니 제조장치 중 용융장치에 의한 아크방전을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 석영 도가니 제조장치 중 카본봉 및 수냉판의 설치 상태를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 석영 도가니 제조장치 중 진공압 기술을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 석영 도가니 제조장치 중 성형장치의 몰드 내부 및 진공소켓을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 석영 도가니 제조장치 중 성형장치의 탄소봉이 카본홀더 및 석영커버와 결합된 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 석영 도가니 제조장치 중 성형장치의 전체 구성을 나타낸 입체도이다.
도 8은 본 발명의 석영 도가니 제조장치 중 성형장치의 몰드에 관한 도면이다.1 is a diagram illustrating a molding device among the quartz crucible manufacturing devices of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing arc discharge by the melting device in the quartz crucible manufacturing device of the present invention.
Figure 3 is a cross-sectional view showing the installation state of the carbon rod and water cooling plate in the quartz crucible manufacturing apparatus of the present invention.
Figure 4 is a diagram showing the vacuum pressure technology in the quartz crucible manufacturing apparatus of the present invention.
Figure 5 is a view showing the inside of the mold and the vacuum socket of the molding device in the quartz crucible manufacturing device of the present invention.
Figure 6 is a view showing a state in which the carbon rod of the molding device in the quartz crucible manufacturing device of the present invention is combined with the carbon holder and the quartz cover.
Figure 7 is a three-dimensional diagram showing the overall configuration of the molding device in the quartz crucible manufacturing device of the present invention.
Figure 8 is a view of the mold of the molding device in the quartz crucible manufacturing device of the present invention.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. Also, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.
본 발명에 의한 생산성이 향상된 석영 도가니 제조장치는,The quartz crucible manufacturing device with improved productivity according to the present invention,
윗면이 개방되고 도가니와 같이 오목한 형태를 하는 몰드; 상기 몰드가 수평면에 대하여 기울어지도록 상기 몰드를 기울이는 몰드 경사수단; 상기 몰드를 중심으로 회전축으로 하여 회전시키는 구동모터; 상기 몰드의 상부에서 상기 몰드의 내부에 재활용 실리콘 가루를 공급하도록 설치되는 재활용 실리콘 저장용기; 상기 재활용 실리콘 가루가 공급된 후에 상기 몰드의 상부에서 상기 몰드의 내부에 성형용 실리콘 가루를 공급하도록 설치되는 성형용 실리콘 저장용기; 상기 몰드의 외부에서 내부에 삽입되도록 설치되는 성형바; 상기 성형바가 상기 몰드의 중심축에 나란하게 기울어진 채로 상기 몰드의 내벽에서 소정간격 이격되도록 상기 성형바를 이송시키는 성형바 이송수단; 상기 몰드의 상부 가운데에 열주입구가 관통 형성되며 상기 성형바 이송수단으로 상기 성형바가 상기 몰드의 외부로 반출되었을 때에 상기 몰드의 윗면을 가리도록 설치되는 수냉판; 상기 수냉판의 상부에서 상기 열주입구에 접근되도록 설치되는 카본봉; 을 포함하되,A mold with an open top and a concave shape like a crucible; mold tilting means for tilting the mold so that the mold is tilted with respect to a horizontal plane; a drive motor that rotates the mold as a rotation axis; A recycled silicon storage container installed at the top of the mold to supply recycled silicon powder into the interior of the mold; A silicon storage container for molding installed to supply silicon powder for molding to the inside of the mold from the upper part of the mold after the recycled silicon powder is supplied; A molding bar installed to be inserted from the outside to the inside of the mold; forming bar transfer means for transporting the forming bar so that the forming bar is spaced at a predetermined distance from the inner wall of the mold while being inclined in parallel with the central axis of the mold; a water cooling plate formed through a heat injection hole in the upper center of the mold and installed to cover the upper surface of the mold when the molded bar is transported out of the mold by the molded bar transfer means; A carbon rod installed at the top of the water cooling plate to approach the heat injection port; Including,
상기 몰드 내부에 있는 기체를 외부로 배출시키기 위하여 상기 몰드의 내벽에 기체배출수단이 복수개 형성되는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that a plurality of gas discharge means are formed on the inner wall of the mold to discharge the gas inside the mold to the outside.
도 1은 본 발명에 따른 생산성이 향상된 석영 도가니 제조장치 중 성형장치를 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 먼저 윗면이 개방되고 오목한 형태를 하는 스테인레스강(SUS) 재질의 몰드(10)를 준비한다(도 1a), 이 때 몰드(10)의 밑면 외측에는 구동모터(도 8의 11a)의 동력을 전달받아 회전하는 회전축(11)이 설치된다. 회전축(11)은 몰드(10)의 중심축에 일치하며, 재활용 실리카 가루(20) 및 성형용 실리카 가루(120)를 원심력에 의하여 몰드(10)의 내부 벽면에 붙일 수 있도록 회전력을 부가하기 위한 장치이다.Figure 1 is a diagram for explaining a molding device among the quartz crucible manufacturing devices with improved productivity according to the present invention. Specifically, first, prepare a mold 10 made of stainless steel (SUS) with an open top and a concave shape (FIG. 1a). At this time, a drive motor (11a in FIG. 8) is installed on the outside of the bottom of the mold 10. A rotating shaft 11 that receives power and rotates is installed. The rotation axis 11 coincides with the central axis of the mold 10 and is used to add rotational force so that the recycled silica powder 20 and the molding silica powder 120 can be attached to the inner wall of the mold 10 by centrifugal force. It is a device.
그리고 성형장치의 구성을 설명하기 위하여 몰드(10)의 내부 벽면에 재활용 실리카 가루(20)을 붙이는 단계를 설명한다. 상기 몰드(10)를 수직에 대해서 제1각도, 30~60° 기울인 후(도 1b), 상기 제1각도로 기울어진 상태에서 회전시키면서 몰드(10)의 상부에서 재활용 실리카 저장용기(30)에 저장되어 있는 재활용 실리카 가루(20)를 몰드(10)의 측벽 상부(A)에 떨어뜨린다(도 1c). 이 때 몰드(10)가 기울어져 회전하고 있기 때문에 재활용 실리카 가루(20)는 몰드(10)의 저면(C)에는 아직 쌓이지 못하고, 몰드(10)의 측벽 상부(A)에서 하부(B) 쪽으로 천천히 흘러 내려오게 된다. 재활용 실리카 가루(20)의 공급량을 일정하게 하기 위하여 재활용 실리콘 저장용기(30)의 밑에 정량공급수단(35)이 설치된다.And in order to explain the configuration of the molding device, the step of attaching the recycled silica powder (20) to the inner wall of the mold (10) will be described. After tilting the mold 10 at a first angle of 30 to 60° with respect to the vertical (FIG. 1b), the mold 10 is rotated in a tilted state at the first angle and placed in the recycled silica storage container 30 from the top of the mold 10. The stored recycled silica powder (20) is dropped onto the upper part (A) of the side wall of the mold (10) (Figure 1c). At this time, since the mold 10 is tilted and rotating, the recycled silica powder 20 has not yet accumulated on the bottom surface C of the mold 10, but is moved from the upper side A to the lower side B of the mold 10. It flows down slowly. In order to keep the supply amount of recycled silica powder (20) constant, a fixed quantity supply means (35) is installed under the recycled silicon storage container (30).
만약에 도 1a에서와 같이 몰드(10)가 수직으로 세워져 있는 상태에서 바로 재활용 실리카 가루(20)를 떨어뜨린다면, 회전하는 몰드(10)의 저면(C)에만 재활용 실리카 가루(20)가 쌓이고 몰드(10)의 측면(A,B)에는 재활용 실리카 가루(20)가 쌓이지 않게 된다. 이때에는 몰드(10)의 측벽 상부(A)까지 재활용 실리카 가루(20)가 올라가도록 하기 위하여 몰드(10)를 상당히 고속으로 회전시켜야 하는데 이는 바람직하지 않은 것이다. 설사 이렇게 고속회전을 시킨다고 하더라도 이러한 방법으로는 재활용 실리카 가루(20)를 몰드(10)의 측벽(A,B)에 균일한 두께로 형성시키는 것은 어려운 일이다.If the recycled silica powder (20) is dropped immediately while the mold (10) is standing vertically as shown in Figure 1a, the recycled silica powder (20) is accumulated only on the bottom (C) of the rotating mold (10). The recycled silica powder (20) does not accumulate on the sides (A, B) of the mold (10). At this time, the mold 10 must be rotated at a fairly high speed in order for the recycled silica powder 20 to rise to the upper part (A) of the side wall of the mold 10, which is not desirable. Even with such high-speed rotation, it is difficult to form the recycled silica powder 20 to a uniform thickness on the side walls A and B of the mold 10 using this method.
몰드(10)의 측벽 상부(A)에서 측벽 하부(B)로 미끄러져 흘러 내리는 재활용 실리카 가루(20)의 양은 재활용 실리카 가루(20)끼리의 자체 마찰력과 재활용 실리카 가루(20)와 몰드(10) 사이의 마찰력에 의해서 영향을 받을 것인데, 이때 재활용 실리카 가루(20)의 분말 사이즈(size)가 크게 관여할 것이다. 상기 제1각도는 이와 같은 여러 가지 요소를 감안하여 결정될 수 있으며, 후속단계를 고려할 때에 바람직하게는 30~60°사이가 좋다.The amount of recycled silica powder (20) sliding from the upper side wall (A) of the mold (10) to the lower side wall (B) is determined by the self-friction force between the recycled silica powders (20) and between the recycled silica powder (20) and the mold (10). ) will be affected by the friction between the two, and at this time, the powder size of the recycled silica powder (20) will be greatly involved. The first angle may be determined considering various factors, and is preferably between 30 and 60 degrees when considering subsequent steps.
이렇게 재활용 실리카 가루(20)를 떨어뜨려 공급한 후에(도 1c), 성형바(40)를 회전하는 몰드(10) 내부로 내려 몰드(10)와 성형바(40) 사이의 간격(d) 만큼 몰드(10)의 내벽에 재활용 실리카 가루(20)가 쌓이도록 위치한다. 몰드(10)의 회전과 성형바(40)의 위치 제어에 의하여 재활용 실리카 가루(20)는 몰드(10) 내부 측면에 간격(d)의 두께로 성형된다.After dropping and supplying the recycled silica powder 20 in this way (FIG. 1c), the forming bar 40 is lowered into the rotating mold 10 by the distance d between the mold 10 and the forming bar 40. The recycled silica powder (20) is positioned to accumulate on the inner wall of the mold (10). By rotating the mold 10 and controlling the position of the molding bar 40, the recycled silica powder 20 is molded to a thickness of the gap d on the inner side of the mold 10.
또한 몰드(10)가 기울어진 상태로 회전하는 상태에서 측면 재활용 실리카층(20a)의 성형이 완료된 후에(도 1d), 몰드(10)를 수직하게 세운다(도 1e).In addition, after the molding of the side recycled silica layer 20a is completed while the mold 10 is rotated in an inclined state (FIG. 1D), the mold 10 is erected vertically (FIG. 1E).
몰드(10)가 회전하는 상태에서 수직으로 세워도 측면에 형성된 재활용 실리카층(20a)은 흘러내리지 않고 그대로 몰드(10)에 붙어 있으며, 성형바(40)를 올린 후 몰드 바닥부분(c) 재활용 실리카층(20a)을 형성할 수 있는 분량의 재활용 실리카 가루(20)를 떨어뜨린 후 다시 성형바를 내리고(도 1e 참조), 몰드(10) 바닥면(c)에 몰드 벽면에 형성된 재활용 실리카층(20a)과 같은 두께의 재활용 실리카층을 성형한다. 이로써 본 발명의 석영 도가니의 외부면에 형성되는 재활용 실리카층(20a)은 몰드(10) 내측에 성형될 수 있다.Even when the mold (10) is standing vertically while rotating, the recycled silica layer (20a) formed on the side does not flow down and remains attached to the mold (10). After raising the molding bar (40), the recycled silica layer (c) of the mold bottom (c) is attached to the mold (10). After dropping the recycled silica powder 20 in an amount sufficient to form the layer 20a, the molding bar is lowered again (see FIG. 1e), and the recycled silica layer (20a) formed on the mold wall is placed on the bottom surface (c) of the mold 10. ) and form a layer of recycled silica with the same thickness. As a result, the recycled silica layer 20a formed on the outer surface of the quartz crucible of the present invention can be molded inside the mold 10.
재활용 실리카층(20a)이 형성된 내측에 2d의 두께로 성형용 실리카층(120a)을 재활용 실리카층(20a)과 동일한 순서로 성형한다.Inside the recycled silica layer 20a, a molding silica layer 120a with a thickness of 2d is formed in the same order as the recycled silica layer 20a.
회전하는 몰드(10)를 수직에 대해서 제1각도, 30~60°기울인 후에(도 1b 참조), 상기 제1각도로 기울어진 상태에서 회전시키면서 몰드(10)의 상부에서 성형용 실리카 저장용기(130; 도 1f 참조)에 저장되어 있는 성형용 실리카가루(120)를 몰드(10)의 측벽 상부(A)에 떨어뜨린다(도 1c 참조). 이어서 성형바(40)를 몰드(10) 내로 내려 재활용 실리카층(d)의 약 2배에 해당하는 2d의 두께로 측면 성형용 실리카층을 성형한 후(도1d 참조), 회전하는 몰드(10)를 수직으로 세우고, 성형바(40)를 올린 후에 몰드 바닥부분(c)에 성형용 실리카층을 형성할 수 있는 분량의 성형용 실리카 가루(120)를 떨어뜨린 후에(정량공급수단 35; 도 1f 참조), 다시 성형바를 내려(도 1e 참조) 몰드(10) 바닥면(c)에 몰드 벽면에 형성된 성형용 실리카층(20a)과 같은 두께의 성형용 실리카층을 성형한다.After tilting the rotating mold 10 at a first angle of 30 to 60° with respect to the vertical (see FIG. 1b), a silica storage container for molding ( The silica powder 120 for molding stored in 130 (see FIG. 1f) is dropped onto the upper part (A) of the side wall of the mold 10 (see FIG. 1c). Next, the molding bar 40 is lowered into the mold 10 to form a silica layer for side molding to a thickness of 2d, which is about twice the recycled silica layer (d) (see FIG. 1d), and then the rotating mold (10) is formed. ) is placed vertically, the molding bar 40 is raised, and then an amount of silica powder 120 for molding capable of forming a silica layer for molding is dropped on the mold bottom portion c (quantitative supply means 35; Figure 1f), lower the molding bar again (see FIG. 1e) and form a molding silica layer on the bottom surface (c) of the mold 10 with the same thickness as the molding silica layer 20a formed on the mold wall.
이로써 본 발명의 생산성이 향상된 석영 도가니의 내외부면을 구성하는 성형용 실리카층(120a)과 재활용 실리카층(20a)이 회전하는 몰드(10) 내측에 성형할 수 있다.As a result, the molding silica layer 120a and the recycled silica layer 20a, which constitute the inner and outer surfaces of the quartz crucible with improved productivity of the present invention, can be molded inside the rotating mold 10.
본 발명에 있어서 재활용 실리카층(20a)은 고순도의 성형용 실리카층(120a) 외부에 경제적으로 비용이 저렴한 재활용 실리카층을 형성하여도 실리콘의 인상 등에 나쁜 영향이 없으며, 용융단계에서 몰드의 냉각장치와 도가니의 사이에 위치하기 때문에 석영 도가니가 완성된 후 재활용 실리카층(20a)이 미반응층으로서 취출이 용이하게 하는 역할을 한다. 석영 도가니의 고온 용융에 따른 스테인레스(SUS) 재질의 몰드(10)의 형태가 변하는 열쇼크를 방지하는 미반응층에 재활용 실리카를 사용할 수 있는 장점이 있다.In the present invention, the recycled silica layer (20a) has no adverse effect on silicon pulling, etc. even if an economically inexpensive recycled silica layer is formed on the outside of the high-purity molding silica layer (120a), and is a cooling device for the mold in the melting stage. Because it is located between the quartz crucible and the crucible, the recycled silica layer 20a serves as an unreacted layer to facilitate extraction after the quartz crucible is completed. There is an advantage in that recycled silica can be used in the unreacted layer, which prevents thermal shock that changes the shape of the stainless steel (SUS) mold 10 due to high-temperature melting of the quartz crucible.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 생산성이 향상된 석영 도가니 제조장치 중 용융장치를 설명하기 위한 도면들이다.Figures 2 to 4 are diagrams for explaining a melting device among the quartz crucible manufacturing devices with improved productivity according to the present invention.
구체적으로 성형용 실리카층(120a)이 형성된 도 1f의 몰드(10)에서 성형바(40)를 반출시킨 후에 몰드(10)와 소정 간격 이격되도록 몰드(10)의 윗면 입구에 수냉판(210)이 설치된다. 수냉판(210)은 가운데에 열주입구(211)가 뚫여 있다. 이렇게 수냉판(210)을 몰드(10)에 소정 간격 이격시키는 이유는 아크방전에 의한 실리카 용융과정에서 수냉판(210)은 고정되고 몰드(10)는 계속 회전할 수 있도록 하기 위함이다.Specifically, after the molding bar 40 is taken out of the mold 10 of FIG. 1f in which the silica layer 120a for molding is formed, a water cooling plate 210 is placed at the entrance of the upper surface of the mold 10 to be spaced a predetermined distance from the mold 10. This is installed. The water cooling plate 210 has a heat injection inlet 211 in the center. The reason why the water-cooled plate 210 is spaced apart from the mold 10 at a predetermined distance is to ensure that the water-cooled plate 210 is fixed and the mold 10 can continue to rotate during the silica melting process by arc discharge.
수냉판(210) 상에는 3상의 카본봉(carbon electrode, 200)이 열주입구(211)를 통하여 수냉판(210) 이하로 내려올 수 있도록 상하 이동이 가능하게 설치된다. 카본봉(200)은 전기를 공급받아 6,000~10,000℃의 고온 아크(arc)를 발생시킨다. 고온 아크는 카본봉(200)을 열주입구(211)를 통하여 수냉판(210) 수평위치를 기준으로 몰드 내부로 향하여 0~15cm 범위내에서 위치하는 것이 바람직하다.On the water cooling plate 210, a three-phase carbon electrode (carbon electrode, 200) is installed to be able to move up and down so that it can come down below the water cooling plate 210 through the heat injection port 211. The carbon rod 200 receives electricity and generates a high temperature arc of 6,000 to 10,000°C. The high-temperature arc is preferably positioned within a range of 0 to 15 cm by directing the carbon rod 200 through the heat injection port 211 toward the inside of the mold based on the horizontal position of the water cooling plate 210.
본 발명의 일 특징으로 카본봉(200)의 주위에 공기분사구(212)를 설치하는 것을 특징으로 한다(도 2 참조). 본 발명의 연구 결과 아크 방전으로 가압공기를 분사할 경우 5~20%의 전압과 출력이 증가한다는 점을 도출하였다.One feature of the present invention is that an air injection port 212 is installed around the carbon rod 200 (see Figure 2). As a result of the present invention's research, it was found that when pressurized air is sprayed through arc discharge, voltage and output increase by 5 to 20%.
도 2에 도시된 바와 같이, 이러한 고온 아크에 의해서 몰드(10)에 제일 안쪽에 위치하는 성형용 실리카층(120a)이 치밀화 된다. 이 때 몰드(10)의 벽에 실질적으로 닿고 있는 재활용 실리카층(20a)은 몰드(10)의 차가운 벽에 의하여 냉각되기 때문에 성형용 실리카층(120a)만큼 치밀화 되지는 않는다. 따라서 나중에 석영 도가니를 몰드(10)에서 취출할 경우에 재활용 실리카층(20a)은 부스러기처럼 떨어져 나와 성형용 실리카층(120a)만 남게 되는 것이다.As shown in FIG. 2, the forming silica layer 120a located innermost in the mold 10 is densified by this high-temperature arc. At this time, the recycled silica layer 20a, which is substantially in contact with the wall of the mold 10, is cooled by the cold wall of the mold 10, so it is not as dense as the forming silica layer 120a. Therefore, when the quartz crucible is later removed from the mold 10, the recycled silica layer 20a falls off like debris, leaving only the molding silica layer 120a.
수냉판(210)은 노즐 등 지지대(미도시)를 지지하기 위한 수단으로서, 또한 카본봉(200)에서 제공되는 열이 몰드(10)내에서 순환되어 균일하게 분포되도록 하는 역할을 하므로, 몰드(10)의 고열이 그 외부로 한꺼번에 빠져나와 버리는 것을 방지할 수 있다. 이러한 아크 용융 단계에서 몰드(10)가 회전하기 때문에 도 4에서와 같이 회전에 의한 원심력(F)에 의하여 실리카층(20a, 120a)이 치밀해진다.The water cooling plate 210 is a means for supporting supports (not shown) such as nozzles, and also serves to circulate and evenly distribute the heat provided from the carbon rod 200 within the mold 10, thereby forming the mold ( 10) It can prevent the high heat from escaping to the outside at once. Since the mold 10 rotates in this arc melting step, the silica layers 20a and 120a become dense due to the centrifugal force F caused by rotation, as shown in FIG. 4.
상기 본 발명의 일 특징으로서 도 2를 참조하여, 카본봉(200) 주위에 아크방전점(착화점)을 향하여 1~15개의 공기분사구(212)를 설치하여 0.1~15 kgf/㎠의 압력으로 공기를 분사하면, 카본봉에 전력을 가하는 시점에서 3~7분 후 공기분사를 하는 경우 전압이 5~20% 향상되고, 따라서 아크방전의 출력 또한 5~20% 향상된다는 것을 도출하였다. 또한 도 2에 도시된 바와 같이, 공기를 분사함에 따라 아크방전 화염의 폭이 30°에서 60°로 확대되어 석영 도가니 내부 전체에 걸쳐 가열할 수 있게 된다. 그리고 도가니 저면에 도달한 화염은 도 2의 도시와 같이, 측벽을 따라 제트기류가 발생하여 상부 외측으로 흘러가므로 도가니 내면 전체에 용융되어 도가니 내부면에 미세기포를 방지하는 효과 또한 우수한 것임을 밝힐 수 있었다.As a feature of the present invention, referring to FIG. 2, 1 to 15 air injection ports 212 are installed around the carbon rod 200 toward the arc discharge point (ignition point) to blow air at a pressure of 0.1 to 15 kgf/cm2. It was found that when spraying air 3 to 7 minutes after applying power to the carbon rod, the voltage increases by 5 to 20%, and thus the output of arc discharge also improves by 5 to 20%. Additionally, as shown in Figure 2, as air is sprayed, the width of the arc discharge flame expands from 30° to 60°, enabling heating throughout the entire inside of the quartz crucible. And, as shown in FIG. 2, the flame that reaches the bottom of the crucible generates a jet stream along the side wall and flows to the outside of the top, so it melts the entire inner surface of the crucible, and it was found that the effect of preventing fine bubbles on the inner surface of the crucible is also excellent. .
한편, 성형용 실리카층(120a) 내에 미세 기포(micropore)가 존재하면, 석영 도가니의 품질이 저하되어 바람직하지 않으므로 몰드(10)의 내벽에 기체배출수단을 복수개 설치하는 것이 바람직하다.Meanwhile, if micropores exist in the silica layer 120a for molding, the quality of the quartz crucible deteriorates, which is not desirable. Therefore, it is preferable to install a plurality of gas exhaust means on the inner wall of the mold 10.
도 5는 석영 도가니 제조장치 중 성형장치의 몰드 내부 및 진공소켓을 나타낸 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 기체배출수단은 진공소켓(110)으로서, 몰드벽의 내면에 설치되고, 몰드벽의 내면쪽에는 오목홈(113)이 형성되며, 오목홈에는 진공배관(114)이 연결 설치된다.Figure 5 is a view showing the inside of the mold and the vacuum socket of the molding device among the quartz crucible manufacturing devices. As shown in Figure 5, the gas discharge means is a vacuum socket 110, which is installed on the inner surface of the mold wall, and a concave groove 113 is formed on the inner surface of the mold wall, and a vacuum pipe 114 is formed in the concave groove. This connection is installed.
상기 오목홈(113)의 안쪽 끝단에 스테인레스 재질로서, 70~100 메쉬의 메쉬망(111)이 다수 겹 설치되는데, 3겹이 가장 바람직하다. 메쉬망(111)은 공기만 흡입하고 재활용 실리카층(20a)이 함께 빨려 들어오는 것을 방지하기 위한 것이다. 이때 그 크기가 70메쉬 미만일 경우에는 통기성이 저하되어 미세기포의 생성이 많아지고, 100 메쉬를 초과하면 통기성 증가에 의한 표면 균열 및 기포의 생성이 증가하여 석영 도가니의 품질이 저하되는 문제가 발생한다.At the inner end of the concave groove 113, a mesh network 111 made of stainless steel and having a mesh size of 70 to 100 is installed in multiple layers, with three layers being most preferable. The mesh net 111 is intended to suck in only air and prevent the recycled silica layer 20a from being sucked in together. At this time, if the size is less than 70 mesh, the breathability decreases and the generation of fine bubbles increases, and if it exceeds 100 mesh, the quality of the quartz crucible deteriorates due to increased surface cracks and generation of bubbles due to increased breathability. .
재활용 실리카층(20a)은 상술한 바와 같이 아크 용융과정에서 녹아서 완전히 치밀화되지 않고 단지 가루가 뭉쳐진 형태를 하기 때문에 진공흡입력에 의하여 빨려 들어갈 염려가 있어 이렇게 메쉬망(111)을 설치하는 것이다.As described above, the recycled silica layer 20a is melted during the arc melting process and is not completely densified, but is only in the form of agglomerated powder, so there is a risk of being sucked in by vacuum suction force, so the mesh network 111 is installed in this way.
진공배관(114)은 몰드(10) 외부의 진공펌프(미도시)에 연결되며, 500~700mmHg 정도의 압력으로 흡입이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. The vacuum pipe 114 is connected to a vacuum pump (not shown) outside the mold 10, and it is desirable to ensure that suction is performed at a pressure of about 500 to 700 mmHg.
몰드벽 내에는 냉각수관(미도시)이 설치되며, 상기 냉각수관과 진공배관(114)은 서로 독립적인 경로가 되도록 배열된다. A cooling water pipe (not shown) is installed within the mold wall, and the cooling water pipe and vacuum pipe 114 are arranged to be independent paths.
한편, 종래기술에서는 상기 카본봉(200)의 상부에 부스바(240)와 연결하기 위하여 카본홀더(220)가 설치되어 있는데, 본원 발명에서는 도 6과 같이, 상기 카본홀더(20)의 외곽을 씌워지도록 석영커버(230)가 추가로 설치되어 있다. 이는 상기 카본홀더(20)의 장시간 사용에 따른 카본이 산화되어 소모를 방지하기 위함이고, 나아가 카본홀더(20)의 교체 주기 증가를 통한 생산량의 증대를 얻을 수 있게 된다. Meanwhile, in the prior art, a carbon holder 220 is installed on the upper part of the carbon rod 200 to connect it to the busbar 240, but in the present invention, as shown in FIG. 6, the outside of the carbon holder 20 is A quartz cover 230 is additionally installed to cover it. This is to prevent carbon oxidation and consumption due to long-term use of the carbon holder 20, and furthermore, it is possible to increase production by increasing the replacement cycle of the carbon holder 20.
이렇게 아크 용융과정이 끝나면 석영 도가니 취출 및 후처리장치 단계로 몰드(10)를 재활용 실리카층(20a)으로부터 분리해 낸다. 성형용 실리카층(120a)은 아크 용융에 의하여 이미 용융이 이루어진 상태이지만, 재활용 실리카층(20a)은 차가운 몰드벽에 의하여 용융되지 않고 미반응상태의 원료 그대로 가루가 덩어리 형태로 뭉쳐있는 형태이므로 이 과정에서 재활용 실리카층(20b)은 부스러기처럼 성형용 실리카층(120a)에서부터 떨어져 나온다. 따라서 성형용 실리카층(120a)으로 이루어지는 석영 도가니가 얻어진다.After the arc melting process is completed, the mold 10 is separated from the recycled silica layer 20a through the quartz crucible extraction and post-processing equipment steps. The molding silica layer (120a) has already been melted by arc melting, but the recycled silica layer (20a) is not melted by the cold mold wall and is in the form of a lump of powder as it is as an unreacted raw material. In the process, the recycled silica layer 20b falls off from the molding silica layer 120a like crumbs. Accordingly, a quartz crucible composed of the silica layer 120a for forming is obtained.
이렇게 얻어지는 석영 도가니는 표면이 샌딩(sanding) 처리되어 마감되고, 또한 클라이언트의 요구에 부응하도록 그 판단을 절단하여 원하는 도가니 깊이를 얻는다.The surface of the quartz crucible thus obtained is finished by sanding, and the quartz crucible is cut to meet the client's requirements to obtain the desired crucible depth.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 석영 도가니 제조장치를 설명하기 위한 도면이며, 여기에서 설명되지 않은 내용은 이미 앞서 설명되었기에 그 설명을 생략한 것이다.Figures 7 and 8 are drawings to explain the quartz crucible manufacturing apparatus according to the present invention, and content not described herein has already been described previously, so the description thereof has been omitted.
도 7 및 도 8을 참조하면, 몰드(10)는 윗면이 도가니와 같이 오목한 형태를 한다. 몰드(10)를 기울이기 위하여 몰드 경사수단(13)으로서 회전축이 몰드(10)와 연결되어 가로로 설치된다. 몰드(10)는 중심축을 회전축(11)으로 하여 회전되며 이를 위하여 구동모터(11a)가 설치된다. 따라서 몰드(10)는 경사진 채로 회전축(11)을 축으로 하여 회전하게 된다. 몰드 경사수단(13)은 몰드(10)의 중심축이 수직에서 0~150°범위에서 기울어지도록 설치된다. 이는 완성된 석영 도가니(122)를 반출시키기 위한 것이다. 완성된 석영 도가니(122)는 치밀화된 성형용 실리카층(120a)의 외부에 가루형태로 덩어리진 상태의 재활용 실리카층(20a)이 형성된 상태이며, 이후에 재활용 실리카층(20a)을 털어내고 성형용 실리카층(120a)의 표면을 샌딩 처리하면 제품화가 되는 것이다.Referring to Figures 7 and 8, the mold 10 has a concave upper surface like a crucible. In order to tilt the mold 10, a rotation axis as a mold tilt means 13 is connected to the mold 10 and installed horizontally. The mold 10 is rotated with its central axis as the rotation axis 11, and a drive motor 11a is installed for this purpose. Therefore, the mold 10 is tilted and rotates around the rotation axis 11. The mold tilt means 13 is installed so that the central axis of the mold 10 is tilted in the range of 0 to 150° from the vertical. This is to take out the completed quartz crucible 122. The completed quartz crucible 122 has a powdery lumpy recycled silica layer 20a formed on the outside of the densified molding silica layer 120a, and then the recycled silica layer 20a is shaken off and molded. If the surface of the silica layer 120a is sanded, it can be commercialized.
성형바(40)는 몰드(10)의 외부에서 내부로 삽입되도록 설치되며, 몰드(10)의 기울어짐에 대응하여 성형바(40)가 몰드(10)의 중심축에 나란하게 기울어진 채로 몰드(10)의 내벽에 소정간격 이격되도록 성형바 이송수단(42, 43, 44)에 의해 그 이동이 제어된다.The molding bar 40 is installed to be inserted from the outside to the inside of the mold 10, and the molding bar 40 is tilted parallel to the central axis of the mold 10 in response to the tilt of the mold 10. The movement is controlled by the forming bar transfer means (42, 43, 44) so that it is spaced at a predetermined distance from the inner wall of (10).
상기 성형바 이송수단(42, 43, 44)은 성형바(40)와 몰드(10)의 내벽 사이의 이격 거리를 결정하는 두께조절수단(44), 성형바(40)를 수직에 대해 0~60°기울어지도록 경사지게 하는 경사조절수단(43), 성형바(40)가 몰드(10)의 내부로 삽입되어 들어가는 깊이를 결정하는 깊이 조절수단(42)을 포함하여 이루어진다.The forming bar transfer means (42, 43, 44) includes a thickness adjusting means (44) that determines the separation distance between the forming bar (40) and the inner wall of the mold (10), and adjusts the forming bar (40) from 0 to 0 relative to the vertical. It includes an inclination control means 43 for tilting the molding bar 40 to a 60° tilt, and a depth control means 42 for determining the depth at which the molding bar 40 is inserted into the mold 10.
재활용 실리카 저장용기(30)와 성형용 실리콘 저장용기(130)는 필요한 시기에 몰드(10)의 상부로 이송되도록 설치된다.The recycled silica storage container 30 and the molding silicon storage container 130 are installed to be transferred to the upper part of the mold 10 when necessary.
도가니 성형과정이 끝나면, 성형바(40)를 몰드(10)의 외부로 반출한 후에 도 2에서와 같은 아크 용융과정으로 진입하는데, 이러한 아크 용융과정은 성형과정에 사용된 몰드(10)를 그대로 사용하여 진행하여 몰드 수평이송수단(51, 52)을 통하여 몰드(10)를 아크 용융장치로 수평 이송시킨다.When the crucible forming process is completed, the forming bar 40 is taken out of the mold 10 and then entered into the arc melting process as shown in FIG. 2. This arc melting process is performed by leaving the mold 10 used in the forming process as is. The mold 10 is horizontally transferred to the arc melting device through the mold horizontal transfer means 51 and 52.
아크 용융장치는 도2에 도시된 바와 같이, 고온의 열을 발생시키므로 많은 전력을 소모한다. 따라서 아크 용융장치는 안정되게 고정 설치되는 것이 바람직하므로 이렇게 몰드(10)를 아크 용융장치로 이송시키는 것이다.As shown in Figure 2, the arc melting device generates high temperature heat and therefore consumes a lot of power. Therefore, it is desirable that the arc melting device is fixed and installed stably, and thus the mold 10 is transferred to the arc melting device.
용융단계가 완료된 석영 도가니는 취출 및 후처리장치로 이송되어 석영 도가니 제조공정이 완료된다. 본 발명의 연속제조공정은 재활용 실리카층(20a) 성형장치와 성형용 실리카층(120a) 성형장치를 분리하여 배치함으로서 공정을 단순화할 수 있고 연속공정을 가장 빠른 속도로 진행할 수 있다는 특징이 있다.The quartz crucible that has completed the melting step is taken out and transferred to a post-processing device to complete the quartz crucible manufacturing process. The continuous manufacturing process of the present invention has the feature that the process can be simplified and the continuous process can be performed at the fastest speed by separating the recycling silica layer (20a) molding device and the molding silica layer (120a) molding device.
또한 본 발명에 의한 생산성이 향상된 석영 도가니 제조장치는 종래기술인 상기 특허문헌 0001에 비하여 장치의 구조를 간소화하고 적용 부품의 변경 등과 같은 구조를 개선함으로써 효율 증가에 의한 생산성을 향상시킬 뿐만 아니라 제조원가를 감소시킬 수 있는 특징이 있다(아래 [표 1] 참조). In addition, the quartz crucible manufacturing device with improved productivity according to the present invention not only improves productivity by increasing efficiency but also reduces manufacturing costs by simplifying the structure of the device and improving the structure, such as changes in applied parts, compared to the conventional technology, Patent Document 0001. There are features that can be used (see [Table 1] below).
석영커버Carbon holder +
Quartz cover
(생산기준/개, 분)Process reduction time
(Production standard/piece, minute)
석영커버Carbon holder +
Quartz cover
(생산량 기준/일, 분)Process reduction time
(Based on production volume/day, minute)
이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.In the above, the present invention has been described with reference to the above embodiments, but of course, various modifications are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
10: 몰드 11: 수직회전축
13: 몰드경사수단 20: 재활용 실리콘 가루
20a: 재활용 실리콘층 30: 재활용 실리콘 저장용기
35: 정량공급수단 40: 성형바
42: 깊이조절수단 43: 경사조절수단
44: 두께조절수단 51, 52: 몰드 수평이송수단
110: 진공소켓 111: 메쉬망
112: 나사산 113: 오목홈
114: 진공배관 120: 성형용 실리콘가루
120a: 성형용 실리콘층 122: 석영 도가니
130: 성형용 실리콘 저장용기 200: 카본봉
210: 수냉판 211: 열주입구
220: 카본홀더 230: 석영커버
240 : 부스바10: Mold 11: Vertical rotation axis
13: Mold inclined means 20: Recycled silicone powder
20a: Recycled silicon layer 30: Recycled silicon storage container
35: Quantity supply means 40: Molded bar
42: Depth adjustment means 43: Incline adjustment means
44: Thickness control means 51, 52: Mold horizontal transfer means
110: Vacuum socket 111: Mesh net
112: thread 113: concave groove
114: Vacuum piping 120: Silicone powder for molding
120a: silicon layer for molding 122: quartz crucible
130: Silicone storage container for molding 200: Carbon rod
210: water cooling plate 211: thermal injection inlet
220: Carbon holder 230: Quartz cover
240: busbar
Claims (5)
상기 몰드가 수평면에 대하여 기울어지도록 상기 몰드를 기울이는 몰드 경사수단;
상기 몰드를 중심으로 회전축으로 하여 회전시키는 구동모터;
상기 몰드의 상부에서 상기 몰드의 내부에 재활용 실리콘 가루를 공급하도록 설치되는 재활용 실리콘 저장용기;
상기 재활용 실리콘 가루가 공급된 후에 상기 몰드의 상부에서 상기 몰드의 내부에 성형용 실리콘 가루를 공급하도록 설치되는 성형용 실리콘 저장용기;
상기 몰드의 외부에서 내부에 삽입되도록 설치되는 성형바;
상기 성형바가 상기 몰드의 중심축에 나란하게 기울어진 채로 상기 몰드의 내벽에서 소정간격 이격되도록 상기 성형바를 이송시키는 성형바 이송수단;
상기 몰드의 상부 가운데에 열주입구가 관통 형성되며 상기 성형바 이송수단으로 상기 성형바가 상기 몰드의 외부로 반출되었을 때에 상기 몰드의 윗면을 가리도록 설치되는 수냉판;
상기 수냉판의 상부에서 상기 열주입구에 접근되도록 설치되는 카본봉; 을 포함하되,
상기 몰드 내부에 있는 기체를 외부로 배출시키기 위하여 상기 몰드의 내벽에 기체배출수단이 복수개 형성되며,
상기 카본봉의 상부에는 부스바와 연결하기 위하여 카본홀더가 설치되고, 상기 카본홀더의 외곽을 씌워지도록 석영커버가 설치되어 카본홀더의 장시간 사용에 따른 카본이 산화되어 소모 방지를 위한 것이며,
상기 기체배출수단은 상기 몰드의 내면벽쪽에 형성되는 오목홈;
상기 오목홈과 상기 몰드의 외부에 있는 진공펌프를 연결하도록 상기 몰드의 벽 내측 하부에 설치되는 진공배관;
상기 오목홈의 내부는 메쉬망으로 채워지고 오목홈과 결합되도록 외주면에 나사선이 형성되는 진공소켓;을 포함하는 것을 특징으로 하는 석영 도가니 제조장치.
A mold with an open top and a concave shape like a crucible;
mold tilting means for tilting the mold so that the mold is tilted with respect to a horizontal plane;
a drive motor that rotates the mold as a rotation axis;
A recycled silicon storage container installed at the top of the mold to supply recycled silicon powder into the interior of the mold;
A silicon storage container for molding installed to supply silicon powder for molding to the inside of the mold from the upper part of the mold after the recycled silicon powder is supplied;
a molding bar installed to be inserted from the outside to the inside of the mold;
forming bar transfer means for transporting the forming bar so that the forming bar is spaced at a predetermined distance from the inner wall of the mold while being inclined in parallel with the central axis of the mold;
a water cooling plate formed through a heat injection hole in the upper center of the mold and installed to cover the upper surface of the mold when the molded bar is transported out of the mold by the molded bar transfer means;
A carbon rod installed at the top of the water cooling plate to approach the heat injection port; Including,
A plurality of gas discharge means are formed on the inner wall of the mold to discharge the gas inside the mold to the outside,
A carbon holder is installed on the upper part of the carbon rod to connect it to the busbar, and a quartz cover is installed to cover the outside of the carbon holder to prevent oxidation and consumption of carbon due to long-term use of the carbon holder,
The gas discharge means includes a concave groove formed on an inner wall of the mold;
a vacuum pipe installed on the lower inner wall of the mold to connect the concave groove to a vacuum pump outside the mold;
The interior of the concave groove is filled with a mesh network and a vacuum socket is formed with a thread on the outer circumferential surface to be coupled to the concave groove.
상기 몰드 경사수단은 상기 몰드의 중심축이 수직에서 0~150°로 기울어지는 것을 특징으로 하는 석영 도가니 제조장치.
According to clause 1,
The mold tilting means is a quartz crucible manufacturing device, characterized in that the central axis of the mold is tilted from 0 to 150 ° from the vertical.
상기 메쉬망은 3단으로 이루어지며 70~100 메쉬의 크기인 것을 특징으로 하는 석영 도가니 제조장치.
According to clause 2,
A quartz crucible manufacturing device, characterized in that the mesh network consists of three stages and has a size of 70 to 100 mesh.
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| KR1020210150669A KR102635122B1 (en) | 2021-11-04 | 2021-11-04 | Device for Producing Quartz Crucible with Improved Productivity |
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| KR1020210150669A KR102635122B1 (en) | 2021-11-04 | 2021-11-04 | Device for Producing Quartz Crucible with Improved Productivity |
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Citations (1)
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| US20200239980A1 (en) * | 2017-10-13 | 2020-07-30 | Pyrogenesis Canada Inc. | Dc arc furnace for waste melting and gasification |
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|---|---|---|---|---|
| JP2513673B2 (en) * | 1987-04-10 | 1996-07-03 | 富士通株式会社 | Vacuum suction device |
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2021
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Patent Citations (1)
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| KR20230064971A (en) | 2023-05-11 |
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