UA115999U - ELECTRONIC RADIATION INSTALLATION FOR A FLAT SILICON INGOLD - Google Patents
ELECTRONIC RADIATION INSTALLATION FOR A FLAT SILICON INGOLD Download PDFInfo
- Publication number
- UA115999U UA115999U UAU201608975U UAU201608975U UA115999U UA 115999 U UA115999 U UA 115999U UA U201608975 U UAU201608975 U UA U201608975U UA U201608975 U UAU201608975 U UA U201608975U UA 115999 U UA115999 U UA 115999U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- vacuum
- silicon
- refining
- vtr
- installation
- Prior art date
Links
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 16
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 16
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 10
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 12
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 abstract 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 101100364854 Neurospora crassa (strain ATCC 24698 / 74-OR23-1A / CBS 708.71 / DSM 1257 / FGSC 987) vtr-7 gene Proteins 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 235000021189 garnishes Nutrition 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
Установка для електронно-променевої плавки і рафінування кремнію з отриманням плоского злитка в горизонтальному кристалізаторі складається з технологічної камери з розміщеними в ній пристроєм для подання на переплав неочищеного кремнію, проміжною ємністю, горизонтальним кристалізатором, щонайменше, двома гарматами високовольтного тліючого розряду (ВТР). Технологічна камера розділена вакуумною перегородкою на дві зони, в першій з яких розміщено пристрій для подання на переплав неочищеного кремнію, проміжна ємність, і щонайменше одна низьковакуумна гармата ВТР, а в другій - горизонтальний кристалізатор і щонайменше одна середньовакуумна гармата ВТР, причому перша зона оснащена пристроєм для подання рафінуючого газу.Installation for electron beam smelting and refining of silicon to obtain a flat ingot in a horizontal mold consists of a process chamber with a device placed in it for feeding the crude silicon, an intermediate tank, a horizontal mold, at least two guns of high-voltage incandescent discharge. The process chamber is divided by a vacuum partition into two zones, in the first of which there is a device for feeding crude silicon, an intermediate tank, and at least one low-vacuum gun VTR, and in the second - a horizontal mold and at least one medium vacuum gun. for the supply of refining gas.
Description
Корисна модель належить до області спеціальної електрометалургії, конкретніше - до розробки технологічного електронно-променевого устаткування для одержання плоского злитка кремнію, в тому числі для виготовлення сонячних батарей.The useful model belongs to the field of special electrometallurgy, more specifically to the development of technological electron beam equipment for obtaining a flat ingot of silicon, including for the manufacture of solar batteries.
Відомі електронно-променеві установки для одержання злитків-слябів, в яких формування злитків проводиться в горизонтальних кристалізаторах при електронно-променевому нагріві, причому розплав може подаватися в них або шляхом сплавлення заготівки, що витрачається, або шляхом зливання з плавильного пристрою, наприклад, індукційної печі (11.Known electron-beam installations for obtaining ingots-slabs, in which the formation of ingots is carried out in horizontal crystallizers under electron-beam heating, and the melt can be fed into them either by fusing the spent billet or by pouring it from a melting device, for example, an induction furnace (11.
Недоліком відомих установок є низька ефективність рафінуючої обробки розплаву, яка обмежується лише випаровуванням з поверхні в кристалізаторі в процесі формування злитка.The disadvantage of the known installations is the low efficiency of refining processing of the melt, which is limited only to evaporation from the surface in the crystallizer during the ingot formation process.
Відома також установка для отримання злитків металу, яка складається з вакуумної камери, вузла подавання на переплав компактного або сипучого матеріалу, системи електронних гармат, проміжної ємності і горизонтального кристалізатора, який встановлено на візку, що може переміщуватись у повздовжньому напрямку, а також бар'єра, який розміщений упоперек кристалізатора і з'єднаний з механізмом вертикального переміщення (21.Also known is the installation for obtaining metal ingots, which consists of a vacuum chamber, a supply unit for remelting of compact or bulk material, a system of electron guns, an intermediate container and a horizontal crystallizer, which is installed on a cart that can move in the longitudinal direction, as well as a barrier , which is placed across the crystallizer and connected to the vertical movement mechanism (21.
Недоліком установки залишається недостатня рафінуюча здатність, оскільки, незважаючи на наявність проміжної ємності, рафінування розплаву реалізується, починаючи зі сплавлення шихти в цю ємність і зливання його в кристалізатор, але цей процес можливий тільки при встановленні у вакуумній камері тиску, при якому забезпечується робота електронних гармат.The disadvantage of the installation remains the insufficient refining capacity, since, despite the presence of an intermediate container, the melting of the melt is realized starting with the fusion of the charge in this container and pouring it into the crystallizer, but this process is possible only when the pressure is set in the vacuum chamber, at which the operation of the electron guns is ensured .
Відома також установка для електронно-променевої гарнісажної плавки в тиглі з електромагнітним перемішуванням розплаву, вибрана як прототип, в якій плавильна камера розділена на дві зони спеціальною перегородкою і в одній з цих зон змонтована середньовакуумна гармата високовольтного тліючого розряду, а в іншій - низьковакуумна гармата високовольтного тліючого розряду і ця зона оснащена пристроєм для подачі рафінуючого газу (ЗІ.There is also a well-known installation for electron-beam garnish melting in a crucible with electromagnetic stirring of the melt, chosen as a prototype, in which the melting chamber is divided into two zones by a special partition and in one of these zones a medium-vacuum high-voltage glow discharge gun is mounted, and in the other - a low-vacuum high-voltage gun smoldering discharge and this zone is equipped with a device for supplying refining gas (ZI.
Недоліком установки є проведення процесу рафінування при низькому і середньому вакуумі в одному і тому ж тиглі із зливанням розплаву через отвір в днищі, що обмежує можливості рафінування.The disadvantage of the installation is that the refining process is carried out at low and medium vacuum in the same crucible with melting of the melt through the hole in the bottom, which limits the possibilities of refining.
В основу корисної моделі поставлено задачу створення електронно-променевої установки, в плавильній камері якої є зони для розміщення проміжної ємності і горизонтальногоThe basis of a useful model is the task of creating an electron beam installation, in the melting chamber of which there are zones for placing an intermediate container and a horizontal
Зо кристалізатора з проведенням обігріву відповідно низьковакуумною і середньовакуумною гарматами високовольтного тліючого розряду.From the crystallizer with heating, respectively, by low-vacuum and medium-vacuum high-voltage glow discharge guns.
Поставлена задача вирішується тим, що в установці для електронно-променевої плавки і рафінування кремнію з одержанням плоского злитка в горизонтальному кристалізаторі, що складається з технологічної камери з розміщеними в ній пристроєм для подачі неочищеного кремнію на переплав, проміжною ємністю, горизонтальним кристалізатором і щонайменше двома гарматами високовольтного тліючого розряду, згідно з корисною моделлю, технологічна камера розділена вакуумною перегородкою на дві зони, в першій з яких розміщений пристрій для подачі неочищеного кремнію на переплав, проміжна ємність і щонайменше одна низьковакуумна гармата високовольтного тліючого розряду, а в другій - горизонтальний кристалізатор і щонайменше одна середньовакуумна гармата високовольтного тліючого розряду, причому, перша зона оснащена пристроєм для подачі рафінуючого газу.The task is solved by the fact that in the installation for electron beam melting and refining of silicon with the production of a flat ingot in a horizontal crystallizer, which consists of a technological chamber with devices placed in it for feeding crude silicon to remelting, an intermediate tank, a horizontal crystallizer and at least two guns high-voltage glow discharge, according to a useful model, the technological chamber is divided by a vacuum partition into two zones, in the first of which there is a device for supplying raw silicon to remelting, an intermediate tank and at least one low-vacuum high-voltage glow discharge gun, and in the second - a horizontal crystallizer and at least one medium-vacuum high-voltage glow discharge gun, and the first zone is equipped with a device for supplying refining gas.
Суть корисної моделі пояснюється кресленням, на якому приведена схема установки в розрізі.The essence of the useful model is explained by the drawing, which shows the diagram of the installation in section.
Технологічна камера 1 установки розділена вакуумною перегородкою 2 на дві зони А і Б. В зоні А розміщено пристрій З для подання заготівки 4 неочищеного кремнію на переплав, проміжна ємність 5, пристрій для введення в зону А рафінуючого газу б і низьковакуумна гармата ВТР 7, що забезпечує плавлення заготівки 4 і обігрів розплаву в ємності 5. Проміжна ємність 5 виконана водоохолоджуваною, а її зливний носок 8 забезпечує зливання розплаву в горизонтальний кристалізатор 9, який розміщений в зоні Б, в якій також розміщено середньовакуумну гармату ВТР 10, що забезпечує обігрів розплаву в кристалізаторі 9.The technological chamber 1 of the installation is divided by a vacuum partition 2 into two zones A and B. In zone A there is a device C for feeding the blank 4 of crude silicon for remelting, an intermediate tank 5, a device for introducing refining gas b into zone A, and a low-vacuum gun VTR 7, which ensures the melting of the workpiece 4 and the heating of the melt in the container 5. The intermediate container 5 is water-cooled, and its discharge nozzle 8 ensures the melting of the melt into the horizontal crystallizer 9, which is located in zone B, which also houses the medium vacuum gun VTR 10, which ensures the heating of the melt in crystallizers 9.
Робота установки відбувається таким чином. Після завершення підготовки установки до плавки і її герметизації в зоні А камери 1 низьковакуумною гарматою ВТР 7 починають плавити заготівку неочищеного кремнію 4 і розплав, що утворюється, стікає в проміжну ємність 5. У зоніThe installation works as follows. After the preparation of the installation for melting and its sealing in zone A of the chamber 1, the low-vacuum gun of the VTR 7 begins to melt the raw silicon blank 4, and the resulting melt flows into the intermediate container 5. In the zone
А підтримується тиск не менше 100 Па шляхом введення в атмосферу зони А рафінуючого газу через пристрій 6. Це забезпечує розвиток процесу рафінування, наприклад, від бору, внаслідок утворення летких з'єднань. Розплав, що накопичується в проміжній ємності 5 перетікає через зливний носок 8 в зону Б в кристалізатор 9, де він обігрівається середньовакуумною гарматоюAnd a pressure of at least 100 Pa is maintained by introducing refining gas into the atmosphere of zone A through device 6. This ensures the development of the refining process, for example, from boron, due to the formation of volatile compounds. The melt accumulated in the intermediate container 5 flows through the discharge nozzle 8 into zone B into the crystallizer 9, where it is heated by a medium-vacuum gun
ВТР 10. У зоні Б підтримується тиск близько 1 Па, що створює сприятливі умови для видалення домішок, що легко випаровуються, наприклад, алюмінію. Разом з рафінуванням внаслідок бо поверхневого випаровування в кристалізаторі 9 створюються сприятливі умови для спрямованого твердіння кремнію завдяки обігріву поверхні розплаву електронним променем, генерованим гарматою 10. Таким чином, установка вирішує завдання як рафінування кремнію, так і формування з нього плоского злитка.VTR 10. In zone B, a pressure of about 1 Pa is maintained, which creates favorable conditions for the removal of impurities that evaporate easily, for example, aluminum. Along with refining, as a result of surface evaporation in the crystallizer 9, favorable conditions are created for the directional solidification of silicon due to the heating of the surface of the melt by the electron beam generated by the gun 10. Thus, the installation solves the task of both refining silicon and forming a flat ingot from it.
Вірогідною сферою застосування пропонованої установки може бути отримання злитків кремнію для виготовлення пластин фотоелектричних перетворювачів сонячної енергії, а також плоских злитків інших металів, наприклад, жароміцних або титанових сплавів.A probable field of application of the proposed installation may be the production of silicon ingots for the production of plates of photovoltaic solar energy converters, as well as flat ingots of other metals, for example, heat-resistant or titanium alloys.
Джерела інформації: 1. Патон Б.Е. Злектронно-лучевая плавка /Б.Е. Патон, Н.П. Тригуб, Д.А. Козлитин (и др.| - К.:Sources of information: 1. Paton B.E. Electron-beam melting / B.E. Paton, N.P. Trygub, D.A. Kozlytyn (and others) - K.:
Наук. думка, 1997. -С. 244-255. 2. А.б. СССР Мо 302964, МКИ С220 7/08. Опубл. 15.06.1970. 3. Патент України Мо 105577, МПК С21С 5/56, С228 9/04, СО1В 33/037. Опубл. 26.05.2014.Science opinion, 1997. -S. 244-255. 2. A.b. USSR Mo 302964, MKY C220 7/08. Publ. 15.06.1970. 3. Patent of Ukraine Mo 105577, IPC С21С 5/56, С228 9/04, СО1В 33/037. Publ. 05/26/2014.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAU201608975U UA115999U (en) | 2014-10-13 | 2014-10-13 | ELECTRONIC RADIATION INSTALLATION FOR A FLAT SILICON INGOLD |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAU201608975U UA115999U (en) | 2014-10-13 | 2014-10-13 | ELECTRONIC RADIATION INSTALLATION FOR A FLAT SILICON INGOLD |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA115999U true UA115999U (en) | 2017-05-10 |
Family
ID=74197986
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UAU201608975U UA115999U (en) | 2014-10-13 | 2014-10-13 | ELECTRONIC RADIATION INSTALLATION FOR A FLAT SILICON INGOLD |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
UA (1) | UA115999U (en) |
-
2014
- 2014-10-13 UA UAU201608975U patent/UA115999U/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10961605B2 (en) | Method for producing magnesium by distillation | |
EP3029165B1 (en) | Method for separating gold-silver alloys by vacuum distillation and device for realization thereof | |
MX2019012147A (en) | Method for producing metal powders by means of gas atomization and production plant of metal powders according to such method. | |
CN104032151A (en) | An EB cold hearth smelting method of TC4 titanium alloy ingots | |
CN103608141A (en) | Low cost processing to produce spherical titanium and titanium alloy powder | |
WO2010068140A1 (en) | Method and apparatus for electron-beam or plasma-jet melting of metal from a crystallizer into a crystallizer | |
JP5144999B2 (en) | Material purification method | |
EP1845325A4 (en) | Apparatus for melting metal by electron beams and process for producing high-melting metal ingot using this apparatus | |
CN105350027A (en) | Method for preparing titanium powder | |
RU2515411C1 (en) | Method of titanium-based alloys production | |
CN203768482U (en) | Novel vacuum electron beam smelting furnace | |
UA115999U (en) | ELECTRONIC RADIATION INSTALLATION FOR A FLAT SILICON INGOLD | |
RU2360014C2 (en) | Vacuum arc-refining skull furnace | |
RU2014154385A (en) | METHOD FOR DIRECT REDUCTION OF MATERIALS CONTAINING METAL OXIDES WITH PRODUCTION OF METAL MELT AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE METHOD | |
RU2014124752A (en) | METHOD OF STARTING THE Smelting Process | |
JP2006206965A (en) | Method and system for producing high purity metal | |
US20120297832A1 (en) | Silicon vacuum melting method | |
RU2209842C2 (en) | Metal melting and pouring method | |
CN105378120A (en) | Apparatus and method for sequential melting and refining in a continuous process | |
RU2612867C2 (en) | Method of melting highly reactive metals and alloys based thereon and device therefor | |
RU2660784C2 (en) | Device for vacuum melting of refractory and reactive metals | |
RU2382092C2 (en) | Remelting method of titanic sponge or powder and device for its implementation | |
RU155761U1 (en) | NON-CONSUMABLE ELECTRODE ELECTRIC SLAG REMOVING FURNACE | |
RU2403120C2 (en) | Plant to cast metal blanks | |
RU2598020C2 (en) | Method and device for production of laminated ingots |