UA115999U - ELECTRONIC RADIATION INSTALLATION FOR A FLAT SILICON INGOLD - Google Patents

ELECTRONIC RADIATION INSTALLATION FOR A FLAT SILICON INGOLD Download PDF

Info

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
Application number
UAU201608975U
Other languages
Ukrainian (uk)
Inventor
Сергій Васильович Ладохін
Тамара Володимирівна Лапшук
Микола Іванович Левицький
Original Assignee
Фізико-Технологічний Інститут Металів Та Сплавів Нан України
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Фізико-Технологічний Інститут Металів Та Сплавів Нан України filed Critical Фізико-Технологічний Інститут Металів Та Сплавів Нан України
Priority to UAU201608975U priority Critical patent/UA115999U/en
Publication of UA115999U publication Critical patent/UA115999U/en

Links

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)

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Установка для електронно-променевої плавки і рафінування кремнію з отриманням плоского злитка в горизонтальному кристалізаторі, що 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), яка відрізняється тим, що 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. жи Тенти КОВО не пе он ОК ВНИМ ЗК: ня Соні ОН і і ТЕХ й й її -ї Шен Я КІ ТА НВ йо кни МИНЕ НН НЕ І А ЗЕ НН о НИ МЕ НЕ ЩЕ ри ЛИ НА а с В НИ НЕ ШЕ НК ШИ шт а ов чи ВИМ,USEFUL MODEL FORMULA An installation for electron beam melting and refining of silicon with the production of a flat ingot in a horizontal crystallizer, consisting of a technological chamber with a device placed in it for feeding unrefined silicon to remelting, an intermediate tank, a horizontal crystallizer, at least two high-voltage glow discharge guns (VTR), which is distinguished by the fact that the technological chamber is divided by a vacuum partition into two zones, in the first of which there is a device for supplying unrefined silicon to the remelt, an intermediate container, and at least one low-vacuum VTR gun, and in the second - a horizontal crystallizer and at least one medium-vacuum VTR gun, and the first zone is equipped with a device for supplying refining gas. zhi Tenty KOVO ne pe he OK VNYM ZK: nya Soni ON i and THEH y and her -i Shen I KI TA NV yo kny MINE NN NO I A ZE NN o NI ME NE SCHE ry LY NA a s V NI NE SHE NK ШЩ шта ов or VIM,
UAU201608975U 2014-10-13 2014-10-13 ELECTRONIC RADIATION INSTALLATION FOR A FLAT SILICON INGOLD UA115999U (en)

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)

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