一种铸锭炉用下料管的制作方法

文档序号:39349553发布日期:2024-09-13 10:58阅读:87来源:国知局

本技术涉及铸锭下料,具体涉及一种铸锭炉用下料管。


背景技术:

1、目前多晶硅铸锭采用的方式是,在石英坩埚中装入硅料,在铸锭炉中高温熔化,然后从底部冷却,定向凝固形成铸锭。由于装入坩埚的硅料为大小不一的块状硅料,料之间有一定的空隙,硅料融化后坩埚上部会有一定的余量。如果在硅料融化后在坩埚中再次加入一定量的硅料,可以提高铸锭石英坩埚的利用率,提高单台铸锭炉的产能,降低铸锭生产成本。

2、但是在进行硅料添加时,如果下料管中硅料不控制速度,高速冲入坩埚硅溶液时,会在硅熔液表面会产生较大的冲击力,由于硅料的加入引起的硅熔液的扰动可能会冲击到坩埚内表面的氮化硅涂层,使部分氮化硅涂层脱落引起铸锭粘埚。

3、在铸锭过程中需要通入氩气作为保护气体,防止炉内各类部件的氧化,同时带走炉内的挥发性杂质气体。目前采用直筒型进气,气流经过直筒状端口直接导出的方式存在气流流速慢,导出的气体覆盖硅料表面积小,容易形成紊流等的缺点,导致杂质气体的排出不充分,特别是随着硅锭尺寸越来越大,气流覆盖面积与流速愈加不足。


技术实现思路

1、针对现有技术的不足,本实用新型提供一种铸锭炉用下料管,可有效降低下料对坩埚内硅溶液的搅动,防止坩埚内表面氮化硅涂层脱落引起铸锭粘埚的现象发生,同时增加氩气覆盖面积,使其携带更多杂质气体,提升铸锭质量。

2、本实用新型是通过如下技术方案实现的:

3、提供一种铸锭炉用下料管,铸锭炉的上方分别设置有料仓、升降机构和排气管,铸锭炉的炉腔内设置有分别与料仓和升降机构连接的下料管机构,下料管机构包括移动下料仓,移动下料仓的进料口通过波纹管与伸入炉腔内的接料管连接,接料管上端在炉腔外与料仓连通并安装有出料阀,移动下料仓的出料口竖向连接有呈倒y形的下料管,移动下料仓的上部竖向连接有导向杆,导向杆的上端穿出铸锭炉外并与升降机构连接,导向杆内设空腔,其上部在炉腔外连通有氩气气管,其下部在炉腔内通过连接管连接有套设在下料管的竖管外的环形盘管,环形盘管上均匀开设有出气孔道。

4、进一步的,下料管下部的两个下料口的内径小于下料管上部的内径。

5、下料管的两个下料口内径小于下料管上部内径,可以降低下料速度,以减小对硅液面的冲击。

6、进一步的,出气孔道向下倾斜开设在环形盘管的下侧壁上。

7、出气孔道向下倾斜开设在环形盘管的下侧壁上,使得氩气吹出后可向四周斜向扩散,并在硅液面平铺吹散,可扩大吹拂范围,以便于带走更多的杂质气体。

8、进一步的,排气管内固定连接有环形挡板,环形挡板的外径与排气管内径相同,环形挡板上设置有一个半径大于环形挡板内径的密封盘,密封盘表面中心固定有柱形配重块,排气管内在密封盘上方通过支架固定有与柱形配重块同轴的固定套,柱形配重块滑动设置在固定套内。

9、排气管内的环形挡板用于与密封盘配合,密封盘通过上面设置的配重块利用自重对环形挡板的环形口进行密封,配重块滑动设置在固定套内,当炉体内的压力超过设定配重块的重量时,气体会顶开密封盘经排气管排出,而压力减小后,密封盘在柱形配重块的重力作用下利用固定套的导向再次压设到环形挡板上实现对炉体的密封。

10、进一步的,环形挡板的表面镶嵌安装有与密封盘配合的o形密封圈。

11、环形挡板上设置的o形密封圈可与密封盘配合,实现对炉体内外的密封隔绝。

12、进一步的,升降机构包括竖向安装在铸锭炉顶部的立柱,立柱内设安装腔并在安装腔内转动安装有丝杠,丝杠上螺纹连接有螺母,立柱顶部安装有驱动丝杠转动的伺服电机,立柱表面竖向开设有与空腔连通的导向滑道,并在导向滑道上滑动设置有与螺母连接的滑块,滑块与导向杆垂直连接。

13、升降机构利用丝杠转动,螺母带动滑块上下位移,进而带动导向杆上下移动,在需要下料时,通过控制导向杆下移带动内部的下料移动仓下降使其下端的下料管移动至坩埚内硅液面上方,再开始下料,可大大降低下料时硅原料对液面的冲击,进而降低坩埚内表面涂层因冲击造成脱落的情况发生。

14、本实用新型的有益效果:

15、本实用新型利用升降机构带动导向杆下移,使得对铸锭炉下料时,控制下料管的高度,降低下料时硅原料对坩埚内液面的冲击,同时配合倒y形的下料管,相比于直立的下料管,能有效降低硅原料的下落速度,斜向缓慢进入坩埚内,进而减少冲击,防止坩埚内表面氮化硅涂层脱落引起铸锭粘埚的现象发生,同时由于下料管外环设有一个环形盘管,并通过导向杆的空腔与连接管连通氩气气管,使得下料时,环形盘管下侧面的出气孔道向液面四周吹拂氩气,扩散氩气吹拂面积,提升氩气覆盖面积,使其携带更多杂质气体,提升铸锭质量。

16、另外,本实用新型的排气管内设置利用自重控制排气压力的密封盘,可防止铸锭炉的炉腔内部压力突然增大而发生爆炸,增加铸锭炉的安全性,相比于采用防爆阀的设计,本实用新型更加安全,不会发生因防爆阀冲开后冲击隔壁炉体或者并联炉体,引起二次爆炸的事故。



技术特征:

1.一种铸锭炉用下料管,其特征在于:铸锭炉的上方分别设置有料仓、升降机构和排气管,铸锭炉的炉腔内设置有分别与料仓和升降机构连接的下料管机构,下料管机构包括移动下料仓,移动下料仓的进料口通过波纹管与伸入炉腔内的接料管连接,接料管上端在炉腔外与料仓连通并安装有出料阀,移动下料仓的出料口竖向连接有呈倒y形的下料管,移动下料仓的上部竖向连接有导向杆,导向杆的上端穿出铸锭炉外并与升降机构连接,导向杆内设空腔,其上部在炉腔外连通有氩气气管,其下部在炉腔内通过连接管连接有套设在下料管的竖管外的环形盘管,环形盘管上均匀开设有出气孔道。

2.根据权利要求1所述的铸锭炉用下料管,其特征在于:下料管下部的两个下料口的内径小于下料管上部的内径。

3.根据权利要求1所述的铸锭炉用下料管,其特征在于:出气孔道向下倾斜开设在环形盘管的下侧壁上。

4.根据权利要求1所述的铸锭炉用下料管,其特征在于:排气管内固定连接有环形挡板,环形挡板的外径与排气管内径相同,环形挡板上设置有一个半径大于环形挡板内径的密封盘,密封盘表面中心固定有柱形配重块,排气管内在密封盘上方通过支架固定有与柱形配重块同轴的固定套,柱形配重块滑动设置在固定套内。

5.根据权利要求4所述的铸锭炉用下料管,其特征在于:环形挡板的表面镶嵌安装有与密封盘配合的o形密封圈。

6.根据权利要求1所述的铸锭炉用下料管,其特征在于:升降机构包括竖向安装在铸锭炉顶部的立柱,立柱内设安装腔并在安装腔内转动安装有丝杠,丝杠上螺纹连接有螺母,立柱顶部安装有驱动丝杠转动的伺服电机,立柱表面竖向开设有与空腔连通的导向滑道,并在导向滑道上滑动设置有与螺母连接的滑块,滑块与导向杆垂直连接。


技术总结
本技术涉及一种铸锭炉用下料管,铸锭炉的上方分别设置料仓、升降机构和排气管,铸锭炉炉腔内设置下料管机构,下料管机构包括移动下料仓,移动下料仓进料口通过波纹管与伸入炉腔内接料管连接,接料管上端与料仓连通并安装出料阀,移动下料仓出料口竖向连接呈倒Y形的下料管,移动下料仓上部竖向连接导向杆,导向杆上端穿出铸锭炉外并与升降机构连接,导向杆内设空腔,其上部连通氩气气管,其下部通过连接管连接套设在下料管竖管外的环形盘管,环形盘管上均匀开设出气孔道。本技术可有效降低下料对坩埚内硅溶液的搅动,防止坩埚内表面氮化硅涂层脱落引起铸锭粘埚的现象发生,同时增加氩气覆盖面积,使其携带更多杂质气体,提升铸锭质量。

技术研发人员:曹培生
受保护的技术使用者:港大智能制造(山东)有限公司
技术研发日:20240201
技术公布日:2024/9/12
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