一种搅拌罐及搅拌部件的制作方法

本实用新型涉及铸锭坩埚制造技术领域，更具体地说，涉及一种搅拌罐及搅拌部件。

背景技术：

在硅太阳能电池的硅片生产中，由于长晶方式的不同，可分为单晶硅片和多晶硅片。通常单晶硅片电池的价格较高(3.2元/片)，制造出的单晶电池的光电转化效率为20.4％左右，多晶硅片的价格略低(2.4元/片)，多晶电池的光电转化效率为18.6％左右，综合投资成本和收益，多晶硅电池的市场份额略高于单晶硅电池。在多晶硅电池的生产中，需要以熔融石英陶瓷方坩埚为容器，将多晶硅料铸成硅锭，常用的熔融石英方坩埚的规格有G5-480、G6-540和G7-540。

石英陶瓷方坩埚的生产工艺主要有两种工艺：注浆成型和注凝成型。其中，注浆成型是把高纯石英浆料浇注在石膏模具中，通过石膏模具的毛细孔的吸力使浆料脱水使之成为制品，适用于形状简单或尺寸要求不高制品的批量成型；注凝成型是在低粘度高固相含量的料浆中加入有机单体，在催化剂和引发剂的作用下，使料浆中的有机单体交联聚合成三维网状结构，从而使料浆原位固化成型，制作流程为制备原浆--均化原浆--混料--真空除泡--浇注--脱模--养护--喷砂--切边&倒角-半检修坯--干燥--烧结--检验--清洗--干燥--制作涂层--检验--包装入库。

然而，注凝坩埚的混料过程会引入大量的气泡，为了保证熔融石英方坩埚在铸锭时的品质，需要设置搅拌部件位置、搅拌速度、设备真空度和搅拌时间等参数以降低坩埚中的气泡，这就要求搅拌部件对石英料浆不能造成污染。现有技术中，为了保证使用时间足够长以及减少浆料污染，选用的是含量不低于95％的氧化锆材质搅拌部件，而由于氧化锆搅拌部件的结构复杂，纯度要高，导致该类产品的造价昂贵。2018年的“5.31光伏新政”以来，多晶硅电池的硅片、电池片和组件降价幅度很大，其中156mm直径的多晶硅硅片的价格由新政之前的2.9元/片下降到目前的2.4元/片，降幅高达17.2％，因此，多晶硅铸锭用的熔融石英方坩埚的降价压力很大，因此，设计一种低成本的搅拌部件，对降低熔融石英方坩埚的生产成本十分重要。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种搅拌罐及搅拌部件，能够在不污染最终制成品的基础上，降低坩埚制造成本。

本实用新型提供的搅拌部件，具有硬质搅拌骨架，所述硬质搅拌骨架包括主体和固定在所述主体的末端的叶片，所述硬质搅拌骨架的全部表面具有塑料涂层。

优选的，在上述搅拌部件中，所述硬质搅拌骨架为不锈钢搅拌骨架。

优选的，在上述搅拌部件中，所述塑料涂层为聚氨酯涂层。

优选的，在上述搅拌部件中，所述塑料涂层的厚度范围为5mm至30mm。

优选的，在上述搅拌部件中，所述硬质搅拌骨架的厚度范围为2mm至5mm。

优选的，在上述搅拌部件中，所述叶片的数量为3个至5个。

优选的，在上述搅拌部件中，所述叶片具有等腰梯形截面。

本实用新型提供的一种搅拌罐，设置有如上面任一项所述的搅拌部件。

优选的，在上述搅拌罐中，所述搅拌部件设置于所述搅拌罐的非中心部位。

优选的，在上述搅拌罐中，所述搅拌部件设置的位置距离所述搅拌罐在水平面上的中心点100mm至150mm。

从上述技术方案可以看出，本实用新型所提供的搅拌部件，由于具有硬质搅拌骨架，所述硬质搅拌骨架包括主体和固定在所述主体的末端的叶片，因此能够形成有力的支撑，保证搅拌过程中不至于折断，保证使用寿命，而且由于所述硬质搅拌骨架的全部表面具有塑料涂层，因此能够将该骨架与外界的熔体隔离开，避免对熔体造成污染，从而，能够在不污染最终制成品的基础上，降低坩埚制造成本。另外，本申请提供的搅拌罐由于具有上述搅拌部件，因此也能够在不污染最终制成品的基础上降低坩埚制造成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一个搅拌部件的实施例的示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心在于提供一种搅拌罐及搅拌部件，能够在不污染最终制成品的基础上，降低坩埚制造成本。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本申请提供的一个搅拌部件的实施例如图1所示，图1为本申请提供的一个搅拌部件的实施例的示意图，该搅拌部件具有硬质搅拌骨架1，该硬质搅拌骨架1选用的材质只要足够硬即可，而且其使用环境为含水率7％的熔融石英浆料，石英的纯度为99.9％，从经济性、强度和不生锈的角度考虑，该硬质搅拌骨架不能选用生锈的材质，因为生锈会造成所搅拌的液体发生污染，其作用在于保证搅拌过程中不发生变形，维持搅拌的正常进行，例如，可以使用成本较低的不锈钢材质，例如304不锈钢、316不锈钢或者400不锈钢，另外，还可采用铝合金系列或铜系列的材质，虽然成本较高，但是支撑效果也好，这都是可视具体情况而定的，该硬质搅拌骨架1包括主体101和固定在主体101的末端的叶片102，叶片和主体之间可以是可拆卸式的连接，可以通过定位螺栓或凹槽连接，保证叶片的涂层能在在坩埚烧结时烧掉，拆卸方便，而且能正反装，该叶片102的形状可以是水滴形、椭圆体形或者等腰梯形，这些形状的叶片都能够对液体形成有力的搅拌，而且，该硬质搅拌骨架1的全部表面具有塑料涂层2，要求其具有足够的耐磨性，能够把所有的骨架保护起来，避免金属杂质污染到所搅拌的液体，而且在实际操作时还需要控制该硬质搅拌骨架的上下移动，如果操作不当可能碰到容器壁，因此这种塑料涂层2就能够对骨架形成保护，其软性材质不容易被碰破，且具有一定的缓冲效果，即使触碰到容器壁也不会产生较大损伤，从而保证不会污染液体，其选用的塑料材质可以根据所需要搅拌的液体的温度而定，必须耐相应的高温，例如可以采用聚氨酯的材质、PO材质或者聚四氟乙烯材质等等，材料纯度不小于99.9％，而且搅拌部件在使用时，会有少量的涂层材料进入到料浆中，需要将其在坩埚烧结时完全烧掉，因此要求该材质在被烧掉之后不会向最终产品内导入杂质，这种搅拌部件具有现有技术中采用的氧化锆搅拌部件同样的效果，但是制作成本得到大大的降低，具体的氧化锆搅拌部件的单价是3万，可使用寿命为2年，而本申请提供的这种搅拌部件的单价为300元，每件使用寿命为1个月，两年的成本为7200元，而且当塑料涂层2产生磨损之后，还可以继续以原来的骨架为基础，继续在其上制作塑料涂层，实现骨架的循环利用，成本可以得到进一步降低，可见该搅拌部件相对于氧化锆搅拌部件具有更高的性价比。

从上述技术方案可以看出，本申请提供的上述搅拌部件，由于具有硬质搅拌骨架，硬质搅拌骨架包括主体和固定在主体的末端的叶片，因此能够形成有力的支撑，保证搅拌过程中不至于折断，保证使用寿命，而且由于硬质搅拌骨架的全部表面具有塑料涂层，因此能够将该骨架与外界的熔体隔离开，避免对熔体造成污染，从而，能够在不污染最终制成品的基础上，降低坩埚制造成本。另外，本申请提供的搅拌罐由于具有上述搅拌部件，因此也能够在不污染最终制成品的基础上降低坩埚制造成本。

在一个具体的实施例中，塑料涂层2的厚度范围优选为5mm至30mm，如果厚度小于5mm则该图层很容易被磨损掉，导致使用寿命过短，而当涂层厚度大于30mm时，搅拌时该涂层容易和骨架分离，这也成为搅拌过程中的一种风险，因此基于上述原因采用了该优选范围，兼顾使用寿命和避免风险两方面的要求。

同时，硬质搅拌骨架1的厚度范围可选为2mm至5mm，更进一步的实施例中，可以将该厚度选为3mm，由于骨架太厚需要的材料较多，导致制作成本增加，性能并无增益，而骨架厚度太薄，则承受不住长时间的搅拌受力，结构易疲劳开裂，因此采用该优选方案，既保证其具有足够高的强度，又不至于成本过高。

另一个具体的实施例中，叶片102的数量选为3个至5个，这样可以以较低的制作成本获取较好的搅拌效果，搅拌时的分散效果更好，进一步的，硬质搅拌骨架水平放置时，其叶片与水平面之间夹角范围为10°至60°，还可以更进一步优选为30°和45°这两个方案，而且叶片的搅拌直径范围可优选为250mm至350mm，进一步的方案是300mm的搅拌直径，当然还可以根据实际需要来选用具体数值，此处并不构成限制。

一个具体的例子是叶片102具有等腰梯形截面，这样加工起来更加容易，因此从成本的考虑来说，可选用这种形状的叶片，当然在一些其他要求更高的情况下，也可以选用椭圆体型等形状的叶片，此处并不限制。

另外，本申请还提供了一种搅拌罐，由于设置有上面任一类型的搅拌部件，因此既降低了搅拌工序的生产成本，使用时又不易损坏，降低设备的损坏率，叶片还可回收利用，可进一步降低搅拌叶的使用成本。

为了解决搅拌时产生的气泡问题，可以将搅拌部件设置于搅拌罐的非中心部位，一个优选的实施例是将搅拌部件设置的位置距离搅拌罐在水平面上的中心点100mm至150mm。，还可以对搅拌速度和时长进行相应的设定，例如第一个阶段搅拌25～35分钟，搅拌速度120～160r/min，第二个阶段搅拌25～35分钟，搅拌速度60～80r/min。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。