專利名稱：一種用于鑄錠爐的排雜方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光伏領(lǐng)域，特別是涉及一種用于鑄錠爐的排雜方法。
背景技術(shù)：
鑄錠爐是光伏行業(yè)的專用設(shè)備，是生產(chǎn)多晶硅錠的必需設(shè)備，該設(shè)備能自動(dòng)或手動(dòng)完成鑄徒過程。鑄錠爐設(shè)備生產(chǎn)多晶硅錠的過程包括硅料加熱、硅料熔化、硅錠生長、硅錠退火、硅錠冷卻。硅料加熱時(shí)需充入氬氣保護(hù)，所以在加熱前期，將裝有硅料的坩堝裝入鑄錠爐后，首先進(jìn)行抽真空操作，直到鑄錠爐內(nèi)真空條件達(dá)到鑄錠爐運(yùn)行所要求的真空要求后，再進(jìn)行硅料加熱、硅料熔化、硅錠生長、硅錠退火、硅錠冷卻等工藝步驟。
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加熱過程中鑄錠爐內(nèi)的水分、油脂等可揮發(fā)性物質(zhì)隨著溫度的升高將會(huì)揮發(fā)，變?yōu)闅鈶B(tài)，抽真空操作可將大部分氣體抽走，但不可能將鑄錠爐內(nèi)的氣體全部抽走，即鑄錠爐內(nèi)的壓力不可能達(dá)到極限真空，殘留在鑄錠爐內(nèi)的雜質(zhì)氣體和經(jīng)過高溫?fù)]發(fā)的氣體將有部分殘留在鑄錠爐內(nèi)，此部分氣體中有一定比例的氧氣，在高溫時(shí)，氧氣將會(huì)氧化硅料和加熱器，影響娃錠的質(zhì)量和加熱器的壽命。娃錠中的氧含量和其它雜質(zhì)含量是反應(yīng)娃錠品質(zhì)的重要指標(biāo),所以減少雜質(zhì)含量將有效提聞娃淀品質(zhì)。因此，如何提高鑄錠爐生產(chǎn)硅錠的品質(zhì)，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前急需解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于鑄錠爐的排雜方法，該排雜方法能夠提高鑄錠爐生廣娃淀的品質(zhì)。為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明提供了一種用于鑄錠爐的排雜方法，包括以下步驟I)對(duì)鑄錠爐內(nèi)抽真空；2)向鑄錠爐內(nèi)通入預(yù)定流量的惰性氣體，使鑄錠爐內(nèi)的壓強(qiáng)達(dá)到第一預(yù)設(shè)壓強(qiáng)值；3)對(duì)鑄錠爐內(nèi)再次抽真空。優(yōu)選地，步驟2)和步驟3)進(jìn)行多次循環(huán)。優(yōu)選地，步驟2)中鑄錠爐內(nèi)通入惰性氣體后，其壓強(qiáng)小于第二預(yù)設(shè)壓強(qiáng)值。優(yōu)選地，排雜過程中鑄錠爐內(nèi)的溫度始終低于1000攝氏度。優(yōu)選地，所述惰性氣體為氬氣。優(yōu)選地，步驟I中抽真空后，鑄錠爐內(nèi)的壓強(qiáng)值位于O. 006毫巴到O. 01毫巴的區(qū)間內(nèi)。優(yōu)選地，所述第一預(yù)設(shè)壓強(qiáng)值位于200毫巴到600毫巴的區(qū)間內(nèi)。
優(yōu)選地，步驟3中抽真空后，鑄錠爐內(nèi)的壓強(qiáng)值不大于O. I毫巴。優(yōu)選地，所述第二預(yù)設(shè)壓強(qiáng)值大于600毫巴。本發(fā)明提供的用于鑄錠爐的排雜方法，用于鑄錠爐加熱的前期，先對(duì)鑄錠爐內(nèi)進(jìn)行抽真空操作,此時(shí),鑄錠爐內(nèi)的大部分氣體和雜質(zhì)被抽走,還留有小部分的含氧氣體和雜質(zhì)。之后向鑄錠爐內(nèi)充入惰性氣體，在充入惰性氣體的過程中，鑄錠爐內(nèi)剩余的含氧氣體和雜質(zhì)將與惰性氣體混合，當(dāng)鑄錠爐內(nèi)的壓強(qiáng)達(dá)到一定時(shí)，即可停止充氣，此時(shí)，含氧氣體和雜質(zhì)與惰性氣體已充分混合。然后再對(duì)鑄錠爐進(jìn)行抽真空操作，使鑄錠爐內(nèi)的壓強(qiáng)達(dá)到鑄錠爐運(yùn)行的要求即可，此過程中抽出的惰性氣體將帶走大量的含氧氣體和雜質(zhì)，減少了生產(chǎn)硅錠的環(huán)境中的氧氣和雜質(zhì)。硅錠中的含氧量和雜質(zhì)是反應(yīng)硅錠品質(zhì)的重要指標(biāo)，減少了鑄淀爐內(nèi)氧氣和雜質(zhì)的含量，就有效的提聞了娃淀的品質(zhì)。一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，對(duì)鑄錠爐進(jìn)行多次充氣并抽真空的操作，即對(duì)步驟2)和步驟3)進(jìn)行多次循環(huán)，在每次循環(huán)時(shí)，步驟3)抽真空操作后鑄錠爐內(nèi)的壓強(qiáng)值可以高于步驟I)中抽真空操作后的壓強(qiáng)值，并且，每一次鑄錠爐被抽真空時(shí)達(dá)到的壓強(qiáng)值都可以高于前一次被抽真空時(shí)達(dá)到的壓強(qiáng)值。每一次的充氣并抽真空操作都將帶走大部分上一次剩余的含氧氣體和雜質(zhì)，反復(fù)的操作會(huì)更加充分的排出氧氣和雜質(zhì)，很大程度上減少了鑄錠爐內(nèi)的氧氣和雜質(zhì)的含量，使得娃淀的品質(zhì)得到了有效的提聞。優(yōu)選地，步驟2)中鑄錠爐內(nèi)通入惰性氣體后，其壓強(qiáng)小于第二預(yù)設(shè)壓強(qiáng)值。優(yōu)選地，排雜過程中鑄錠爐內(nèi)的溫度始終低于1000攝氏度。優(yōu)選地，所述惰性氣體為氬氣。


圖I為本發(fā)明所提供的用于鑄錠爐的排雜方法一種具體實(shí)施方式
的流程圖；圖2為本發(fā)明所提供的用于鑄錠爐的排雜方法另一種具體實(shí)施方式
的流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的核心是提供一種用于鑄錠爐的排雜方法，該排雜方法能夠提高鑄錠爐生廣娃淀的品質(zhì)。為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。請(qǐng)參考圖1，圖I為本發(fā)明所提供的用于鑄錠爐的排雜方法一種具體實(shí)施方式
的流程圖。在一種具體的實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種用于鑄錠爐的排雜方法，包括以下步驟步驟S11，對(duì)鑄錠爐內(nèi)抽真空；此排雜方法，用于鑄錠爐加熱的前期，先對(duì)鑄錠爐進(jìn)行抽真空操作，此時(shí)，鑄錠爐內(nèi)的大部分含氧氣體和雜質(zhì)被抽走，還留有小部分的含氧氣體和雜質(zhì)。步驟S12，向鑄錠爐內(nèi)通入預(yù)定流量的氬氣，使鑄錠爐內(nèi)的壓強(qiáng)達(dá)到第一預(yù)設(shè)壓強(qiáng)、值；在充入氬氣的過程中，鑄錠爐內(nèi)剩余的含氧氣體和雜質(zhì)將與氬氣混合，當(dāng)鑄錠爐內(nèi)的壓強(qiáng)達(dá)到一定時(shí)，即可停止充氣，此時(shí)，含氧氣體和雜質(zhì)與氬氣已充分混合。步驟S13，對(duì)鑄錠爐 內(nèi)再次抽真空；此時(shí)，使鑄錠爐內(nèi)的壓強(qiáng)達(dá)到鑄錠爐運(yùn)行的要求即可，此過程中抽出的氬氣將帶走大量的含氧氣體和雜質(zhì)，減少了生產(chǎn)硅錠的環(huán)境中的氧氣和雜質(zhì)。娃錠中的含氧量和雜質(zhì)是反應(yīng)娃錠品質(zhì)的重要指標(biāo),減少了鑄錠爐內(nèi)氧氣和雜質(zhì)的含量，就有效的提聞了娃淀的品質(zhì)。請(qǐng)參考圖2，圖2為本發(fā)明所提供的用于鑄錠爐的排雜方法另一種具體實(shí)施方式
的流程圖。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種用于鑄錠爐的排雜方法，包括以下步驟步驟S21，對(duì)鑄錠爐內(nèi)抽真空；步驟S22，向鑄錠爐內(nèi)通入預(yù)定流量的氬氣，使鑄錠爐內(nèi)的壓強(qiáng)達(dá)到第一預(yù)設(shè)壓強(qiáng)值；步驟S23，對(duì)鑄錠爐內(nèi)再次抽真空；步驟S24，向鑄錠爐內(nèi)通入預(yù)定流量的氬氣，使鑄錠爐內(nèi)的壓強(qiáng)達(dá)到第一預(yù)設(shè)壓強(qiáng)值；步驟S25，對(duì)鑄錠爐內(nèi)再次抽真空。在此實(shí)施方式中，對(duì)鑄錠爐進(jìn)行多次充氣并抽真空的操作，即步驟2)和步驟3)進(jìn)行多次循環(huán)，在每次循環(huán)時(shí)，步驟3)抽真空操作后鑄錠爐內(nèi)的壓強(qiáng)值可以高于步驟I)中抽真空操作后的壓強(qiáng)值，并且，每一次鑄錠爐被抽真空時(shí)達(dá)到的壓強(qiáng)值都可以高于前一次被抽真空時(shí)達(dá)到的壓強(qiáng)值。在對(duì)鑄錠爐進(jìn)行首次抽真空時(shí)，對(duì)鑄錠爐內(nèi)的壓強(qiáng)要求較高，使其內(nèi)部的壓強(qiáng)盡量的低，盡量抽出較多的含氧氣體和雜質(zhì)。充入惰性氣體后，再次對(duì)鑄錠爐進(jìn)行抽真空操作時(shí)，可以放寬對(duì)鑄錠爐內(nèi)達(dá)到的壓強(qiáng)值的限定。每一次的充氣和抽真空操作都將帶走大部分上一次剩余的含氧氣體和雜質(zhì)，反復(fù)的操作會(huì)更加充分的排出氧氣和雜質(zhì)，使得殘留在鑄錠爐內(nèi)的氧氣和雜質(zhì)大大減少，有效的提高了鑄錠爐生產(chǎn)的硅錠的品質(zhì)。進(jìn)一步的實(shí)施方式中，向鑄錠爐內(nèi)通入惰性氣體后，其壓強(qiáng)小于第二預(yù)設(shè)壓強(qiáng)值。鑄錠爐內(nèi)的壓強(qiáng)達(dá)到一定值時(shí)，鑄錠爐內(nèi)部的含氧氣體和雜質(zhì)就能夠與惰性氣體充分混合，不需要鑄錠爐內(nèi)的壓強(qiáng)無限增大，這樣，能夠節(jié)省排雜過程中惰性氣體的用量。具體的，鑄錠爐內(nèi)硅料加熱階段的前期采用上述排雜方法對(duì)鑄錠爐進(jìn)行排雜，在排雜過程中，鑄錠爐內(nèi)的溫度始終低于加熱器的溫度；通常，此階段鑄錠爐內(nèi)的溫度會(huì)不斷升高，會(huì)加快含氧氣體與惰性氣體的混合，鑄錠爐內(nèi)的溫度通常在1000攝氏度以內(nèi)。上述各實(shí)施方式中，惰性氣體可以為氬氣，當(dāng)然還可以使用氦氣或其他惰性氣體。惰性氣體的化學(xué)性質(zhì)不活躍，鑄錠爐抽真空的過程中其內(nèi)部剩余的惰性氣體不會(huì)影響硅錠的生廣，能夠保證娃徒的品質(zhì)。具體的，步驟I中抽真空后,鑄錠爐內(nèi)的壓強(qiáng)值位于O. 006毫巴到O. 01毫巴的區(qū)間內(nèi)；所述第一預(yù)設(shè)壓強(qiáng)值位于200毫巴到600毫巴的區(qū)間內(nèi)；，步驟3中抽真空后，鑄錠爐內(nèi)的壓強(qiáng)值不大于O. I毫巴；所述第二預(yù)設(shè)壓強(qiáng)值大于600毫巴。光伏領(lǐng)域毫巴為比較常用的壓強(qiáng)單位，I毫巴等于100帕斯卡。在一種具體的實(shí)施方式中，對(duì)鑄錠爐首次抽真空時(shí)，使鑄錠爐內(nèi)的壓強(qiáng)達(dá)到O. 006暈巴；然后向其內(nèi)部充入IS氣，使鑄錠爐內(nèi)的壓強(qiáng)達(dá)到200暈巴；對(duì)鑄錠爐進(jìn)行第二次抽真空操作，使其內(nèi)部壓強(qiáng)達(dá)到O. I毫巴；再向鑄錠爐內(nèi)充入氬氣使其壓強(qiáng)達(dá)到200毫巴；第三次對(duì)其抽真空使其壓強(qiáng)達(dá)到O. I毫巴。經(jīng)過上述排雜操作，排雜結(jié)束后鑄錠爐內(nèi)氧氣含量的百分比為20%，第一次抽真空后鑄錠爐內(nèi)氧氣含量的百分比為O. 01%-0. 1%，惰性氣體帶走了鑄錠爐內(nèi)大量的氧氣和雜質(zhì)，有效的提高了鑄錠爐生產(chǎn)的硅錠的品質(zhì)。在一種具體的實(shí)施方式中，對(duì)鑄錠爐首次抽真空時(shí)，使鑄錠爐內(nèi)的壓強(qiáng)達(dá)到O. 01暈巴；然后向其內(nèi)部充入IS氣，使鑄錠爐內(nèi)的壓強(qiáng)達(dá)到200暈巴；對(duì)鑄錠爐進(jìn)行第二次抽真空操作，使其內(nèi)部壓強(qiáng)達(dá)到O. I毫巴；再向鑄錠爐內(nèi)充入氬氣使其壓強(qiáng)達(dá)到200毫巴；第三次對(duì)其抽真空使其壓強(qiáng)達(dá)到O. I毫巴。經(jīng)過上述排雜操作，排雜結(jié)束后鑄錠爐內(nèi)氧氣含量的百分比為20%，第一次抽真空 后鑄錠爐內(nèi)氧氣含量的百分比為O. 03%-0. 3%，同樣有助于鑄錠爐生產(chǎn)出品質(zhì)較高的硅錠。在實(shí)際的操作中，抽真空后鑄錠爐內(nèi)的壓力不可能為零。試驗(yàn)驗(yàn)證，當(dāng)傳統(tǒng)的抽真空方式使得將某一腔室內(nèi)的壓強(qiáng)值為O. 8帕?xí)r，此腔室內(nèi)氧氣產(chǎn)生的壓強(qiáng)值為O. 16帕。則利用本發(fā)明中的排雜方法排雜后，即使最終鑄錠爐內(nèi)的壓力不為零，但最終鑄錠爐內(nèi)的氧氣的分壓已經(jīng)接近零，氧氣含量已經(jīng)非常接近零。需要說明的是，在進(jìn)行抽真空或充惰性氣體操作時(shí)，預(yù)設(shè)了一系列的壓強(qiáng)值，實(shí)際操作中通常采用自動(dòng)控制技術(shù)，鑄錠爐內(nèi)的真實(shí)壓強(qiáng)值不會(huì)絕對(duì)的等于預(yù)設(shè)的壓強(qiáng)值，通常都圍繞在預(yù)設(shè)值左右波動(dòng)。以上對(duì)本發(fā)明所提供的用于鑄錠爐的排雜方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于鑄錠爐的排雜方法，包括以下步驟 1)對(duì)鑄錠爐內(nèi)抽真空； 2)向鑄錠爐內(nèi)通入預(yù)定流量的惰性氣體，使鑄錠爐內(nèi)的壓強(qiáng)達(dá)到第一預(yù)設(shè)壓強(qiáng)值； 3)對(duì)鑄錠爐內(nèi)再次抽真空。
2.如權(quán)利要求I所述的用于鑄錠爐的排雜方法，其特征在于，步驟2)和步驟3)進(jìn)行多次循環(huán)。
3.如權(quán)利要求2所述的用于鑄錠爐的排雜方法，其特征在于，步驟2)中鑄錠爐內(nèi)通入惰性氣體后，其壓強(qiáng)小于第二預(yù)設(shè)壓強(qiáng)值。
4.如權(quán)利要求I至3任一項(xiàng)所述的用于鑄錠爐的排雜方法，其特征在于，排雜過程中鑄錠爐內(nèi)的溫度始終低于1000攝氏度。
5.如權(quán)利要求4所述的用于鑄錠爐的排雜方法，其特征在于，所述惰性氣體為氬氣。
6.如權(quán)利要求5所述的用于鑄錠爐的排雜方法，其特征在于，步驟I中抽真空后，鑄錠爐內(nèi)的壓強(qiáng)值位于O. 006毫巴到O. 01毫巴的區(qū)間內(nèi)。
7.如權(quán)利要求5所述的用于鑄錠爐的排雜方法，其特征在于，所述第一預(yù)設(shè)壓強(qiáng)值位于200毫巴到600毫巴的區(qū)間內(nèi)。
8.如權(quán)利要求5所述的用于鑄錠爐的排雜方法，其特征在于，步驟3中抽真空后，鑄錠爐內(nèi)的壓強(qiáng)值不大于O. I毫巴。
9.如權(quán)利要求5所述的用于鑄錠爐的排雜方法，其特征在于，所述第二預(yù)設(shè)壓強(qiáng)值大于600暈巴。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于鑄錠爐的排雜方法，包括以下步驟1)對(duì)鑄錠爐內(nèi)抽真空；2)向鑄錠爐內(nèi)通入預(yù)定流量的惰性氣體，使鑄錠爐內(nèi)的壓強(qiáng)達(dá)到第一預(yù)設(shè)壓強(qiáng)值；3)對(duì)鑄錠爐內(nèi)再次抽真空。上述排雜方法，用于鑄錠爐加熱前期，先對(duì)鑄錠爐抽真空，鑄錠爐內(nèi)的大部分含氧氣體和雜質(zhì)被抽走。之后向鑄錠爐充入惰性氣體，在充入惰性氣體的過程中，鑄錠爐內(nèi)剩余的含氧氣體和雜質(zhì)與惰性氣體混合。然后再對(duì)鑄錠爐內(nèi)抽真空，此過程中抽出的惰性氣體帶走大量的含氧氣體和雜質(zhì)。硅錠中的含氧量和雜質(zhì)是反應(yīng)硅錠品質(zhì)的重要指標(biāo)，減少了鑄錠爐內(nèi)的氧氣和雜質(zhì)的含量，即有效的提高了硅錠的品質(zhì)。
文檔編號(hào)C30B28/06GK102776563SQ201210301558
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月22日
發(fā)明者劉華, 唐自成, 張英, 王悅, 王玉卓 申請(qǐng)人:天津英利新能源有限公司