一種高純度工業(yè)硅耐用冷卻錠模的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)硅生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高純度工業(yè)硅耐用冷卻錠模。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)硅也稱為“結(jié)晶硅”、“純硅”、“金屬硅”，GB2881-81《工業(yè)硅技術(shù)條件》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后，正式定名為“工業(yè)硅”。工業(yè)硅根據(jù)用途主要分為冶金用硅和化學(xué)用硅兩大類。冶金用硅用于生產(chǎn)鋁硅合金等領(lǐng)域，化學(xué)用硅則用于生產(chǎn)有機(jī)硅、半導(dǎo)體材料和太陽(yáng)能級(jí)硅等方面。
[0003]現(xiàn)代工業(yè)硅生產(chǎn)的碳熱還原法是20世紀(jì)初發(fā)明的。以含Si02的礦物為原料，以碳質(zhì)物為還原劑，在礦熱爐內(nèi)熔煉直接制得產(chǎn)品，這種方法通常稱為碳熱還原法或電熱法。多年來(lái)，工業(yè)上一直沿用這種方法。冷卻錠模是把熔化的工業(yè)硅液澆入并凝固成錠的模或容器。?；蛉萜鞯男螤罡鶕?jù)工業(yè)硅所需成錠的形狀而定，一般形狀是扁長(zhǎng)方形鑄鐵容器，由于硅的熔點(diǎn)為1420°C，沸點(diǎn)為2355°C，純鐵的熔點(diǎn)為1538°C，普通鋼材的熔點(diǎn)為1500°C左右，礦熱爐內(nèi)近沸騰狀的工業(yè)硅液澆鑄到冷卻錠模容器時(shí)難免會(huì)熔蝕錠模體，破壞錠模體的金相組織，熔蝕出的鐵等元素還會(huì)降低工業(yè)硅的品質(zhì)，目前如要生產(chǎn)高品質(zhì)的化學(xué)用硅，特別是純度極高的太陽(yáng)能級(jí)硅，一般要用高純度的石英或高純度的石墨作為錠模體的內(nèi)襯以確保所成型工業(yè)硅錠的純度。但高純度的石英或高純度的石墨價(jià)格高昂且材質(zhì)呈脆性，作為錠模體的內(nèi)襯很容易破損，價(jià)格高且不耐用，生產(chǎn)成本高。
[0004]例如:公告號(hào)為CN203360010U的中國(guó)專利中，公開(kāi)了一種工業(yè)硅安全耐用冷卻錠模，如圖1、圖2所示，包括錠模容器本體I ;錠模容器本體I的容器內(nèi)底面嵌設(shè)有平板形石墨塊2。由于冷卻錠模容器本體I的容器內(nèi)底面嵌設(shè)有平板形石墨塊2，石墨耐高溫且導(dǎo)熱性好，熱膨脹系數(shù)小，強(qiáng)度隨溫度提高而加強(qiáng)，礦熱爐內(nèi)近沸騰狀的工業(yè)硅液澆鑄到冷卻錠模容器時(shí)，容器內(nèi)底面嵌設(shè)的石墨塊板與剛出爐的高溫工業(yè)硅液接觸時(shí)不會(huì)被熔蝕，且熱量能被石墨塊板快速熱傳導(dǎo)分散到整個(gè)冷卻錠模容器，耐用且安全。
[0005]采用這樣技術(shù)的工業(yè)硅安全耐用冷卻錠模當(dāng)然可以正常使用，但只能用于相對(duì)較低品質(zhì)的冶金用硅生產(chǎn)，錠模容器本體I的容器內(nèi)底面嵌設(shè)的平板形石墨塊2僅起到了延長(zhǎng)錠模容器本體壽命的作用，對(duì)確保產(chǎn)品的純度品質(zhì)并不起作用，不能用于相對(duì)較高品質(zhì)的化學(xué)用硅生產(chǎn)，因?yàn)樵撈桨逍问珘K2如采用純度不高的平板形石墨塊2，在與剛出爐的高溫工業(yè)硅液接觸時(shí)仍難免會(huì)產(chǎn)生少量的雜質(zhì)，而若采用高純度的平板形石墨塊2則成本高，使用效果還不夠理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種價(jià)格低廉的高純度工業(yè)硅耐用冷卻錠模。
[0007]本發(fā)明為達(dá)到上述技術(shù)目的所采用的技術(shù)方案是:一種高純度工業(yè)硅耐用冷卻錠模，包括錠模容器本體，錠模容器本體的容器內(nèi)底面嵌固設(shè)置有平板形內(nèi)襯層；所述內(nèi)襯層是通過(guò)熔化后澆鑄冷卻成型嵌固設(shè)置在錠模容器本體內(nèi)底面的工業(yè)硅內(nèi)襯層；所述工業(yè)硅內(nèi)襯層的材質(zhì)成份與該冷卻錠模所用于生產(chǎn)的工業(yè)硅錠的材質(zhì)成份相同。
[0008]所述的錠模容器本體的容器內(nèi)底面均布設(shè)置有多個(gè)凸起塊，所述工業(yè)硅內(nèi)襯層通過(guò)凸起塊與錠模容器本體的容器內(nèi)底面嵌固連接。
[0009]所述的錠模容器本體架設(shè)在兩排間隔砌設(shè)的耐火磚墻上，由兩排耐火磚墻、地面、錠模容器本體底面四面圍構(gòu)成截面呈扁長(zhǎng)方形的風(fēng)道，錠模容器本體的下底面均布設(shè)置有多個(gè)向下凸起的長(zhǎng)條形散熱翅塊；風(fēng)道上設(shè)置有可偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)風(fēng)向的調(diào)風(fēng)板。
[0010]所述的工業(yè)硅內(nèi)襯層的頂面與錠模容器本體的上端沿面齊平，錠模容器本體的上端沿面上架設(shè)有方形圍框狀的上圍框。
[0011]所述的上圍框是鑄鐵上圍框。
[0012]所述的上圍框是石墨上圍框。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:由于所述內(nèi)襯層是通過(guò)熔化后澆鑄冷卻成型嵌固設(shè)置在錠模容器本體內(nèi)底面的工業(yè)硅內(nèi)襯層；所述工業(yè)硅內(nèi)襯層的材質(zhì)成份與該冷卻錠模所用于生產(chǎn)的工業(yè)硅錠的材質(zhì)成份相同。礦熱爐內(nèi)近沸騰狀的工業(yè)硅液澆鑄到冷卻錠模容器時(shí)，工業(yè)硅內(nèi)襯層能起到保護(hù)錠模容器本體的作用，同時(shí)不論工業(yè)硅液對(duì)工業(yè)硅內(nèi)襯層如何熔蝕，由于工業(yè)硅內(nèi)襯層的材質(zhì)成份與該冷卻錠模所用于生產(chǎn)的工業(yè)硅錠的材質(zhì)成份相同。不會(huì)產(chǎn)生“雜質(zhì)”影響產(chǎn)品的品質(zhì)，可用于生產(chǎn)高純度工業(yè)硅(當(dāng)然也可用于生產(chǎn)冶金用娃)，同時(shí)饒鑄工業(yè)娃液時(shí)還會(huì)對(duì)工業(yè)娃內(nèi)襯層的破損進(jìn)行同材質(zhì)性的補(bǔ)損，大大延長(zhǎng)了冷卻錠模整體的使用壽命，模具成本大大降低，使用效果更理想。
【附圖說(shuō)明】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。其中:
[0015]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的工業(yè)娃安全耐用冷卻錠模的不意圖；
[0016]圖2是現(xiàn)有技術(shù)的工業(yè)娃安全耐用冷卻錠模的拆分不意圖；
[0017]圖3是本發(fā)明的示意圖；
[0018]圖4是本發(fā)明的拆分示意圖。
[0019]附圖中的標(biāo)記編號(hào)說(shuō)明如下:容器本體1、石墨塊2、工業(yè)硅內(nèi)襯層3、凸起塊4、散熱翅塊5、耐火磚墻6、風(fēng)道7、調(diào)風(fēng)板8、地面9、上圍框10
【具體實(shí)施方式】
[0020]本發(fā)明的實(shí)施例，如圖3、圖4所示，一種高純度工業(yè)硅耐用冷卻錠模，包括錠模容器本體1，錠模容器本體I的容器內(nèi)底面嵌固設(shè)置有平板形內(nèi)襯層；所述內(nèi)襯層是通過(guò)熔化后澆鑄冷卻成型嵌固設(shè)置在錠模容器本體I內(nèi)底面的工業(yè)硅內(nèi)襯層3 ;所述工業(yè)硅內(nèi)襯層3的材質(zhì)成份與該冷卻錠模所用于生產(chǎn)的工業(yè)硅錠的材質(zhì)成份相同。
[0021]所述的錠模容器本體I的容器內(nèi)底面均布設(shè)置有多個(gè)凸起塊4，所述工業(yè)硅內(nèi)襯層3通過(guò)凸起塊4與錠模容器本體I的容器內(nèi)底面嵌固連接。
[0022]設(shè)置凸起塊4是為了錠模容器本體I和工業(yè)硅內(nèi)襯層3兩者間嵌固牢靠，作為技術(shù)實(shí)現(xiàn)的變通，當(dāng)然也可以在錠模容器本體I內(nèi)底面均布設(shè)置多個(gè)凹孔。
[0023]所述的錠模容器本體I架設(shè)在兩排間隔砌設(shè)的耐火磚墻6上，由兩排耐火磚墻6、地面、錠模容器本體I底面四面圍構(gòu)成截面呈扁長(zhǎng)方形的風(fēng)道7，錠模容器本體I的下底面均布設(shè)置有多個(gè)向下凸起的長(zhǎng)條形散熱翅塊5 ;風(fēng)道7上設(shè)置有可偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)風(fēng)向的調(diào)風(fēng)板8。
[0024]所述的工業(yè)硅內(nèi)襯層3的頂面與錠模容器本體I的上端沿面齊平，錠模容器本體I的上端沿面上架設(shè)有方形圍框狀的上圍框10。設(shè)置上圍框10的目的是便于工業(yè)硅錠的脫模。
[0025]所述的上圍框10是鑄鐵上圍框10。適用于冶金用硅生產(chǎn)。
[0026]所述的上圍框10是石墨上圍框10。適用于化學(xué)用硅生產(chǎn)。
[0027]本發(fā)明中的工業(yè)硅內(nèi)襯層3的具體實(shí)現(xiàn)方法是:可在錠模容器本體I上先澆鑄一層與將進(jìn)行生產(chǎn)的工業(yè)硅錠的材質(zhì)成份完全相同(即所含元素種類及各元素的重量比完全相同)的工業(yè)硅熔液，待其冷卻后就形成了成型嵌固設(shè)置在錠模容器本體I內(nèi)底面的工業(yè)硅內(nèi)襯層3。換生產(chǎn)不同純度產(chǎn)品時(shí)，只要敲碎去掉該工業(yè)硅內(nèi)襯層3，另行澆鑄一層與將進(jìn)行生產(chǎn)的另一批工業(yè)硅錠的材質(zhì)成份相同的工業(yè)硅熔液即可。敲碎的工業(yè)硅內(nèi)襯層3仍可留做產(chǎn)品使用，不會(huì)造成浪費(fèi)。
[0028]本發(fā)明既能用于生產(chǎn)高純度的化學(xué)用硅，也能用于生產(chǎn)冶金用硅。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高純度工業(yè)硅耐用冷卻錠模，包括錠模容器本體，錠模容器本體的容器內(nèi)底面嵌固設(shè)置有平板形內(nèi)襯層；其特征在于:所述內(nèi)襯層是通過(guò)熔化后澆鑄冷卻成型嵌固設(shè)置在錠模容器本體內(nèi)底面的工業(yè)硅內(nèi)襯層；所述工業(yè)硅內(nèi)襯層的材質(zhì)成份與該冷卻錠模所用于生產(chǎn)的工業(yè)硅錠的材質(zhì)成份相同。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高純度工業(yè)硅耐用冷卻錠模，其特征在于:所述的錠模容器本體的容器內(nèi)底面均布設(shè)置有多個(gè)凸起塊，所述工業(yè)硅內(nèi)襯層通過(guò)凸起塊與錠模容器本體的容器內(nèi)底面嵌固連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高純度工業(yè)硅耐用冷卻錠模，其特征在于:所述的錠模容器本體架設(shè)在兩排間隔砌設(shè)的耐火磚墻上，由兩排耐火磚墻、地面、錠模容器本體底面四面圍構(gòu)成截面呈扁長(zhǎng)方形的風(fēng)道，錠模容器本體的下底面均布設(shè)置有多個(gè)向下凸起的長(zhǎng)條形散熱翅塊；風(fēng)道上設(shè)置有可偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)風(fēng)向的調(diào)風(fēng)板。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種高純度工業(yè)硅耐用冷卻錠模，其特征在于:所述的工業(yè)硅內(nèi)襯層的頂面與錠模容器本體的上端沿面齊平，錠模容器本體的上端沿面上架設(shè)有方形圍框狀的上圍框。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高純度工業(yè)硅耐用冷卻錠模，其特征在于:所述的上圍框是鑄鐵上圍框。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高純度工業(yè)硅耐用冷卻錠模，其特征在于:所述的上圍框是石墨上圍框。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高純度工業(yè)硅耐用冷卻錠模，包括錠模容器本體，錠模容器本體的容器內(nèi)底面嵌固設(shè)置有平板形內(nèi)襯層；所述內(nèi)襯層是通過(guò)熔化后澆鑄冷卻成型嵌固設(shè)置在錠模容器本體內(nèi)底面的工業(yè)硅內(nèi)襯層；所述工業(yè)硅內(nèi)襯層的材質(zhì)成份與該冷卻錠模所用于生產(chǎn)的工業(yè)硅錠的材質(zhì)成份相同。由于工業(yè)硅內(nèi)襯層的材質(zhì)成份與該冷卻錠模所用于生產(chǎn)的工業(yè)硅錠的材質(zhì)成份相同。不會(huì)產(chǎn)生“雜質(zhì)”影響產(chǎn)品的品質(zhì)，可用于生產(chǎn)高純度工業(yè)硅，同時(shí)產(chǎn)品澆鑄時(shí)的工業(yè)硅液還會(huì)對(duì)工業(yè)硅內(nèi)襯層的破損進(jìn)行同材質(zhì)性的補(bǔ)損，大大延長(zhǎng)了冷卻錠模整體的使用壽命，模具成本大大降低，使用效果更理想。
【IPC分類】C01B33/021
【公開(kāi)號(hào)】CN104925812
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510377046
【發(fā)明人】吳旺河
【申請(qǐng)人】吳旺河
【公開(kāi)日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年7月1日