[發(fā)明專利]防氧化物料切割方法及裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910115167.1
• 申請(qǐng)日: 2009-04-10
• 公開（公告）號(hào): CN101513752A
• 公開（公告）日: 2009-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐杰;聶美英;羅會(huì)銘;羅冬平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江西省新華仁科技有限公司
• 主分類號(hào): B28D5/00
• 分類號(hào): B28D5/00;B28D7/00;B28D7/02
• 代理公司: 江西省專利事務(wù)所
• 代理人: 張 靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種物料切割方法，同時(shí)涉及一種物料切割裝置，尤其涉及防氧化物料切割方法及裝置。

背景技術(shù)

在物料切割過程中，切割工具與物料被切部位因摩擦發(fā)熱而產(chǎn)生局部高溫，使切屑與空氣中的氧發(fā)生氧化反應(yīng)而生成氧化物，如鐵等金屬切割屑就是金屬氧化物。盡管有的采取了冷卻措施，但多數(shù)是為了保護(hù)切割工具和物料，而不是保護(hù)切口和切割屑不被氧化。原因是，有的切割屑無回收價(jià)值，有的切割屑被氧化了也容易還原回收。而單晶硅、多晶硅等貴重物料在被切割過程中產(chǎn)生的切割屑，一旦被氧化就難于還原回收，或者回收成本特別高。據(jù)江西賽維LDK太陽能高科技有限公司資料記載，對(duì)于156*156的多晶硅塊，每切一刀，將至少有56.7g的硅料損失，以每個(gè)硅錠(270kg)產(chǎn)16個(gè)硅塊，每個(gè)硅塊切3刀為例，每個(gè)硅錠將至少有2.72kg的硅粉損失；以每個(gè)硅錠產(chǎn)能11520W計(jì)算，2008年前9個(gè)月，LDK(多晶硅)產(chǎn)能1GW，因去頭尾造成的硅料損失約為236噸，以目前硅原料價(jià)格3500元/KG計(jì)算，損失為8.26億元；如果能成功回收這部分硅料，帶來的經(jīng)濟(jì)效益是巨大的。然而，這些損失的硅料有50％在切割過程中被氧化成了SiO2，把3500元/Kg的硅粉變成了320元/T的石英砂，僅江西賽維LDK太陽能高科技有限公司硅料切割過程中被氧化造成的損失就達(dá)4.1億元。因此需要尋找一種防氧化的切割方法及裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：提供一種防氧化物料切割方法及裝置。

本發(fā)明方法包括以下步驟：

1、設(shè)定箱體內(nèi)真空壓力值；

2、設(shè)定被切物料氧化最低溫度和給定的安全裕量，計(jì)算防氧化溫度閥值和滯回溫度閥值，滯回溫度閥值≤冷卻溫度≤防氧化溫度閥值；

3、設(shè)定箱體內(nèi)阻隔防氧化氣體的濃度和壓力值；

4、裝入被切割物料后封閉該箱體；

5、真空抽排氣設(shè)備將箱體內(nèi)的氧化劑物質(zhì)排出，檢測(cè)箱體內(nèi)真空壓力，若不符合設(shè)定要求，真空抽排氣設(shè)備繼續(xù)抽氣，符合設(shè)定要求，真空抽排氣設(shè)備關(guān)閉；

6、充氣設(shè)備通過箱體的開口充入阻隔防氧化氣體，檢測(cè)箱體內(nèi)阻隔防氧化氣體的壓力和濃度，若不符合要求則繼續(xù)充氣，符合要求則封閉箱體，使箱體處于密封狀態(tài)；

7、檢測(cè)被切物料在物料輸送定位操作平臺(tái)上的位置，若不符合要求則繼續(xù)調(diào)整，符合要求則切割設(shè)備進(jìn)行切割，冷卻設(shè)備噴射冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻，切割屑落入切割屑回收器，冷卻介質(zhì)經(jīng)冷卻介質(zhì)回收器收集到冷卻介質(zhì)回收設(shè)備；

8、對(duì)切割設(shè)備的刀口或其環(huán)境溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，若實(shí)測(cè)溫度高于防氧化溫度閥值則觸發(fā)降溫信號(hào)，冷卻設(shè)備增大冷卻介質(zhì)的噴射速度或流量，或者切割設(shè)備減少進(jìn)刀深度，或者冷卻介質(zhì)的噴射速度、流量和進(jìn)刀深度聯(lián)合調(diào)整；若實(shí)測(cè)溫度低于滯回溫度閥值則觸發(fā)回調(diào)信號(hào)，冷卻設(shè)備減少冷卻介質(zhì)的噴射速度或流量，或者切割設(shè)備增大進(jìn)刀深度，或者冷卻介質(zhì)的噴射速度、流量和進(jìn)刀深度聯(lián)合調(diào)整；

9、輸出已完成切割的被切割物料。

本發(fā)明方法所述阻隔防氧化氣體為氮?dú)饣蚨趸贾换蚱浠旌蠚怏w，氣體濃度為80％～100％。

本發(fā)明方法所述滯回溫度閥值≤防氧化溫度閥值≤被切物料氧化最低溫度-給定的安全裕量。滯回溫度閥值≥被切物料氧化最低溫度-2×給定的安全裕量。

本發(fā)明還提供了一種防氧化物料切割裝置，由包括五個(gè)以上開口的可密閉箱體、安裝于箱體內(nèi)的物料輸送定位操作平臺(tái)、一臺(tái)以上設(shè)置于箱體內(nèi)的切割設(shè)備、切割屑回收器、冷卻介質(zhì)噴嘴以及與箱體連接的真空抽排氣設(shè)備、充氣設(shè)備、冷卻設(shè)備、阻隔防氧化氣體回收設(shè)備、冷卻介質(zhì)回收設(shè)備、操作控制系統(tǒng)組成；冷卻介質(zhì)回收設(shè)備的冷卻介質(zhì)回收器和切割屑回收器裝在物料輸送定位操作平臺(tái)的下方，切割屑回收器置于箱體內(nèi)切割設(shè)備的下方，壓力濃度傳感器裝在箱體內(nèi)右下角，冷卻介質(zhì)噴嘴裝在切割設(shè)備的立柱上，在箱體上設(shè)有觀察窗、冷卻介質(zhì)輸入口、真空抽排氣兼阻隔防氧化氣體回收口、阻隔防氧化氣體充氣口、進(jìn)出料門、冷卻介質(zhì)回收口，冷卻設(shè)備用管道經(jīng)冷卻介質(zhì)輸入口與箱體內(nèi)的冷卻介質(zhì)噴嘴連接。

本發(fā)明所述操作控制系統(tǒng)包括微電腦控制器、一個(gè)以上與微電腦的控制器數(shù)據(jù)線相連接設(shè)置于箱體內(nèi)不同位置的傳感器以及微電腦控制器相連接的控制面板。

本發(fā)明所述傳感器包括箱體內(nèi)設(shè)有阻隔防氧化氣體的壓力濃度傳感器、設(shè)置于切割設(shè)備上的刀口溫度傳感器和進(jìn)刀深度傳感器、設(shè)置于物料輸送定位操作平臺(tái)上物料位置傳感器和設(shè)置于冷卻設(shè)備上的介質(zhì)噴射流量流速傳感器。

本發(fā)明所述箱體主體為多層嵌套并且多層不透氣的箱體，可以在嵌套夾層之間充入阻隔防氧化氣體。