[發明專利]控制硅錠鑄造中結晶速度的方法

有效

• 申請號: 201310574258.8
• 申請日: 2013-11-15
• 公開（公告）號: CN103603032A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 李孟;方軍杰;周秉林;魏景拓
• 申請（專利權）人: 英利集團有限公司
• 主分類號: C30B11/00
• 分類號: C30B11/00;C30B29/06
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;張永明

1.一種控制硅錠鑄造中結晶速度的方法，包括采用鑄錠爐進行結晶，所述結晶的過程包括多個工藝控制步驟，其特征在于，至少一個所述工藝控制步驟中所述鑄錠爐按照預設的鑄錠爐的輸出功率運行以控制所述鑄錠爐的熱場內的熱量。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述鑄錠爐包括：

側部隔熱層（60）；

底部隔熱層（90），呈環狀，所述環狀的內環位置設置有百葉窗（40），所述底部隔熱層（90）與所述側部隔熱層（60）共同圍成一個腔體；

坩堝（50），設置在所述腔體內；

加熱器（80），設置在所述坩堝（50）的上方；

隔熱擋板（70），設置在所述底部隔熱層（90）與所述側部隔熱層（60）相接處，且朝向所述腔體心延伸；

水冷銅盤（100），設置在所述百葉窗（40）的下方；

頂部測溫點（51），設置在所述側部隔熱層（60）與所述坩堝（50）之間，且位于所述腔體的頂部的1/4～1/5處；

控制器，用于控制所述鑄錠爐的輸出功率，

在所述鑄錠爐按照預設的鑄錠爐的輸出功率運行之前，所述方法還包括確定相應的所述工藝控制步驟中預設的所述鑄錠爐的輸出功率的步驟，所述預設的所述鑄錠爐的輸出功率是根據硅錠鑄造中結晶段所述水冷銅盤（100）進出水溫度差值所帶走的熱量、硅液結晶散發的熱量來計算硅液平穩結晶所需的熱量，再結合所述所需的熱量計算確定的。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述鑄錠爐為精工500N型鑄錠爐，所述方法包括以下步驟：

第一步：所述百葉窗（40）的百葉開度為22～28度角，所述頂部測溫點（51）溫度維持超過硅液的熔點溫度，時間為30～60分鐘；

第二步：在所述第一步基礎上繼續勻速打開所述百葉窗（40）至百葉開度為32～38度角，維持所述頂部測溫點溫度低于所述第一步中所述頂部測溫點溫度0～5℃，時間為30～60分鐘；

第三步，控制所述鑄錠爐的輸出功率為51～59kw，所述百葉開度為42～48度角，時間為240～300分鐘；

第四步，控制所述鑄錠爐的輸出功率為56～64kw，所述百葉開度為57～63度角，時間為240～300分鐘；

第五步，控制所述鑄錠爐的輸出功率為61～69kw，所述百葉開度為84～90度角，時間為240～300分鐘；

第六步，控制所述鑄錠爐的輸出功率為66～74kw，所述百葉開度為84～90度角，時間為240～300分鐘；

第七步，保證所述硅液的頂部液面溫度低于硅熔點溫度，所述頂部測溫點溫度為1410～1418℃，時間為180～240分鐘。

4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步：所述百葉窗（40）的百葉開度為23～27度角，所述頂部測溫點（51）溫度維持超過硅液的熔點溫度，時間為30～40分鐘；

第二步：在所述第一步基礎上繼續勻速打開所述百葉窗（40）至百葉開度為33～37度角，維持所述頂部測溫點溫度低于所述第一步中所述頂部測溫點溫度0～5℃，時間為30～40分鐘；

第三步，控制所述鑄錠爐的輸出功率為53～57kw，所述百葉開度為43～47度角，時間為240～270分鐘；

第四步，控制所述鑄錠爐的輸出功率為58～62kw，所述百葉開度為58～62度角，時間為240～270分鐘；

第五步，控制所述鑄錠爐的輸出功率為63～67kw，所述百葉開度為76～80度角，時間為240～270分鐘；

第六步，控制所述鑄錠爐的輸出功率為68～72kw，所述百葉開度為76～80度角，時間為240～270分鐘；

第七步，保證所述硅液的頂部液面溫度低于硅熔點溫度，所述頂部測溫點溫度為1410～1418℃，時間為180～240分鐘。

5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步：百葉開度25度角，硅液底部開始散熱，頂部測溫點溫度維持超過所述硅液熔點溫度，保持硅液頂部不結晶，時間為30分鐘；

第二步：在所述第一步基礎上繼續勻速打開所述百葉至35度角，所述頂部測溫點溫度設定同略微降低，時間為30分鐘；

第三步，控制所述鑄錠爐的輸出功率為55kw，所述百葉開度為45度角，時間為240分鐘；

第四步，控制所述鑄錠爐的輸出功率為60kw，所述百葉開度為65度角，時間為240分鐘；

第五步，控制所述鑄錠爐的輸出功率為65kw，所述百葉開度為90度角，時間為240分鐘；

第六步，控制所述鑄錠爐的輸出功率為70kw，所述百葉開度為90度角，時間為240分鐘；

第七步，保證所述硅液的頂部液面溫度低于硅熔點溫度，所述頂部測溫點溫度設定略低于硅熔點溫度，時間為180分鐘。