[發明專利]一種高純度工業硅耐用冷卻錠模

在審

• 申請號: 201510377046.X
• 申請日: 2015-07-01
• 公開（公告）號: CN104925812A
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發明（設計）人: 吳旺河
• 申請（專利權）人: 吳旺河
• 主分類號: C01B33/021
• 分類號: C01B33/021
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 李雁翔

技術領域

本發明屬于工業硅生產技術領域，涉及一種高純度工業硅耐用冷卻錠模。

背景技術

工業硅也稱為“結晶硅”、“純硅”、“金屬硅”，GB2881-81《工業硅技術條件》國家標準發布后，正式定名為“工業硅”。工業硅根據用途主要分為冶金用硅和化學用硅兩大類。冶金用硅用于生產鋁硅合金等領域，化學用硅則用于生產有機硅、半導體材料和太陽能級硅等方面。

現代工業硅生產的碳熱還原法是20世紀初發明的。以含SiO2的礦物為原料，以碳質物為還原劑，在礦熱爐內熔煉直接制得產品，這種方法通常稱為碳熱還原法或電熱法。多年來，工業上一直沿用這種方法。冷卻錠模是把熔化的工業硅液澆入并凝固成錠的模或容器。模或容器的形狀根據工業硅所需成錠的形狀而定，一般形狀是扁長方形鑄鐵容器，由于硅的熔點為1420℃，沸點為2355℃，純鐵的熔點為1538℃，普通鋼材的熔點為1500℃左右，礦熱爐內近沸騰狀的工業硅液澆鑄到冷卻錠模容器時難免會熔蝕錠模體，破壞錠模體的金相組織，熔蝕出的鐵等元素還會降低工業硅的品質，目前如要生產高品質的化學用硅，特別是純度極高的太陽能級硅，一般要用高純度的石英或高純度的石墨作為錠模體的內襯以確保所成型工業硅錠的純度。但高純度的石英或高純度的石墨價格高昂且材質呈脆性，作為錠模體的內襯很容易破損，價格高且不耐用，生產成本高。

例如：公告號為CN203360010U的中國專利中，公開了一種工業硅安全耐用冷卻錠模，如圖1、圖2所示，包括錠模容器本體1；錠模容器本體1的容器內底面嵌設有平板形石墨塊2。由于冷卻錠模容器本體1的容器內底面嵌設有平板形石墨塊2，石墨耐高溫且導熱性好，熱膨脹系數小，強度隨溫度提高而加強，礦熱爐內近沸騰狀的工業硅液澆鑄到冷卻錠模容器時，容器內底面嵌設的石墨塊板與剛出爐的高溫工業硅液接觸時不會被熔蝕，且熱量能被石墨塊板快速熱傳導分散到整個冷卻錠模容器，耐用且安全。

采用這樣技術的工業硅安全耐用冷卻錠模當然可以正常使用，但只能用于相對較低品質的冶金用硅生產，錠模容器本體1的容器內底面嵌設的平板形石墨塊2僅起到了延長錠模容器本體壽命的作用，對確保產品的純度品質并不起作用，不能用于相對較高品質的化學用硅生產，因為該平板形石墨塊2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硅液接觸時仍難免會產生少量的雜質，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。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明提供一種價格低廉的高純度工業硅耐用冷卻錠模。

本發明為達到上述技術目的所采用的技術方案是：一種高純度工業硅耐用冷卻錠模，包括錠模容器本體，錠模容器本體的容器內底面嵌固設置有平板形內襯層；所述內襯層是通過熔化后澆鑄冷卻成型嵌固設置在錠模容器本體內底面的工業硅內襯層；所述工業硅內襯層的材質成份與該冷卻錠模所用于生產的工業硅錠的材質成份相同。

所述的錠模容器本體的容器內底面均布設置有多個凸起塊，所述工業硅內襯層通過凸起塊與錠模容器本體的容器內底面嵌固連接。

所述的錠模容器本體架設在兩排間隔砌設的耐火磚墻上，由兩排耐火磚墻、地面、錠模容器本體底面四面圍構成截面呈扁長方形的風道，錠模容器本體的下底面均布設置有多個向下凸起的長條形散熱翅塊；風道上設置有可偏轉調節風向的調風板。

所述的工業硅內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有方形圍框狀的上圍框。

所述的上圍框是鑄鐵上圍框。

所述的上圍框是石墨上圍框。

本發明的有益效果是：由于所述內襯層是通過熔化后澆鑄冷卻成型嵌固設置在錠模容器本體內底面的工業硅內襯層；所述工業硅內襯層的材質成份與該冷卻錠模所用于生產的工業硅錠的材質成份相同。礦熱爐內近沸騰狀的工業硅液澆鑄到冷卻錠模容器時，工業硅內襯層能起到保護錠模容器本體的作用，同時不論工業硅液對工業硅內襯層如何熔蝕，由于工業硅內襯層的材質成份與該冷卻錠模所用于生產的工業硅錠的材質成份相同。不會產生“雜質”影響產品的品質，可用于生產高純度工業硅(當然也可用于生產冶金用硅)，同時澆鑄工業硅液時還會對工業硅內襯層的破損進行同材質性的補損，大大延長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。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。其中：

圖1是現有技術的工業硅安全耐用冷卻錠模的示意圖；

圖2是現有技術的工業硅安全耐用冷卻錠模的拆分示意圖；

圖3是本發明的示意圖；