[發明專利]一種石英坩堝熔制后浮料的直接再利用方法

有效

• 申請號: 201610816919.7
• 申請日: 2016-09-09
• 公開（公告）號: CN106630591B
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 祝立君;祝欽清;于宏宇;杜興林
• 申請（專利權）人: 內蒙古歐晶科技股份有限公司
• 主分類號: C03B40/02
• 分類號: C03B40/02
• 代理公司: 錦州遼西專利事務所(普通合伙) 21225
• 代理人: 趙月娜

本發明涉及一種石英坩堝熔制后浮料的直接再利用方法，其特征在于，包括如下步驟：在先石英坩堝熔制成型結束后，浮料層石英砂保留在模具內，模具為金屬模具且可在垂直方向上作俯仰運動，模具的俯仰角α范圍為90°～?10°；當浮料層石英砂在離心力作用下均勻聚集到模具底部與側壁的圓弧過渡位置后，模具在繼續轉動的情況下向下發生俯仰運動，俯仰角α調整至0＞α≥?10°后停止，α取整數，然后逐漸降低模具轉速；最終在重力和離心力的雙重作用下，模具的圓周內壁上形成厚度均勻的浮料層。既達到了浮料層浮料重復利用的目的，也不需要額外的處理設備和處理工序，在確保坩堝產品品質的前提下，節約了成本，簡化了生產流程，縮短了生產周期。

技術領域

本發明涉及一種石英坩堝熔制后浮料的直接再利用方法，即利用在石英坩堝熔制后模具內剩余浮料，直接再次進行坩堝外壁成型的方法。

技術背景

石英玻璃坩堝在采用切克勞斯基(Czochralski)法拉制單晶硅時，是作為盛放硅熔體的容器。其生產過程是通過利用石墨電極放電產生的電弧，熔融在特定形狀模具內的石英砂而得到的。而在熔制后，在熔制成的石英坩堝和模具之間會有一層沒有熔化的石英砂，叫浮料層。浮料層方便了坩堝的取出，也避免了坩堝和模具的接觸，減少了坩堝外壁的污染，因此浮料層的存在是很必要的。

但當熔制成型的坩堝從模具內取出后，組成浮料層的石英砂的一部分會留在模具內。目前對這部分石英砂的處理方法通常有兩種：一種是直接丟棄，再次熔制的時候，利用好料-也就是高純石英砂來填充浮料層，這無疑增加了生產成本；另一種做法是將這部分料倒出來，經過清洗變成“二次料”—也就是純度較差的石英砂，再次熔制的時候，用這種“二次料”來填充浮料層，這種方法雖然對浮料層石英砂進行了重復利用，成本也比用好料低，但是需要額外的清洗設備，較為復雜的清洗工序，也需要一定的周轉周期。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種石英坩堝熔制后浮料的直接再利用方法，既達到了浮料層浮料重復利用的目的，也不需要額外的處理設備和處理工序，在確保坩堝產品品質的前提下，節約了成本，簡化了生產流程，縮短了生產周期。

本發明的技術方案是：

一種石英坩堝熔制后浮料的直接再利用方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)、在先石英坩堝熔制成型結束后，將在先石英坩堝從模具中取出，而使浮料層石英砂保留在模具內，所述模具為金屬模具且可在垂直方向上作俯仰運動，以模具中心線垂直于水平面時俯仰角α為90°為參照，所述模具的俯仰角α范圍為90°～-10°；

2)、將模具調整到俯仰角α為90°的狀態，即模具中心線垂直于水平面，然后使模具繞其中心線旋轉達到成型轉速ω1，

其中，D為坩堝外徑的英寸數，K1為成型系數，取值范圍為12～15，成型轉速ω1單位為RPM，取整數；

3)、當浮料層石英砂在離心力作用下均勻聚集到模具底部與側壁的圓弧過渡位置后，模具在繼續轉動的情況下向下發生俯仰運動，俯仰角α調整至0＞α≥-10°后停止，α取整數，然后逐漸降低模具轉速至ω2，

其中，K2為系數，取值范圍為7～10，模具轉速ω2取整數；

4)、位于模具的圓弧過渡位置的浮料層石英砂沿著傾斜的模具側壁逐漸向模具上口移動，最終在重力和離心力的雙重作用下，模具的圓弧過渡位置不再有石英砂，模具的圓周內壁上形成厚度均勻的浮料層；

5)、提高模具轉速至成型轉速ω1，然后使模具向上發生俯仰運動達到模具熔制在后石英坩堝作業時的俯仰角α位置停止，以繼續進行在后石英坩堝熔制作業的上料操作。

上述的石英坩堝熔制后浮料的直接再利用方法，步驟3)中，模具轉速降至ω2歷時9～11s。