[实用新型]一种硅粉饼的压制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种硅粉饼的压制装置。

背景技术

硅粉是采用特殊工艺制成的高纯度、低成本的太阳能级硅，其特点是颗粒小，大约1微米左右。因此，硅粉投入单晶炉拉晶时，会碰到许多问题。首先，硅粉颗粒小而易飞扬，在装料时，硅粉会飘散到周围空间，对人体矽肺造成损害。其次，硅粉装料后，在单晶炉抽真空时，部分硅粉会被真空泵抽走而损耗，并导致炉底、抽空管道内沉积大量硅粉，不仅损失大量硅粉，而且在拉晶过程中无法正常排气，在单晶炉壁形成大量氧化物，影响所拉单晶的质量。再次，硅粉本身密度低，装满石英坩埚时只有35kg左右，装料量少，这样，拉等量单晶所需的石英坩埚的数量增加，从而增加了生产成本。因此，有必要设计一种装置来处理硅粉，然后将处理后的硅料投入单晶炉拉晶，以克服上述存在的缺点。

发明内容

本实用新型公开了一种硅粉饼的压制装置，解决了目前硅粉拉晶过程中，存在易飞扬而对人体造成损害、损失硅粉及影响拉晶效果的技术问题；同时也解决了硅粉拉晶时装料量少而增加石英坩埚数量，从而增加生产成本的问题。

本实用新型所采用的技术方案：一种硅粉饼的压制装置，包括立柱和缸体，立柱支撑缸体，缸体上下伸入压块、顶块，压块、顶块与缸体内壁密封配合，三者围成硅料压制区；压块受外力驱动，将硅粉加压成饼状；顶块受外力驱动，将硅粉饼顶出压制区。

所述的压制装置，缸体由铜铸造而成，内壁呈圆柱形，外壁固定不锈钢保护套；压块、顶块呈圆形。

所述的压制装置，压块、顶块由模具钢制成，压块由上活塞液压驱动，顶块由下活塞液压驱动。

经本实用新型的压制装置处理后，硅粉被压制成饼状，硅饼不存在易飞扬的问题，在硅饼投入石英坩埚的拉晶过程中，不会对人体造成损害，也不会被真空泵抽走而损失硅料，更不影响拉晶效果；又，硅饼体积小而密度大，增加了石英坩埚的装料量，与原有技术相比，拉等量的单晶所需的石英坩埚的用量减少，大幅降低生产成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细说明。

如图1所示，不锈钢保护套4由四根立柱6支撑，不锈钢保护套4内衬缸体3，缸体3由生铜铸造而成，内、外壁都呈圆柱形。压块1、顶块5由模具钢制成，呈圆形，两者的外径与缸体3的内径相适配，压块1、顶块5与缸体3内壁间密封配合，三者围成硅粉压制区2。压块1由上活塞液压驱动而作升降运动，顶块5由下活塞液压驱动而作升降运动，立柱6与上、下活塞的外固定块固定相连。

缸体采用生铜铸造而成，避免与压块、顶块咬死而出现故障。不锈钢保护套内衬缸体，便于更换缸体，又可降低维护成本。由上活塞液压驱动的压块呈倒T型，减少与缸体的接触，防止有杂物进入时卡死；由下活塞液压驱动的顶块呈T型，且顶块设计成易拆卸结构，方便清理杂物。

称取适量硅粉，采用双层塑料袋包装以防止硅粉向外飘散，后放入生铜缸的硅粉压制区，上活塞液压驱动压块向下运动并压制硅粉，在重压作用下，使硅粉压制成饼状，体积被压缩到原来的70％，从而加大了密度，也彻底克服了硅粉易飞扬、飘散的缺点，压制而成的硅饼在顶块作用下向上顶出生铜缸。

硅粉经本压制装置处理后，彻底解决了易飞扬、被真空泵抽走所带来的诸多问题，硅饼投入石英坩埚的拉晶过程中，不会对人体造成损害，也不会被真空泵抽走而损失硅料，更不影响拉晶效果。此外，原来拉晶时，硅粉只能部分使用(原来的石英坩埚底部装20kg硅粉，中间用硅片支撑，上面用硅片覆盖，硅片用量在15kg，总共35kg)过渡到完全使用。另外，硅粉经压制处理后，体积缩小，增加了石英坩埚的投料量，从原来装料35kg增加到50kg，且由于不存在飞扬的问题，使压制成的硅饼可应用于二次加料器，可加料到80~120kg，进一步增加效益。

使用本压制装置后的经济效益估算：原来一炉单晶装35kg硅料，拉一根单晶需42小时(含降温冷却、拆装炉8小时)，一个月拉24×30÷42＝17炉，投料17×35＝595kg，生产单晶约595×70％＝416kg。使用本压制装置后，一炉单晶装50kg硅料，拉一根单晶需48小时(含降温冷却、拆装炉8小时)，一个月拉24×30÷48＝15炉，投料15×50＝750kg，生产单晶约750×70％＝525kg。每月增产109kg，产值增加了109×2500＝272500元；又，石英坩埚少用2个，节约成本2×2000＝4000元，冷却降温(不但耗时，也耗电和氩气)、装拆炉等工序减少2次，极大地增加了经济效益，提高了生产效率。以48台单晶炉80％的开台率计算，每年可多增产量48×80％×12×109＝50227.2kg，约50吨单晶，多增产值为50227.2×2500＝125568000元，约1.2亿元；节约石英坩埚成本48×80％×12×4000＝1843200元，约184万元，经济效益十分可观。