[发明专利]电子束熔炼液态硅除氧的方法及其装置

权利要求书

1.一种电子束熔炼液态硅除氧的方法，其特征在于对电子束熔炼炉进行抽真空，在电子束熔炼炉内，通过中频感应装置对待除氧硅料进行熔化成硅液，然后利用翻转机构将中频感应装置中的硅液持续倾倒至带有水冷的导流槽内，通过电子枪对导流槽区域内的硅液进行熔炼除氧，硅液沿导流槽向下运动流到电子束熔炼炉内的凝固坩埚，当凝固坩埚达到承载量之后，停止送料机构送料，关闭电子枪，经冷却后将凝固坩埚中的硅锭取出即可。

2.根据权利要求1所述的电子束熔炼液态硅除氧的方法，其特征在于按照以下步骤进行：

（1）备料：将待除氧硅料粒径小于100mm的块体，清洗烘干后装入中频感应装置内；

（2）预处理：对电子束熔炼炉及导流槽开启冷却水循环，对电子束熔炼炉内进行抽真空处理，抽至0.05Pa以下；并对电子枪抽真空处理，抽至0.005Pa以下，然后进行预热，设置电子枪束流为70～200mA，预热电子枪10～15min后，关闭预热；

（3）熔炼提纯：开启中频感应装置，功率调至150～250KW，使待除氧硅料全部熔化成硅液；关闭中频感应装置，启动翻转机构，倾斜中频感应装置，使硅液持续的倾倒至导流槽内，与此同时打开电子枪，设定电子束束流为200～1200mA，控制电子枪的电子束能量分布在导流槽的导流区域内，对向下流动的硅液进行熔炼除氧，最后经导流后流入凝固坩埚内，当中频感应装置中的硅液全部流至凝固坩埚后，关闭电子枪，电子束熔炼炉内部经冷却降温至200℃以下，关闭真空系统，向电子束熔炼炉内充气后开炉取出凝固坩埚中的硅锭。

3.根据权利要求1所述的电子束熔炼液态硅除氧的方法，其特征在于待除氧硅料的氧含量为4～20ppmw。

4.一种权利要求1所述的电子束熔炼液态硅除氧的装置，包括炉体，其特征在于炉体内设置有中频感应装置，中频感应装置底部安装有与下炉盖通连的翻转机构，中频感应装置一侧设置带有水冷的导流槽，该导流槽自上向下倾斜；位于导流槽上方的炉体顶部通连有电子枪；导流槽的倾泻口下方的炉体内底部设置有凝固坩埚。

5.根据权利要求4所述的电子束熔炼液态硅除氧的装置，其特征在于中频感应装置包括由内向外的石墨坩埚、感应线圈和保温层。

6.根据权利要求4所述的电子束熔炼液态硅除氧的装置，其特征在于导流槽与水平面之间的倾斜角度为5～15度。

7.根据权利要求4所述的电子束熔炼液态硅除氧的装置，其特征在于凝固坩埚为水冷铜坩埚。