專利名稱：一種反向誘導凝固用多階型保溫套筒裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于隔熱保溫技術領域，特別涉及一種反向誘導凝固用保溫套筒裝置。
背景技術：
太陽能光伏產業的發展依賴于對硅原料的提純，在對硅原料進行提純的過程中，定向凝固方法對去除硅原料中分凝系數非常小的金屬雜質至關重要，是目前提純太陽能級多晶硅提純的最有效的方法之一，此外，定向凝固技術廣泛應用于冶金提純。定向凝固是采用強制的手段在熔體中形成特定方向的溫度梯度，使溫度低的部位的熔體結晶成核，成為熔體凝固的起點首先凝固，由于溫度梯度的存在，熔體沿著熱流相反的方向凝固，獲得具有特定取向的柱狀晶。定向凝固提純是利用雜質元素在熔體與固體中的溶解度不同，在凝固過程中分凝系數較小的雜質元素被推向固液界面前沿，在熔體中不斷富集，最后在鑄錠的尾部凝固，將鑄錠尾部切除，即可達到提純的目的。傳統的定向凝固技術可以使滿足太陽能級多晶硅的鑄錠成品率達到70-80%，多晶硅鑄錠尾部雜質含量較高而被切除，造成能源和原料的極大浪費，在傳統的定向凝固技術之上，為進一步提高鑄錠成品率，節約能源和成本，特提出了一種反向誘導凝固提純多晶硅的方法，利用此種方法進行提純需要特定的設備及裝置，而目前工業上沒有可用的相關的保溫套筒裝置，因此我們提出了本專利的保溫裝置。
實用新型內容本實用新型為克服以上不足，提供了一種反向誘導凝固用多階型保溫套筒裝置，該裝置構造簡單，使用方便，能產生特定梯度溫差，實現溫度的有效控制，達到反向誘導凝固的目的。
`[0005]本實用新型為實現上述目標所采用的技術方案是一種反向誘導凝固用多階型保溫套筒裝置，包括套筒本體、臺階和內孔，其特征是套筒本體為空心圓柱筒狀，其上部沿徑向設置至少一個臺階，套筒本體及臺階內部形成內孔。所述套筒本體采用碳氈套筒本體；臺階采用碳氈臺階。所述設置于套筒本體之上的臺階的個數為1-8個。所述臺階與套筒本體整體制成或是采用與套筒本體外徑不同、內徑相同的空心圓柱筒同軸向堆疊而成。本實用新型的創新之處在于將保溫套筒設計成多階型，套筒上部保溫層較厚，熔體上部保溫效果較好，而熔體下部保溫層較薄，散熱效果較好，保證熔體上下形成明顯的溫度差，增強了定向凝固的效果，達到了反向誘導提純多晶硅的目的。
圖1 一種反向誘導凝固用一階型保溫套筒裝置立體結構示意圖；[0011]圖2 —種反向誘導凝固用一階型保溫套筒裝置剖面結構示意圖；圖3 —種反向誘導凝固用二階型保溫套筒裝置立體結構示意圖；圖4 一種反向誘導凝固用二階型保溫套筒裝置剖面結構示意圖。圖中，1、臺階，2、套筒本體，3、內孔。
具體實施方式
下面結合具體實施例和附圖詳細說明本發明，但本發明并不局限于具體實施例。實施例1圖1、2所示為一種反向誘導凝固用多階型保溫套筒裝置，其為一階型保溫套筒裝置，套筒本體2為空心圓柱筒狀，其上部沿徑向設置一個臺階1，套筒本體2與臺階I為整體制成的，套筒本體及臺階內部形成內孔3，套筒本體采用碳氈套筒本體；臺階采用碳氈臺階。使用時，坩堝置于保溫套筒內徑并貫穿整個內徑，保溫套筒通過固定支架固定安裝于爐體內壁。其反向誘導凝固提純原理如下套筒上部厚度較大，下部厚度較小，熔體在凝固保溫過程中，上部熔體散熱慢，溫度較高，下部熔體散熱快，溫度較低，這樣就在熔體內部形成了一個比較明顯的溫度梯度，溫度低的部位溫度先到達熔體凝固線，結晶析出，溫度高的部位則保持熔融態，因分凝系數大小不一，雜質從凝固結晶部位不斷析出擴散到熔體內，隨著溫度的不斷降低，熔體不斷凝固，雜質不斷析出擴散到熔體中富集，待凝固完成90^95%時，向坩堝中添加落粉，落粉作為形核劑反向誘導熔體迅速凝固，抑制雜質在保溫過程中的反向擴散，提高成品 率到93%，保溫套筒可以控制熔體內溫度梯度，有助于反向誘導凝固提純。實施例2圖3、4所示為一種反向誘導凝固用多階型保溫套筒裝置，其為二階型保溫套筒裝置，套筒本體2為空心圓柱筒狀，由2個外徑不同、內徑相同的空心圓柱筒通過粘結劑同軸向堆疊粘接于套筒本體之上，最終形成一個整體，套筒本體及臺階內部形成內孔3，套筒本體采用碳氈套筒本體；臺階采用碳氈臺階，形成3種不同的保溫厚度的保溫套筒裝置。使用時，坩堝置于保溫套筒內徑并貫穿整個內徑，保溫套筒通過固定支架固定安裝于爐體內壁。其反向誘導凝固提純原理如下套筒上部厚度較大，下部厚度較小，熔體在凝固保溫過程中，上部熔體散熱慢，溫度較高，下部熔體散熱快，溫度較低，這樣就在熔體內部形成了一個比較明顯的溫度梯度，溫度低的部位溫度先到達熔體凝固線，結晶析出，溫度高的部位則保持熔融態，因分凝系數大小不一，雜質從凝固結晶部位不斷析出擴散到熔體內，隨著溫度的不斷降低，熔體不斷凝固，雜質不斷析出擴散到熔體中富集，待凝固完成90^95%時，向坩堝中添加落粉，落粉作為形核劑反向誘導熔體迅速凝固，抑制雜質在保溫過程中的反向擴散，提高成品率到96%，保溫套筒可以控制熔體內溫度梯度，有助于反向誘導凝固提純。
權利要求1.一種反向誘導凝固用多階型保溫套筒裝置，包括臺階(I)、套筒本體(2)和內孔(3)，其特征是套筒本體(2)為空心圓柱筒狀，其上部沿徑向設置至少一個臺階(1)，臺階(I)及套筒本體(2)內部形成內孔(3)。
2.根據權利要求1所述的一種反向誘導凝固用多階型保溫套筒裝置，其特征是所述臺階(I)和套筒本體(2 )為碳氈材料的臺階和套筒本體。
3.根據權利要求1所述的一種反向誘導凝固用多階型保溫套筒裝置，其特征是所述設置于套筒本體(2)之上的臺階(I)的個數為1-8個。
4.根據權利要求1所述的一種反向誘導凝固用多階型保溫套筒裝置，其特征是所述臺階(I)與套筒本體(2 )整體制成或是采用與套筒本體(2 )外徑不同、內徑相同的空心圓柱筒同軸向堆疊而成。
專利摘要本實用新型屬于隔熱保溫技術領域，特別涉及一種反向誘導凝固用多階型保溫套筒裝置，該裝置主要包括臺階、套筒本體和內孔，套筒本體為空心圓柱筒狀，其上部沿徑向設置至少一個臺階，臺階及套筒本體內部形成內孔。該裝置中將保溫套筒設計成多階型，套筒上部保溫層較厚，熔體上部保溫效果較好，而熔體下部保溫層較薄，散熱效果較好，保證熔體上下形成明顯的溫度差，增強了定向凝固的效果，達到了反向誘導提純多晶硅的目的。
文檔編號C30B29/06GK202881434SQ201220491980
公開日2013年4月17日 申請日期2012年9月25日 優先權日2012年9月25日
發明者譚毅, 姜大川, 胡志剛 申請人:青島隆盛晶硅科技有限公司