本實(shí)用新型涉及一種冶煉技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種工業(yè)硅電爐定向凝固反應(yīng)器。

背景技術(shù)：

隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類對能源的需求不斷增長，石油、煤炭等不可再生資源日益枯竭。太陽能作為一種清潔的可再生能源，其研究和開發(fā)得到了快速發(fā)展。光伏產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)式增長使得太陽能級多晶硅材料的供給出現(xiàn)巨大缺口。傳統(tǒng)的西門子法已不能滿足光伏市場的發(fā)展需求。物理冶金法具有投資少、成本低等優(yōu)點(diǎn)而受到各國的廣泛關(guān)注。

定向凝固工藝是物理冶金法制備太陽能級多晶硅的一個重要環(huán)節(jié)。它通過控制溫度、保溫時間等使得鑄錠單向生長，并利用區(qū)域提純效應(yīng)將雜質(zhì)元素富集到鑄錠頂部，已達(dá)到提純的目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，能夠解決冶金法提純工藝中存在的渣硅分離效果差、雜質(zhì)含量較高問題的工業(yè)硅電爐定向凝固反應(yīng)器及澆注方法。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案，一種工業(yè)硅電爐定向凝固反應(yīng)器，包括外層殼體，設(shè)在外層殼體內(nèi)部的剛玉腔體，設(shè)在剛玉腔體與外層殼體之間的保溫層，所述的外層殼體的底部設(shè)有底板，頂部設(shè)有上蓋，所述的上蓋的內(nèi)側(cè)設(shè)有保溫模塊，所述的剛玉腔體上端設(shè)有環(huán)形鋼槽，該環(huán)形鋼槽的外端面與保溫層接觸。

進(jìn)一步，所述外層殼體位套設(shè)有加固圈。

進(jìn)一步，所述的外層殼體上設(shè)有相互對稱，且與外層殼體的中心線垂直的耳軸。

進(jìn)一步，所述剛玉腔體為倒梯形。

所述的外層殼體和剛玉腔體分別與底板通過螺栓固定連接。

本實(shí)用新型采用以上技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點(diǎn)，生產(chǎn)周期短、污染小、操作簡單、渣硅分離效果好、產(chǎn)品含雜質(zhì)極低、成品質(zhì)量高，生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是剛玉腔體澆注脫模后結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是翻轉(zhuǎn)支架結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1. 外層殼體；2.剛玉腔體；3.保溫層；4.底板；5.上蓋；6. 保溫模塊；7. 環(huán)形鋼槽；8.加固圈；9. 耳軸；10.螺栓。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。

實(shí)施例1

如圖1和圖2所示的一種工業(yè)硅電爐定向凝固反應(yīng)器，其特征在于，包括外層殼體1，設(shè)在外層殼體1內(nèi)部的剛玉腔體2，設(shè)在剛玉腔體2與外層殼體1之間的保溫層3，所述的外層殼體1的底部設(shè)有底板4，頂部設(shè)有上蓋5，所述的上蓋5的內(nèi)側(cè)設(shè)有保溫模塊6，所述的剛玉腔體2上端設(shè)有環(huán)形鋼槽7，該環(huán)形鋼槽7的外端面與保溫層3接觸。

在具體的澆注過程中，剛玉腔體2用于硅液的澆注，在使用的古城中，打開上蓋5向剛玉腔體2沒澆注硅液，然后將上蓋5通過建筑卡扣與外層殼體1固定，待硅液靜止冷卻后，將反應(yīng)器放置到旋轉(zhuǎn)支架上，旋轉(zhuǎn)90°，繼續(xù)靜止8小時，然后換上脫模鋼板，在旋轉(zhuǎn)90°，實(shí)現(xiàn)脫模，在靜止的時候澆注的硅液的雜質(zhì)會漂浮到剛玉腔體2的最上端，當(dāng)旋轉(zhuǎn)180°后，雜質(zhì)會落入到環(huán)形鋼槽7內(nèi)，實(shí)現(xiàn)硅液澆注中雜質(zhì)的除去。

實(shí)施例2

在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，為了外層殼體1在工作的過程中，更加的牢靠，在所述外層殼體1位套設(shè)有加固圈8，用于對外層殼體1進(jìn)行加固。

在翻轉(zhuǎn)的過程中，為了使外層殼體1與旋轉(zhuǎn)支架容易安裝和拆卸，在所述的外層殼體1上設(shè)有相互對稱，且與外層殼體1的中心線垂直的耳軸9，在使用的過程中，只需要將耳軸9安裝在旋轉(zhuǎn)支架的旋轉(zhuǎn)孔中，實(shí)現(xiàn)對外層殼體的支撐和旋轉(zhuǎn)；

進(jìn)一步的，為了在澆注后除雜的更加完全，采用的技術(shù)方案是所述剛玉腔體2為倒梯形。

為了外層殼體1，剛玉腔體2和底板4之間連接的更加牢靠，所述的外層殼體1和剛玉腔體2分別與底板4通過螺栓10固定連接。

實(shí)施例3

一種運(yùn)用工業(yè)硅電爐定向凝固反應(yīng)器澆注的方法，按照以下步驟進(jìn)行：

a.準(zhǔn)備工作，將攪拌好的耐火材料從底部加入到模具內(nèi)，并用振動棒均勻振實(shí)，振搗過程中要邊加料邊振動，不留死角，避免觸及錨固釘；

b.剛玉腔體2澆注，將剛玉腔體2的外模與剛玉腔體2的內(nèi)模組合在一起，然后向剛玉腔體2的外模與內(nèi)膜組成的腔體內(nèi)澆注剛玉剛玉澆注料，澆注完成后，空冷12h，在空冷期間，保持澆注的剛玉腔體2的表面濕潤，空冷12h后，脫去剛玉腔體2的外模和內(nèi)模，完成剛玉腔體2的澆注；

c.裝配，將澆注好的剛玉腔體2通過底板定位銷定位固定到底板4上，然后將外層殼體1通過螺栓固定在底板4上，且剛玉腔體2位于外層殼體1的中部，然后向剛玉腔體2與外層殼體1之間塞入纖維保溫棉，并壓實(shí)，然后在剛玉腔體2上放上環(huán)形鋼槽7；將組裝的保溫層上蓋5蓋合到外層殼體1上，并用建筑卡扣使上蓋5和外層殼體1固定牢固；

d.澆注，打開上蓋5，向剛玉腔體2中澆注硅液，然后蓋上上蓋5；，

e.翻轉(zhuǎn)，待步驟d中澆注的硅液靜止冷卻后，將反應(yīng)器放置到如圖3所示的旋轉(zhuǎn)支架上，旋轉(zhuǎn)90°，繼續(xù)靜止8小時，然后換上脫模鋼板，在旋轉(zhuǎn)90°，實(shí)現(xiàn)脫模；

f.烘干，脫模完成后，將剛玉腔體2內(nèi)清理干凈，然后用耐火泥對剛玉腔體2進(jìn)行修補(bǔ)，并噴涂Si₃N₄，然后至少烘干12h，保證水分完全蒸發(fā)方可進(jìn)行下一次澆注。

澆注時要求一次性連續(xù)澆注液態(tài)工業(yè)硅，溫度應(yīng)不低于1700℃，澆注完成后需要立即蓋上保溫纖維蓋板；90min后，將模具整體翻轉(zhuǎn)90°，8h后，打開保溫纖維板上蓋，換上脫模鋼板，將模具整體再翻轉(zhuǎn)90°，自動脫模。脫模后，模具內(nèi)襯必須清理干凈，然后采用耐火泥進(jìn)行修補(bǔ)，并噴涂Si₃N₄，烘干12h方可進(jìn)行下一次澆注。

以上例舉僅僅是對本實(shí)用新型的舉例說明，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的保護(hù)范圍的限制，凡是與本實(shí)用新型相同或相似的設(shè)計均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。