[发明专利]一种多单晶硅切割渣熔炼方法

说明书

本发明公开了一种多单晶硅切割渣熔炼方法，解决了现有的硅切割渣熔炼感应炉的炉顶无遮盖，会因为氧气对硅的氧化或者抽气装置将硅粉抽走以及熔炼时温度不均匀容易造成硅熔融液飞溅等造成熔炼硅的收率降低的问题。本发明包括以下步骤：打开盖体进行投料、关闭盖体，调节石墨板高度，感应加热和底部通惰性气体，熔炼，起炉出料。本发明具有能有效防止熔渣结壳、硅氧化以及硅粉被吸尘装置抽走，炼硅收率高等优点。

技术领域

本发明涉及硅熔炼用感应炉技术领域，具体涉及一种多单晶硅切割渣熔炼方法。

背景技术

硅切割渣可以用来回炉重新结晶、提纯、现在硅料紧缺，价格不菲。

现有的硅切割渣常用感应炉进行熔炼，而在熔炼过程中，由于熔融的硅表面容易形成熔渣，熔渣在熔炼过程中起到保护熔液不被氧化，但是熔渣为冷渣，即不会感应产生热，熔渣的温度依靠硅熔融液提供的热量来维持，当熔渣的散热温度高于硅熔融液体的传热时，熔渣就会在硅熔融液的表面结壳。若渣壳未及时熔化或被外力打透，渣壳下部空间形成密闭空间，熔炼产生的气体不能及时释放，达到一定压力后就会发生爆炸，硅熔融喷出，造成安全隐患，另一方面，熔炼时温度不均匀，也可能导致一部分硅熔融液溅出，因此，为了防止这一不利后果的发生，感应炉的顶部一般设置为敞开结构，而且炉顶的上方设置吸尘装置进行抽气。

现有的敞开结构一方面会导致空气中的氧气进入与硅熔融液发生氧化反应，另一方面，吸尘装置在抽气过程中会将部分未熔融的硅粉抽走，这两方面会降低硅熔炼的产率，如何保证熔融过程中温度的均匀性以及减少氧化和原料被抽走是硅切割渣熔炼技术上急需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有的硅切割渣熔炼感应炉的炉顶无遮盖，会因为氧气对硅的氧化或者抽气装置将硅粉抽走以及熔炼时温度不均匀容易造成硅熔融液飞溅等造成熔炼硅的收率降低。

本发明提供了解决上述问题的一种多单晶硅切割渣熔炼方法。

本发明通过下述技术方案实现：

一种多单晶硅切割渣熔炼方法，包括如下步骤：

步骤1：启动提升装置提起盖体，向坩埚中加入硅切割渣；

步骤2：启动提升装置使其下降，将盖体盖上，调节石墨板与所述坩埚接触；

步骤3：开启感应线圈进行感应加热，开启底部气阀，开始通惰性气体；

步骤4：在熔炼温度为1500-1700℃的条件下熔炼1.5-2.0h；

步骤5：停止感应线圈加热和通气，起炉出料。

本发明的设计原理为：在坩埚上方设置石墨板，石墨板通过提升装置进行上下移动，当硅切割渣熔融之前，先将石墨板移动至与坩埚接触的位置，这样，在感应加热时，石墨能感应加热形成全方位的感应加热，加热速度快，而且在硅熔融成液态后，会在硅熔融液体表面形成熔渣，熔渣在上下面出现温度差时会结壳，这样就容易引起下方密封爆炸的安全隐患，在上方设置石墨板，石墨板能感应加热，在一定程度上减小了熔渣上下面的温度差，可以减缓硅熔融液表面熔渣的结壳情况；另一方面，在切割硅熔融之前就通入惰性气体，可以排除坩埚中的部分空气，减小氧气含量，从而减少在温度升高后硅被氧化的量，而当切割硅熔融后，底部通入的惰性气体会向上移动，对硅熔融液有一定的搅拌作用，促进了硅熔融液的温度均匀性，且惰性气体会上升到硅熔融表面形成鼓泡，鼓泡破裂对硅熔融液表面的熔渣具有破坏其结壳的作用，本发明从温度均匀性和熔渣表面上下温度差来有效防止熔渣结壳，防止坩埚内密封爆炸，硅熔融液飞溅等安全事故的发生，且通过加盖进行硅切割渣感应熔炼，减少了氧化和被吸尘装置抽走的硅量，提高了硅的收率。

本发明优选一种多单晶硅切割渣熔炼方法，所述步骤2中的石墨板的底部垂直设置凸杆，当石墨板接触到坩埚时，所述凸杆伸入到所述坩埚内的硅熔融液位下。