專利名稱：石英坩堝的燒成控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及石英坩堝燒成裝置，具體涉及一種用于石英坩堝隧道窯中的石英坩堝的燒成控制裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)今世界，隨著能源危機(jī)、環(huán)境問題的不斷加劇，世界各國對能源的梯級利用率、 以及低碳環(huán)保方面競爭異常激烈。陶瓷石英坩堝是用于鑄錠多晶硅原料的一種高溫容器， 在制備石英坩堝的過程中，石英坩堝燒成是坩堝生產(chǎn)中最大的能耗部分，約占整個坩堝生產(chǎn)能耗的50%以上。在“十二五”規(guī)劃中，國家對能源的利用率作了嚴(yán)格的控制要求，必須對高能耗的企業(yè)作加大監(jiān)管力度。因此降低能耗、快速燒成與縮短高保溫時間就成了石英坩堝新型燒成工藝的發(fā)展方向。燒結(jié)是石英坩堝生產(chǎn)中很重要的一個環(huán)節(jié)，它對石英坩堝的物理化學(xué)性能有很大的影響。目前對于傳統(tǒng)陶瓷石英坩堝的燒成工藝，普遍采用常壓燒結(jié)方法，由于溫度控制系統(tǒng)的局限性，石英坩堝燒成的氣氛全部采用過氧化氣氛燒成(氧化氣氛中的含氧量一般在 4%以上)。石英坩堝燒成采用過氧化氣氛很容易產(chǎn)生方石英，導(dǎo)致坩堝強(qiáng)度變脆，不利于后期的硅料鑄錠。傳統(tǒng)石英坩堝的燒成工藝因為溫差的原因，容易產(chǎn)生裂紋。我們都知道陶瓷玻璃產(chǎn)品在干燥過程中容易產(chǎn)生微裂紋，由于燒成過程中溫差的原因?qū)е挛⒘鸭y延伸，產(chǎn)生燒成裂紋。傳統(tǒng)工藝通過增加產(chǎn)品的保溫時間來避免這樣的裂紋產(chǎn)生，但保溫時間過長一是增加能耗，二是容易使產(chǎn)品變脆，反而降低了強(qiáng)度，這對以后鑄錠有很大的影響。石英坩堝的燒成溫度與燒成氣氛是燒成工藝環(huán)節(jié)中兩個最重要的因素，這兩種因素由爐內(nèi)的壓力決定，由于石英坩堝傳統(tǒng)燒成控制不能保證溫度與氣氛的穩(wěn)定性，對實現(xiàn)坩堝燒還原氣氛與中性氣氛比較困難。因此新的燒成工藝要采用比較穩(wěn)定的燒成控制方式，優(yōu)化燒成工藝，采用中性氣氛實現(xiàn)快速燒成，確保石英坩堝的物理化學(xué)性能。

實用新型內(nèi)容實用新型目的本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種石英坩堝的燒成控制裝置。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型公開了一種石英坩堝的燒成控制裝置，包括一個控制器，所述控制器連接若干組控制單元；每組控制單元包括四組脈沖執(zhí)行機(jī)構(gòu)和連接脈沖執(zhí)行器的四組燃燒機(jī)構(gòu)。本實用新型中，每組脈沖執(zhí)行機(jī)構(gòu)分為左側(cè)脈沖執(zhí)行器和右側(cè)脈沖執(zhí)行器，每組燃燒機(jī)構(gòu)包括左側(cè)燒嘴和右側(cè)燒嘴；左側(cè)脈沖執(zhí)行器連接左側(cè)燒嘴，右側(cè)脈沖執(zhí)行器連接右側(cè)燒嘴。本實用新型中，每組燃燒機(jī)構(gòu)包括左導(dǎo)壓管和右導(dǎo)壓管、以及左側(cè)比例閥和右側(cè)比例閥；左側(cè)脈沖執(zhí)行器連接左導(dǎo)壓管，左導(dǎo)壓管連接左側(cè)比例閥，右側(cè)脈沖執(zhí)行器連接右導(dǎo)壓管，右導(dǎo)壓管和連接右側(cè)比例閥。當(dāng)然，也可以同時將左側(cè)燒嘴連接左側(cè)比例閥，右側(cè)燒嘴分別連接右側(cè)比例閥。本實用新型用來實現(xiàn)石英坩堝的快速燒成，提高燒結(jié)產(chǎn)品的合格率，降低單位坩堝的能耗，實現(xiàn)余熱能的梯級利用，節(jié)能降耗。利用本實用新型可以實現(xiàn)坩堝中性氣氛燒成，將石英坩堝燒成的溫差控制到最小極限，從而實現(xiàn)一種快速升溫?zé)?、急劇冷卻和盡量縮短高溫的保溫時間的新型燒成，從而實現(xiàn)快速燒成，它優(yōu)于常規(guī)燒結(jié)方法，效果等同于于熱壓燒結(jié)。本實用新型利用溫度分程控制用于石英坩堝燒成控制，這種控制裝置結(jié)合窯爐本身特有的結(jié)構(gòu)排布控制著溫度的精度，這種溫度控制方式非常優(yōu)于傳統(tǒng)的簡單控制回路， 可以實現(xiàn)溫差在士2°C。有益效果本實用新型在提高燒成品質(zhì)方面起到了改善作用，用溫度分程控制替代傳統(tǒng)簡單控制原理，在節(jié)能降耗方面取得了突破性的效果，使得石英坩堝燒結(jié)能耗突破在0. 2m3/kg以內(nèi)，從而實現(xiàn)溫度控制的精確性，燒成氣氛的合理性，燒成制度的最優(yōu)化。本發(fā)實用新型節(jié)約能源、提高生產(chǎn)效果、降低生產(chǎn)成本。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型做更進(jìn)一步的具體說明，本實用新型的上述和/或其他方面的優(yōu)點(diǎn)將會變得更加清楚。


圖1為本實用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型中一組脈沖執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如
圖1和圖2所示，本實用新型公開了一種石英坩堝的燒成控制裝置，包括一個控制器，所述控制器連接若干組控制單元(
圖1中為一組控制單元)；每個控制單元包括四組脈沖執(zhí)行機(jī)構(gòu)和連接脈沖執(zhí)行器的四組燃燒機(jī)構(gòu)。每組脈沖執(zhí)行機(jī)構(gòu)分為左側(cè)脈沖執(zhí)行器 1和右側(cè)脈沖執(zhí)行器2，每組燃燒機(jī)構(gòu)包括左導(dǎo)壓管3和右導(dǎo)壓管4、左側(cè)燒嘴5和右側(cè)燒嘴 6以及左側(cè)比例閥7和右側(cè)比例閥8 ；左側(cè)脈沖執(zhí)行器連接左導(dǎo)壓管和左側(cè)燒嘴，左導(dǎo)壓管和左側(cè)燒嘴分別連接左側(cè)比例閥，右側(cè)脈沖執(zhí)行器連接右導(dǎo)壓管和右側(cè)燒嘴，右導(dǎo)壓管和右側(cè)燒嘴分別連接右側(cè)比例閥。本實用新型分程控制原理為一個控制器的輸出控制η個執(zhí)行機(jī)構(gòu)(1 η)，η個執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別控制η個輸出對象(η η)。從而擴(kuò)大了調(diào)節(jié)閥的可調(diào)范圍，滿足坩堝快速燒成工藝的特殊要求。本實用新型優(yōu)化了坩堝的燒成，而且對于生產(chǎn)無數(shù)量限制的石英坩堝，降低了坩堝的制造成本。另外，由于溫差控制得小，坩堝的裂紋缺陷大大減少，在坩堝燒成的合格率上也帶來了提高，每只坩堝尺寸收縮均勻。根據(jù)本實用新型燒成后的石英坩堝具有良好的抗熱循環(huán)性、抗折強(qiáng)度高和良好的抗熱震性。石英坩堝隧道窯每一組8只脈沖執(zhí)行器去實現(xiàn)溫度的精度控制，用執(zhí)行器的風(fēng)壓去控制燃?xì)獾臍鈮?，從而實現(xiàn)穩(wěn)定的比例(1 1)去實現(xiàn)中性氣氛的快速燒成。[0022]石英坩堝隧道窯每支熱電偶信號通過溫度變送器送到控制器中經(jīng)過運(yùn)算去控制八只脈沖執(zhí)行器，這8只脈沖執(zhí)行器每2只為同步調(diào)動作，其中分程控制的最大好處是擴(kuò)大了 8只控制閥的可調(diào)范圍，采用脈沖的大小火頻繁交替，滿足石英坩堝燒結(jié)工藝上的特殊要求。每個脈沖執(zhí)行器的下方都有一根導(dǎo)壓管連接著氣路上的比例閥，將壓力比盡可能實現(xiàn)1 1，從而實現(xiàn)中性氣氛燒成。本實用新型的進(jìn)步主要體現(xiàn)在(1)注漿成型的石英坩堝，采用新型燒成工藝，燒結(jié)生產(chǎn)出的坩堝內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)非常均勻，無燒結(jié)產(chǎn)生的裂紋，具有優(yōu)異的熱震穩(wěn)定性和抗炸裂能力，有效的保證了坩堝在鑄錠使用中的穩(wěn)定性和可靠性；線膨脹系數(shù)小、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱及導(dǎo)電性能低；且具有一定粗糙度利于客戶現(xiàn)場噴涂氮化硅材料的吸附，表面吸附性強(qiáng)，滿足多晶硅鑄錠生產(chǎn)的工藝要求。(2)有效控制燒成制度的溫差，降低了產(chǎn)品的燒成周期，提高了生產(chǎn)效率。(3)采用分程控制，將每只燃燒器的燃燒效率最大化，實現(xiàn)低碳、低污染排放。(4)新工藝燒成裝置大大降低了單位千克堝的能耗，目前該種溫度控制方式控制可以控制在0. 16m3/kg左右，在同行業(yè)中處于遙遙領(lǐng)先水平總體而言，本實用新型與傳統(tǒng)技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)①方便調(diào)節(jié)②節(jié)約能耗③ 燃燒煙氣低碳排放④滿足產(chǎn)品鑄錠工藝⑤減小生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率。本實用新型提供了一種石英坩堝的燒成控制裝置的思路及方法，具體實現(xiàn)該技術(shù)方案的方法和途徑很多，以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。本實施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種石英坩堝的燒成控制裝置，其特征在于，包括一個控制器，所述控制器連接若干組控制單元；每個控制單元包括四組脈沖執(zhí)行機(jī)構(gòu)和連接脈沖執(zhí)行器的四組燃燒機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石英坩堝的燒成控制裝置，其特征在于，每組脈沖執(zhí)行機(jī)構(gòu)分為左側(cè)脈沖執(zhí)行器和右側(cè)脈沖執(zhí)行器，每組燃燒機(jī)構(gòu)包括左側(cè)燒嘴和右側(cè)燒嘴；左側(cè)脈沖執(zhí)行器連接左側(cè)燒嘴，右側(cè)脈沖執(zhí)行器連接右側(cè)燒嘴。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的石英坩堝的燒成控制裝置，其特征在于，每組燃燒機(jī)構(gòu)包括左導(dǎo)壓管和右導(dǎo)壓管、以及左側(cè)比例閥和右側(cè)比例閥；左側(cè)脈沖執(zhí)行器連接左導(dǎo)壓管，左導(dǎo)壓管連接左側(cè)比例閥，右側(cè)脈沖執(zhí)行器連接右導(dǎo)壓管，右導(dǎo)壓管和連接右側(cè)比例閥。
專利摘要本實用新型公開了一種石英坩堝的燒成控制裝置，包括一個控制器，所述控制器連接若干組控制單元；每個控制單元包括四組脈沖執(zhí)行器和連接脈沖執(zhí)行器的四組燃燒機(jī)構(gòu)。本實用新型在提高燒成品質(zhì)方面起到了改善作用，用溫度分程控制替代傳統(tǒng)簡單控制原理，在節(jié)能降耗方面取得了突破性的效果，使得石英坩堝燒結(jié)能耗突破在0.2m3/kg以內(nèi)，從而實現(xiàn)溫度控制的精確性，燒成氣氛的合理性，燒成制度的最優(yōu)化。本發(fā)實用新型節(jié)約能源、提高生產(chǎn)效果、降低生產(chǎn)成本。
文檔編號C03B20/00GK202220121SQ201120329708
公開日2012年5月16日 申請日期2011年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月5日
發(fā)明者代冰, 韓立林 申請人:徐州協(xié)鑫太陽能材料有限公司, 蘇州協(xié)鑫工業(yè)應(yīng)用研究院有限公司