一种石英坩埚高温成形系统技术方案

本发明专利技术涉及坩埚制品领域，是一种石英坩埚高温成形系统。解决现有技术设备无法制造厚壁坩埚的问题，提供了一种包括坩埚熔制主机，油浸式变压器，液压传动系统，冷却系统，控制系统，排风系统的石英坩埚高温成形系统，油浸式变压器，液压传动系统，冷却系统，控制系统，各自通过电信号或管道与坩埚熔制主机连接。通过本发明专利技术设计和大胆科学的技术改造，填补了厚壁石英坩埚的生产空白。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及坩埚制品领域，是一种石英坩埚高温成形系统。
技术介绍
国内化工、玻璃行业老的工艺都是使用钼金坩埚来融化原料，因为钼金的市场价格比较高，造成企业成本大幅增加.能替代钼金坩埚的只有石英坩埚，因为石英坩埚的纯度高、稳定性好、价格低。近十年石英坩埚成为化工、玻璃行业融化原料的首选容器。但是， 在融化玻璃、化工原料时其原料内有一定的碱金属和碱土金属，对石英坩埚的内壁有一定的腐蚀，作为添加剂的碱金属或碱土金属却又必须要加入到原料中，现有技术的坩埚壁薄， 无法满足生产需要，所以现阶段生产厂家往往使用价格昂贵的钼金坩埚，给生产和安全带来很多不必要的麻烦。为了延长石英坩埚的使用寿命只能加厚坩埚的壁厚来增加石英坩埚的使用次数。 作为大多数半导体行业切克拉斯基法(cz)拉制单晶硅用石英坩埚通常的厚度都在9 16mm，国内生产的石英坩埚的最大直径在M英寸(600 615mm).但作为化工、玻璃行业用的大口径，壁厚，寿命长的石英坩埚目前国内还是一片空白。国内的坩埚制造机都是根据拉制单晶硅的石英坩埚设计，熔制室小，变压器小，主机小，熔制时间不长.制出的坩埚壁薄、外径小，不能解决玻璃、化工行业融料时容积大、埚壁厚、使用寿命长的要求。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是为解决上述现有技术没有厚壁坩埚，现有坩埚无法满足玻璃、化工行业融料时容积大、埚壁厚、使用寿命长的要求的问题，以及现有的生产工艺和设备无法制造厚壁坩埚的问题，提供一种的石英坩埚高温成形系统。为实现上述目的，本专利技术的一个技术方案提了一种无法达到其生产条件，如何提高模具内的温度，降低热量的流失，加长熔制时间， 如何控制石墨电极的的下降速度，精确控制融料的温度是要达到生产目的所必需解决的技术难题。本专利技术的第三个技术方案提供了一种沈英寸厚壁石英坩埚的生产设备。一种石英坩埚高温成形系统，包括坩埚熔制主机，油浸式变压器，液压传动系统， 冷却系统，控制系统，排风系统，所述坩埚熔制主机通过电信号和信息信号与控制系统连接，油浸式变压器通过电线与坩埚熔制主机连接，液压传动系统通过连杆与坩埚熔制主机连接，冷却系统通过冷却液管与坩埚熔制主机连接，排风系统位于坩埚熔制主机之上。所述坩埚熔制主机包括坩埚模具、移动底座、电极、电极升降及开闭机构、遮热板升降装置、导轨、支架；遮热板升降装置包括遮热板、丝杆，移动板、锁紧螺栓、石英板，遮热板包括遮热板主体、冷却液管，遮热板主体内部为中空，与冷却液管相通，遮热板主体中部为一圆形孔，圆形孔直径与石英坩埚直径相等，遮热板和支架通过锁紧螺栓连接，支架和移动板固定连接，移动板和导轨滑动连接，移动板和丝杆螺纹连接，导轨和丝杆固定连接；还包括铜套，铜套嵌套于丝杆上。移动底座水平放置，移动底座内设置有曲轴系统，曲轴系统上部设置有顶杆，移动底座与坩埚模具通过顶杆连接，坩埚模具和遮热板倾斜设置，导轨架设在支架上，导轨与支架固定连接，坩埚模具和遮热板的中轴线与移动底座的中轴线呈6-10°角。所述坩埚模具和遮热板的中轴线与移动底座的中轴线呈8°角。选择该角度的有益效果在于1.容易塌料，成型方便；2.加热均勻，坩埚壁厚均勻；3.喷涂效果好，喷涂层厚度均勻。所述遮热板还包括冷却液管，遮热板内部为中空，与冷却液管相通。所述遮热板与导轨滑动连接。所述加料漏斗还包括石英管，加料漏斗为双组漏斗，双组漏斗通过石英管架设在坩埚模具侧上方。所述移动底座还包括推杆，移动底座架设在地面轨道上，移动底座下部前端设置有推杆。所述遮热板升降装置，冷却液管为两根，位于遮热板主体一侧的两边。所述遮热板升降装置，遮热板和锁紧螺栓之间有石英板。所述遮热板升降装置中，丝杆还包括手柄，手柄位于丝杆下端。所述冷却系统包括冷却池，冷却泵，冷却液管，隔热水套；所述冷却池通过冷却泵与冷却液管连接，隔热水套位于电极中下部分，通过冷却液管与冷却泵连接。电极包括铜电极和石墨电极两部分，由螺纹连接在一起；其中铜电极内部由冷却液冷却。所述遮热板采用了耐高温抗氧化的不锈钢材料制成，又通有冷却液，因此在高温下不变形，所以可将其与模具口距离由原来100 ^Omm降低为30 100mm。这样大大的减少了热量的散发，保持了熔制温度，现有技术的遮热板在这样的距离下会因高温变形，而造成损毁，同时因为损毁导致生产无法进行。所述坩埚模具为带环状盖体的坩埚模具，包括坩埚模具主体、石英纤维层、冷却水套，坩埚模具主体由高纯度的石墨组成，坩埚模具主体内壁形状与坩埚外形相对应，石英纤维层在坩埚模具主体外侧，冷却水套在石英纤维层外侧，还包括环状盖体，环状盖体在坩埚模具主体上方，环状盖体的外径等于坩埚模具主体的外径，环状盖体的内径等于坩埚模具主体的内径，环状盖体所使用的是耐高温合金。所述坩埚模具主体上端口内侧有一个环形凹台，环状盖体下端口内侧有一个环形凸台，坩埚模具主体的环形凹台和环状盖体的环形凸台相匹配，坩埚模具主体的环形凹台和环状盖体的环形凸台压嵌配合。所述环状盖体的上端面与冷却水套的上端面相齐。所述油浸式变压器，包括由静铁芯、动铁芯及其之间缠绕的线圈构成的变压器本体，所述变压器本体外层设置有油箱，所述油箱上连接有冷却油循环装置。冷却油循环装置包括连接所述油箱上的油管，所述油管上分别设置有冷却器和油泵。除构造上的改变外，同现有的变压器相比，油浸式变压器还改变了线圈匝数，方 28,11,线径改为5*14铜牌，铁芯大小，改为760*500*360。使得油浸式变压器可以在额定电流下长时间连续工作、不发热、电流不改变。本专利技术通过在操作盘上对照电流表来随时间调节变压器动铁芯升降同步按钮来改变电流的大小，从而满足熔制石英坩埚的温控精度的要求，通过调整操作盘上的电流表和电压表、功率表的准确度来满足熔制坩埚时对温控精度的要求。及时精确地控制电弧电极深入模具口下约80_240mm，这是通过控制台上按钮来控制液压系统中节流阀开口的大小，来调节通过节流阀的油液的流量，以控制电弧电极的下降速度，这是保持熔制温度的重要一环。本专利技术的有益效果在于通过利用本专利技术的设备和工艺生产的沈英寸厚壁石英坩埚无论在质量上和外观上都达到了用户的使用要求，填补了国内同类产品的空白。通过本专利技术设计和大胆科学的技术改造，本专利技术研制的沈英寸厚壁坩埚生产机完全能满足生产需要。并填补了大口径、 厚壁电弧石英坩埚制造机国内这一领域的空白。使用本专利技术设计设备，比现有技术减少20% -30%的热量流失；比现有技术工艺温度提高约300°C -500°C。熔制时间可以达到60分钟-90分钟或者更长的时间。本专利技术沈英寸厚壁石英坩埚的生产方法以普通电弧石英坩埚的制造方法为基础，降低热量的流失， 提高模具内的温度，加长熔制时间，科学控制石墨电极的的下降速度，在操作盘上通过调节电流的大小来精确控制融料的温度。通过原料的重量、融料温度、融料时间、使用的电量、石墨电极的下降时间和位置来控制26英寸厚壁石英坩埚的生产。本专利技术解决了传统坩埚机主机小，各部件耐温点低，易氧化或变形的缺陷.由于坩埚口径大、壁厚需要长时间、高功率、高温度来熔制就造成了熔制室内温度过高，主机易损坏，传统的坩埚机在这种高温度、长时间的环境下无法正常工作。本专利技术通过改变主机的结构和主机的主要部件采用了耐热的不锈钢材料和耐热的铸件材料，并经热处理。这本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种石英坩埚高温成形系统，其特征在于：包括坩埚熔制主机，油浸式变压器，液压传动系统，冷却系统，控制系统，排风系统，所述坩埚熔制主机通过电信号和信息信号与控制系统连接，油浸式变压器通过电线与坩埚熔制主机连接；坩埚熔制主机包括连杆，液压传动系统通过连杆与坩埚熔制主机连接，冷却系统通过冷却液管与坩埚熔制主机连接，排风系统位于坩埚熔制主机之上。

【技术特征摘要】
1.一种石英坩埚高温成形系统，其特征在于包括坩埚熔制主机，油浸式变压器，液压传动系统，冷却系统，控制系统，排风系统，所述坩埚熔制主机通过电信号和信息信号与控制系统连接，油浸式变压器通过电线与坩埚熔制主机连接；坩埚熔制主机包括连杆，液压传动系统通过连杆与坩埚熔制主机连接，冷却系统通过冷却液管与坩埚熔制主机连接，排风系统位于坩埚熔制主机之上。2.根据权利要求1所述石英坩埚高温成形系统，其特征在于所述坩埚熔制主机包括坩埚模具、移动底座、电极、电极升降及开闭机构、遮热板升降装置、导轨、支架；遮热板升降装置包括遮热板、丝杆，移动板、锁紧螺栓、石英板，遮热板包括遮热板主体、冷却液管，遮热板主体内部为中空，与冷却液管相通，遮热板主体中部为一圆形孔，圆形孔直径与石英坩埚直径相等，遮热板和支架通过锁紧螺栓连接，支架和移动板固定连接，移动板和导轨滑动连接，移动板和丝杆螺纹连接，导轨和丝杆固定连接；3.根据权利要求2所述石英坩埚高温成形系统，其特征在于移动底座水平放置，移动底座内设置有曲轴系统，曲轴系统上部设置有顶杆，移动底座与坩埚模具通过顶杆连接， 坩埚模具和遮热板倾斜设置，导轨架设在支架上，导轨与支架固定连接，坩埚模具和遮热板的中轴线与移动底座的中轴线呈6-10°角；所述遮热板还包括冷却液管，遮热板内部为中空，与冷却液管相通；所述加料漏斗还包括石英管，加料漏斗为双组漏斗，双组漏斗通过石英管架设在坩埚模具侧上方。4.根据权利要求3所述石英坩埚高温成形...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄洁，
申请(专利权)人：余姚市晶英电弧坩埚有限公司，
类型：发明
国别省市：33