[发明专利]一种高纯度工业硅耐用冷却锭模

说明书

技术领域

本发明属于工业硅生产技术领域，涉及一种高纯度工业硅耐用冷却锭模。

背景技术

工业硅也称为“结晶硅”、“纯硅”、“金属硅”，GB2881-81《工业硅技术条件》国家标准发布后，正式定名为“工业硅”。工业硅根据用途主要分为冶金用硅和化学用硅两大类。冶金用硅用于生产铝硅合金等领域，化学用硅则用于生产有机硅、半导体材料和太阳能级硅等方面。

现代工业硅生产的碳热还原法是20世纪初发明的。以含SiO2的矿物为原料，以碳质物为还原剂，在矿热炉内熔炼直接制得产品，这种方法通常称为碳热还原法或电热法。多年来，工业上一直沿用这种方法。冷却锭模是把熔化的工业硅液浇入并凝固成锭的模或容器。模或容器的形状根据工业硅所需成锭的形状而定，一般形状是扁长方形铸铁容器，由于硅的熔点为1420℃，沸点为2355℃，纯铁的熔点为1538℃，普通钢材的熔点为1500℃左右，矿热炉内近沸腾状的工业硅液浇铸到冷却锭模容器时难免会熔蚀锭模体，破坏锭模体的金相组织，熔蚀出的铁等元素还会降低工业硅的品质，目前如要生产高品质的化学用硅，特别是纯度极高的太阳能级硅，一般要用高纯度的石英或高纯度的石墨作为锭模体的内衬以确保所成型工业硅锭的纯度。但高纯度的石英或高纯度的石墨价格高昂且材质呈脆性，作为锭模体的内衬很容易破损，价格高且不耐用，生产成本高。

例如：公告号为CN203360010U的中国专利中，公开了一种工业硅安全耐用冷却锭模，如图1、图2所示，包括锭模容器本体1；锭模容器本体1的容器内底面嵌设有平板形石墨块2。由于冷却锭模容器本体1的容器内底面嵌设有平板形石墨块2，石墨耐高温且导热性好，热膨胀系数小，强度随温度提高而加强，矿热炉内近沸腾状的工业硅液浇铸到冷却锭模容器时，容器内底面嵌设的石墨块板与刚出炉的高温工业硅液接触时不会被熔蚀，且热量能被石墨块板快速热传导分散到整个冷却锭模容器，耐用且安全。

采用这样技术的工业硅安全耐用冷却锭模当然可以正常使用，但只能用于相对较低品质的冶金用硅生产，锭模容器本体1的容器内底面嵌设的平板形石墨块2仅起到了延长锭模容器本体寿命的作用，对确保产品的纯度品质并不起作用，不能用于相对较高品质的化学用硅生产，因为该平板形石墨块2如采用纯度不高的平板形石墨块2，在与刚出炉的高温工业硅液接触时仍难免会产生少量的杂质，而若采用高纯度的平板形石墨块2则成本高，使用效果还不够理想。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种价格低廉的高纯度工业硅耐用冷却锭模。

本发明为达到上述技术目的所采用的技术方案是：一种高纯度工业硅耐用冷却锭模，包括锭模容器本体，锭模容器本体的容器内底面嵌固设置有平板形内衬层；所述内衬层是通过熔化后浇铸冷却成型嵌固设置在锭模容器本体内底面的工业硅内衬层；所述工业硅内衬层的材质成份与该冷却锭模所用于生产的工业硅锭的材质成份相同。

所述的锭模容器本体的容器内底面均布设置有多个凸起块，所述工业硅内衬层通过凸起块与锭模容器本体的容器内底面嵌固连接。

所述的锭模容器本体架设在两排间隔砌设的耐火砖墙上，由两排耐火砖墙、地面、锭模容器本体底面四面围构成截面呈扁长方形的风道，锭模容器本体的下底面均布设置有多个向下凸起的长条形散热翅块；风道上设置有可偏转调节风向的调风板。

所述的工业硅内衬层的顶面与锭模容器本体的上端沿面齐平，锭模容器本体的上端沿面上架设有方形围框状的上围框。

所述的上围框是铸铁上围框。

所述的上围框是石墨上围框。

本发明的有益效果是：由于所述内衬层是通过熔化后浇铸冷却成型嵌固设置在锭模容器本体内底面的工业硅内衬层；所述工业硅内衬层的材质成份与该冷却锭模所用于生产的工业硅锭的材质成份相同。矿热炉内近沸腾状的工业硅液浇铸到冷却锭模容器时，工业硅内衬层能起到保护锭模容器本体的作用，同时不论工业硅液对工业硅内衬层如何熔蚀，由于工业硅内衬层的材质成份与该冷却锭模所用于生产的工业硅锭的材质成份相同。不会产生“杂质”影响产品的品质，可用于生产高纯度工业硅(当然也可用于生产冶金用硅)，同时浇铸工业硅液时还会对工业硅内衬层的破损进行同材质性的补损，大大延长了冷却锭模整体的使用寿命，模具成本大大降低，使用效果更理想。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。其中：

图1是现有技术的工业硅安全耐用冷却锭模的示意图；

图2是现有技术的工业硅安全耐用冷却锭模的拆分示意图；

图3是本发明的示意图；