关于多晶铸锭炉升级改造中安全防护措施总结探讨

多晶钢锭炉改造中安全防护措施的总结与探讨
目前铸锭设备改造存在的问题和光伏产业中的其它行业一样：低
价拼杀。

行业缺乏准入门槛，部分客户眼光短浅，为降低采购成本只
求低价；客户不顾安全，改造厂家压缩自身利润，导致最近出现一些
安全事故。

为了行业的健康发展和客户的人身安全，在这里，我们将
讨论钢锭转换过程中的一些安全保护措施。

安全隐患的主要原因如下：
一、辅材（这里我们主要讨论坩埚）
铸锭炉安全最重要的因素之一：坩埚质量，坩埚的安全隐患是铸
锭问题的根本原因，这就要求：
1、G6坩埚制造商不应对坩埚设备进行随意创新，在没有安全保证的情况下，在技术成熟之前，将其引入市场时需要谨慎，不要因为行
业恶性竞争，玩弄概念，推出些概念性或功能性坩埚；
2、坩埚制造厂商对坩埚的制程控制、严格控制坩埚出厂质量的检
查和控制；
3、硅片厂质检部来厂检验和铸锭部前，都应对设备进行详细检验，杜绝走过场；
4、硅片厂采购部门不要一味得杀价，应当更注重质量而选择业内
主流厂家的产品；同样，坩埚销售商不应忽视产品质量，以赢得市场，否则只会得不偿失。

“物美价廉”或许只是较为理想的状况，采购人
员应当寻求性价比高的产品，在做好成本控制的同时，也对安全生产
进行初层把关。

二、生产流程控制（以下主要阐述坩埚的喷涂、坩埚充硅和铸锭
工艺）
1、坩埚喷涂G6喷涂和G5略有区别。

现在业内部分厂家为了降低
成本而采用国产粉，而且尽量减少粉的用量，但是最终喷涂效果不甚
理想。

以前，企业使用进口粉末，如日本的Yubu或德国的罢工，但现
在厂家大多用国产粉取而代之，在具体用量上也没有严格的用量标准，多数厂家使用的分量在600-650g之间,也有部分厂家使用700-800g的粉，但实际上应当根据各个厂家的实际情况来决定粉量，例如：硅料
配比、铸锭工艺，坩埚性能等，这需要一个摸索的过程。

笔者认为还
是应当采用更为可靠的进口粉，并且混合用量控制在750g左右，特别
是在四个角和废弃层附近加喷量，如果是底部处理过的坩埚也要注意
处理效果，粗石英砂发生粘锅现象的几率大于细石英砂，硅粉底侧处
理的坩埚注意别破坏喷涂层；
2、在坩埚底部和周围填充硅材料时，尽量用一些扁平的硅块或边
缘材料保护底部和边缘，四个角要留出空隙，底部装填前应尽量先用
一下细料铺底。

由于各家料源和选用的工艺不同，厂家可在实际操作
过程中不断进行摸索总结，在装填时要注意轻拿轻放。

笔者曾经走访
过多个厂家，发现很多厂家在这方面都存在问题，G6装料量大不应急
于求成，更不能由领导下行政命令来定每天装多少炉。

而大型硅片厂
在流程控制更为专业；
3、物料转运时注意使用完好的转运车，硅料加坩埚重量超1吨了，装料过程也是如此，处于生产一线的人员对这方面更为了解，对此笔
者就不再赘述了。

4、根据实际情况对铸锭工艺进行优化：缩短运行时间，特别是熔
化高温段的时间，尽量放缓降温的幅度。

如果全熔高效技术成熟，笔
者还是主张用全熔（就我个人而言，我认为保温笼半熔过程的溢出风
险大于全熔过程），因此，为了降低风险，应由专业的工艺调试工程
师进行操作；
三、铸锭炉改造的专业性（以下主要讨论铸锭炉的热场设计、专
业安装和安全装置的多重有效性）
1、G6热场（热场和隔热笼）设计是一个循序渐进的过程，实际上，目前有些厂家还在采用第一代的设计，然而，一些制造商已经多次更
新和开发了第三代热场。

目前国内主流设备炉腔的尺寸大多是1830-1850mm（京运通除外）,隔热笼的尺寸大小也各有不同。

一方面要求笼子能放进坩埚和护板、且不得与加热器发生触碰，另一方面要求隔热笼的四个角尽量给炉壁留出空间。

这就要求设计工程师对尺寸进行合理的规划（排除溢流棉安装错误的状况，个人认为这是发生事故的最危险地带）；
2、多晶铸锭炉热场需要由专业的设备安装工程师进行安装调试，由于炉腔尺寸比较小，如果上炉腔隔热笼发生偏离都可能导致安全事故，下炉腔的安装更是重中之重，例如溢流面的厚度、溢流棉的开孔准确度及铺设、溢流丝的铺设、导流空位的设置、石墨支撑柱的防护套安装。

尤其需要注意的是四个角上的安全防护，最近还发现，改造制造商在绝缘笼中绝缘板的四个角落安装了石墨块，以防止溢出，这都是希望在发生溢流后兜住硅液。

总而言之，细节决定成败，厂家在安装调试多晶铸锭炉热场时应如履薄冰一般，做到稳扎稳打，尽量找专业的技术人员；
3、在多晶铸锭炉安全设置方面，除了上面所讲的设计和底部安装防护措施外，还有泄压阀的检查和铸锭炉运行前的校温和烘烤。

不要小看这些细节，关键时刻往往关乎人员、设备的安全。

泄压阀设计本身就是铸锭炉一个重要的安全防护措施，这是前人对于安全问题上做出的经验总结，阀门是否安装正确直接关系到发生事故后能否泄压。

其次，校温过程似乎并不重要，然而，监测实际炉膛温度是我们监测腔体内部的唯一手段，而且能够保证铸锭工艺的稳定，然而很多改造厂家往往忽略了这个步骤。

至于烘烤方面，笔者就不再进行解释了，众所周知这是正式生产前的必要措施，通过烘烤可检查炉子的整体性能。

笔者认为G5升级改造安全是可控的，技术是可行的，我们仍然不需要用不同的眼光看待这个新事物。

以上这些经验，希望能对大家有所帮助。

由于个人技术水平有限，不足之处还请见谅，也希望更多的人对此指正探讨。

活在当下，且做且珍惜！。