关于多晶铸锭 炉升级改造中安全防护措施总结探讨

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,在这里对铸锭 改造过程的一些安全防护措施与大家做一些探讨。

duojingzhuding

  导致安全隐患 的主要有以下几点:
  一、辅材(这里主要讲坩埚)
  铸锭炉安全最 重要的因素之一:坩埚质量,坩埚出现安全 隐患是铸锭发生问题的根本原因,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 障且技术成熟前推向市场须慎重,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、坩埚出厂质量 的检测和管控做到严格把关;
  3、硅片厂质检部 门到厂检验和铸锭部门使用前,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,坩埚销售厂家 不能为了赢得市场而忽产品质量,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、坩埚的硅料装 填以及铸锭工艺)
  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。之前企业都会 采用日本宇部或者德国史泰克等进口粉,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、坩埚底部和四 周装填硅料应尽量用一些平整的硅块或者边料护底护边,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、物料转运过程 中注意使用完好的转运小车,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(个人认为隔热 笼半熔工艺的溢流风险大于全熔工艺),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、专业安装及安 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,但也有部分厂 家已经进行多次更新并研发第三代热场了。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,最近也发现改 造厂家在隔热笼内保温板四个角加装了石墨块防溢流,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,但是实际炉温 的监控是我们对腔体内部监控的唯一手段,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,大家还是无须 用异样的眼观来看待这个新鲜事物。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!