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1、 海南英利新能源有限公司2011 年 11 月 30 日 实施JJL500 铸锭炉安全操作规程文件编号： 版 次： 修订状态： 受控状态： 编 制： 审 核： 批 准： JJL500 铸锭炉安全操作规程第 1 页 共 13 页目次1 范围.22 引用文件.23 对操作人员的要求.24 铸锭炉操作规程.24.1 系统介绍：.24.2 铸锭炉系统组成：.24.3 炉子的操作.44.4 安全的装上石墨板和螺栓将石墨支撑板放在坩埚周围。.64.5 MONITORING THE AUTO CYCLE.115.设备的维修与保养.15JJL500 铸锭炉安全操作规程第 2 页 共 13 页1 范围本文制定了
2、JJL-500铸锭炉操作规程本文件仅适用于JJL-500铸锭炉。2 引用文件厂家设备使用说明书3 对操作人员的要求3.1 熟悉设备安全操作规程，能正确使用设备。3.2 未经批准，不准无关人员操作设备3.3 多人操作同一设备，应严格履行交接班检查手续。3.4 精功铸锭炉使用过程中严格执行精功铸锭炉维修保养作业指导书 ，使其达到设备完好标准。4 铸锭炉操作规程4.1 精功铸锭炉工作原理简介：精功铸锭炉工作顺序为：加热、熔化、晶体生长、退火、冷却，并包含突发情况出现时的急冷。控制原理及生产流程简述如下：通过工控机设置完各种工艺参数和预设定参数后，送达 SNAP 智能控制器。将经过 SiN 涂布处理的
3、坩埚里装入多晶硅料，并放置在热交换台上。关闭闭炉体及隔热笼 并抽真空。然后通过调整可控硅来控制变压器输出 3800A 的电流加到石墨加热器，并通过 SNAP 智能控制器，自动温度控制，加热若干小时以使多晶硅料熔化。当多晶硅料完全熔化后，根据工艺要求，缓慢降低隔热底板，暴露出热交换台，使能量可以藉辐射方式散发至通有冷却水的炉壁。热交换台的温度下降会使硅溶液形成垂直的温度梯度，此温度梯度控制硅由底部开始凝固结晶。当所有硅料凝固结晶后，硅锭再经过热退火，供入惰性气体，控制冷却方式等步骤消除热应力，以避免铸块出现裂缝及减少差排的发生。冷却到规定温度后，开炉出料。 4.2 精功铸锭炉系统介绍：4.2.1
4、 钢结构部件钢结构部份分上下两层，中部三支腿支撑炉体以及驱动装置，外部四立柱支撑整 个钢楼面，两侧装有楼梯（可选） ，钢结构平台上部围有护栏。真空与供气系统、水 冷却系统、电源供应系统、控制柜与操作面板的大部分管路都悬藏于钢结构平台下面。 JJL500 铸锭炉安全操作规程第 3 页 共 13 页图 1 系统硬件4.2.2真空炉体 整个真空炉体的中部为圆柱形，上下端呈碟形，分内外两层，中间夹层通有冷却水。从中部法兰面分为上下炉体，上炉体由三个支腿支撑固定；下炉体悬挂于三个螺 旋升降器末端，一个直流马达通过可弯曲的软轴驱动这三个螺旋升降器的丝杠，使下炉体上下移动。当上下炉体闭合时，法兰面上的密封圈
5、被紧压，同时合上法兰面外侧的锁紧装置，保证不漏气。 4.2.3加热隔热系统隔热系统分为隔热笼，隔热底板，加热组件，热交换台四个部分。 隔热笼在上炉体内，由上下两层不锈钢框架组成，四周衬有碳纤维隔热材料，所 有隔热材料为平板状，便与安装与更换，以两层堆积的方法避免流失热量。整个框架用三根不锈钢杆悬挂于上炉体内侧凸台上。 隔热底板通过下炉体底部安装的平行驱动丝杠系统完成升降功能。中部支撑杆外侧用不锈钢波纹管保护，防止漏气。当隔热底板运行到最高位置时，和隔热笼配合组成一个密闭腔体。 加热组件由铜电极，石墨加热部件及绝缘陶瓷管组成。六个铜电极从炉体上方穿入，提供交流电至石墨加热部件，加热部件悬挂于上炉
6、体内，是由四组上下弯曲的石 墨板组成，呈四方型，四角用连接板连接。绝缘陶瓷管使加热组件和隔热笼相互绝缘， 保证生产安全。石墨加热部件周围即是隔热笼。 在下炉体内，用三根石墨柱支撑一个散热交换台，用于放置坩埚及均坩埚底部温度。 4.2.4真空与供气系统 真空系统是由罗茨泵、机械滑阀抽气泵、安全阀及其他管路等附件组成。罗茨泵和滑阀泵同时工作可以使炉内压力迅速降至 0.06mbar。当工作压力需维持在400600mbar 时，由机械滑阀抽气泵作用。氩气注入量由质流控制器控制，抽气量是由连接真空泵的比例调节阀控制。空气压力挡板阀用于关闭氩气进气系统及使炉体与真空系统分开。 JJL500 铸锭炉安全操作
7、规程第 4 页 共 13 页4.2.5 冷却系统 冷却循环水共有八路，通过管路和炉体水道分别流经炉体的上中下部、六路电极和真空泵。冷却水歧管装在钢结构部件的后方支脚上，并配有流量计和温度传感器，便于监测冷却循环水的正常运行。升温后的水通过外部冷却系统进行热交换，并用水泵送回。 4.2.6 电源供应及控制系统 控制系统分为上位机和下位机，上位机以工业控制计算机为主体构成完成监控和输入参数等功能，下位机以 SNAP 智能控制系统为主体构成。大致分为以下几大部分： 1） 、工控机 整个控制系统以工控机作为上位机，上位机完成控制工艺的设置，控制过程的监 控，各种反馈信息（如：温度，水流量，隔热区位置，
8、控制阶段等）显示，出现异常 情况报警显示，统计和记录整个硅结晶过程的各种参量的变化情况并生成图表。 2） 、SNAP 智能处理器 SNAP 智能处理器作为控制系统的下位机单元，也是控制的核心单元，完成对温度的控制，真空度及充入氩气的压力控制，隔离笼的提升控制，多晶硅结晶的速度及冷却水流量等的检测，并送 达上位机。 3)、加热器的电源系统 电源系统包括大容量的降压变压器及可控硅控制单元。提供给石墨加热部件所需 要的低压大电流的电源。 4） 、真空系统控制单元 真空系统控制单元包括对真空泵(罗茨泵、机械滑阀抽气泵)的控制，真空度检测 及气体流量控制。 5） 、检测单元 检测单元包括温度、水流量、隔
9、热笼位置等检测。检测器件包括热电偶，红外测 温仪，流量计以及位置反馈编码器。6)、运动控制单元 运动控制单元控制下炉体及隔热底板的升降动作。 7） 、系统供电单元 系统电源单元由总电源开关，控制柜内配电保护装置，及 UPS 等构成。 JJL500 铸锭炉安全操作规程第 5 页 共 13 页4.3 安全操作规程与要求本节指导操作者如何进行铸锭炉的操作，以实现最终目的生产合格的硅锭。4.3.1 操作步骤与方法一般情况下，精功炉能在全自动模式下运行，几乎不需要操作工的干预。操作工只负责装硅料，出锭，确认长晶阶段的设置是否正确，输入的操作参数是否正确，定期检查操作工控制盘上显示的输出值和信号是否正确以
10、便推测炉子的运行状况。操作工也必须定期记录这些操作参数，为接班的操作工提供参考及预测工艺流程。该控制系统也需要操作工确认某个工艺阶段已经正常结束，例如：确认熔化阶段已经结束。4.3.1.1 装炉打开手动运行窗口，如果炉腔内压力小于 980mbar，按一下气体回填按钮给炉内充氩气，使炉内压力恢复到正常大气压。然后就可以在界面（图 2）顶部找到一个下炉体操作按钮。按下该按钮，并确认下炉体夹子已松开，然后在弹出的下炉体提升窗口（图 3）中进行操作打开下炉体。图 2 图 3安全的装上石墨板和螺栓将石墨支撑板放在坩埚周围。将螺栓对准安装孔螺入且固定。螺栓不能拧得太紧，只能用手指拧紧。继续固定支撑板直到完
11、全围住坩埚。 仔细地移动加料/卸料叉车，叉住坩埚底部（保证坩埚底板位于叉车的中间） ，使它慢慢地离开支架。将叉车升到极限位置后小心地驱动直到两个橡胶缓冲器接触炉子前部。调节上升/下降控制器，将速度调到最小值，慢慢地降低坩埚，小心地放到石墨块上。JJL500 铸锭炉安全操作规程第 6 页 共 13 页继续降低叉车直到离开坩埚底板，慢慢地挪出叉车，放到安全的地方。检查暴露在外的底部腔室是否有大块的硅料或者石英坩埚是否位于石墨块的中间。不要用真空清洁陶瓷支架，否则它会变得很粗燥。清洁上部腔室上的密封法兰和底部腔室上的 O 形环。如果必要，可以涂抹适量真空脂在 O 形环表面。在手动屏幕上，按下腔室提升按钮，打开下面的腔室提升屏幕，就可以合上下炉体了。关闭下炉体的操作流程与打开下炉体的流程类似，
