国家标准 GB/T10067.4162019 电热和电磁处理装置基本技术条件第416部分:多晶硅铸锭炉 Basicspecifieationsforelectroheatingandeectromagneticproessinginstallations- Part416:Polysiliconingotfurnace 2019-08-30发布 2020-03-01实施国家市场监督管理总局发布币国国家标准化管理委员会国家标准
GB:/T10067.416一2019 目次前言范围 2 规范性引用文件术语和定义产品分类 5 技术要求 6 试验方法检验规则 8 标志包装、运输和贮存订购与供货 ---
GB:/T10067.416一2019 前言 GB/T10067《电热和电磁处理装置基本技术条件》分为以下部分第1部分:通用部分第2部分:电弧加热装置; 第21部分:大型交流电弧炉; 第3部分:感应电热装置第31部分:中频无心感应炉; 第32部分;电压型变频多台中频无心感应炉成套装置; 第33部分;工频无心感应熔铜炉; 部分:晶体管式高频感应加热装置; 第35部分;中频真空感应熔炼炉; 第 4部分:间接电阻炉第41部分;网带式电阻加热机组第42部分:推送式电阻加热机组; 第43部分;强迫对流井式电阻炉第44部分箱式电阻炉第45部分;真空淖火炉; 第46部分;罩式电阻炉第47部分;真空热处理和钉焊炉; 第48部分;台车式电阻炉第49部分;自然对流井式电阻炉; 第410部分;单晶炉第411部分;电热浴炉" 第412部分;箱式淬火炉第413部分;实验用电阻炉第414部分;工业宝石炉第415部分;铝材退火炉; -第416部分;多晶硅铸锭炉第5部分;高频介质加热设备; 第8部分电渣重熔炉本部分为GB/T10067的第416部分本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本部分由电器工业协会提出本部分由全国工业电热设备标准化技术委员会(SAC/TC121)归口本部分起草单位;江苏华盛天龙光电设备股份有限公司、西安电炉研究所有限公司成都超迈光电科技有限公司、江苏星特亮科技有限公司、常州市乐萌压力容器有限公司、国家电炉质量监督检验中心本部分主要起草人:李留臣、李堪、张松林周正星、潘燕萍,黄晓军、张永武、徐海波、束天和
GB:/T10067.416一2019 电热和电磁处理装置基本技术条件第416部分:多晶硅铸锭炉范围 GB/T10o67的本部分规定了多晶硅铸锭炉(以下简称多晶炉)的术语和定义、产品分类、技术要求、试验方法、检验规则标志,包装、运输和贮存以及订购与供货本部分适用于定向凝固生长太阳能级多晶硅锭的多晶炉规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T150一2011(所有部分压力容器 GB/T2900,23一2008电工术语工业电热装置 GB3095一2012环境空气质量标准 GB/T5959.1一2019电热和电磁处理装置的安全第1部分;通用要求 GB89781996污水综合排放标准 GB/T10066.1一2019 电热和电磁处理装置的试验方法第1部分;通用部分电热设备的试验方法第4部分;间接电阻炉 GB/T10066.42004 电热和电磁处理装置的基本技术条件第1部分;通用部分 GB/T10067.1一2019 GB/T10067.4一2005电热装置基本技术条件第4部分;间接电阻炉 GB12348一2008工业企业厂界环境噪声排放标准 GB16297一1996大气污染物综合排放标准 JB/T9691 1999电热设备产品型号编制方法术语和定义 GB/T2900.232008,GB/T10066.4一2004界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1 多晶炉polysiliconingotfurnace 利用多晶硅定向凝固技术生产用于太阳能级多晶硅锭的一种工业电热设备 3.2 工作室尺寸amensiusfwokingdhamer 多品炉设计时规定并在图纸上标明的晶体生长室的空间尺寸注:工作室尺寸用内径和高度表示 3.3 熔料量charge 多晶炉设计时规定的每炉次一次最大的装料量
GB/T10067.416一2019 3.4 工作温度workingtemperature 多晶炉设计时规定的多晶硅材料熔化及长晶等过程中允许使用的温度范围 3.5 最高加热温度 nmaximumtemperature 多晶炉设计时规定的能够满足对加热系统进行预先骰烧处理目的而需达到的加热温度产品分类 4.1多晶炉产品的型号应按JB/T9691一1999编制 4.2多晶炉按其工作室尺寸或铸锭的规格进行分类按工作室内径尺寸(单位为厘米)分为多个品种; a 按照铸锭的规格分为多个品种(通常以此分类方法为主) b G5多晶炉; 1) 22) G6多晶炉; G7多晶炉 3 4.3在多晶炉的产品标准中应按GB/T10067.12019中第4章的规定进一步按产品的结构类型,气氛,最高工作温度等进行分类 4.4在具体产品标准中对各个型号的多晶炉应分别列出以下各项参数电源电压,V:; a b 电源频率,Hz; c 相数; d 晶锭规格 mm; 熔料量,kg; e 工作室尺寸,mm: 额定功率,kw; g h 工作温度,C; 最高加热温度,C; 工作电压,V; 极限真空度,Pa; 压升率,Pa/h m空炉抽空时间,h: 气体耗量,L/hs n o 水流量,m'/h; 主机质量,t: p 主机外形尺寸,mm Q 5 技术要求 5.1一般技术要求多晶炉的技术要求应符合GB/T10067.4一2005中第5章的规定
GB:/T10067.416一2019 5.2对设计和制造的补充要求 5.2.1 总体要求多晶炉主要由真空炉体,加热隔热系统、电源供应与控制系统、真空与供气系统、水冷系统、钢结构平台及楼梯部件组成多晶炉的炉体通常由上炉体、下炉体及顶部炉盖组成炉体通常为内热式水冷炉壁结构在多晶炉通电加热前,抽气系统应能把炉室抽到预定的真空度在加热阶段,输人功率应能调节. 在冷却阶段,硅锭应能在不同真空度下和中性气体(包括惰性气体,下同)中冷却 5.2.2材料所有处于炉室内的材料应适应设计规定的气氛、真空度、温度,并在该环境下保持稳定的成分和性能 5.2.3工作电压多晶品炉的工作电压在产品技术参数中规定在正常工作条件下,炉内应不产生火花放电 5.2.4炉壳炉壳应采用水冷结构筒体的设计和制造应符合GBy/T150一2011(所有部分)的规定炉壳内表面应光洁平整内外壁可用不锈钢材料制成 5.2.5炉室多晶炉的加热系统应根据铸锭工艺要求进行设计制造炉室的设计应把热胀冷缩引起的变形,以及热损失限制到最小程度多晶炉加热元件的引出部分应采取水冷却措施,确保真空密封和正常工作 5.2.6水冷系统水冷系统应能使炉壳的筒体,封头的表面温升不超过5.3.6的规定;采用全水冷的电源装置(一般应采用可循环冷却水),在水压不足或压力过高时应有指示或报警信号,关键水冷部位还应具备超温报警信号各路冷却水路应装设开关,以便调节流量方便维修对水冷系统水质的要求如下 pH值69 aa b) 氯离子浓度<10mg/儿L 碳酸钙浓度<50mg/L(不加人化学试剂); c d)悬浮物<10mg/L; 溶解氧量10mg/IL e 5.2.7抽气系统多晶炉的抽气系统由真空机组、管道,阀门、控制系统、真空计等组成系统中应设置安全阀门,在发生停电事故时应能自动关闭管道,以防止空气和真空泵油进人炉内 5.2.8充气系统多晶炉的充气系统通常是由气体流量控制单元来实现,并应具备安全防爆装置,在多晶炉产品技术
GB/T10067.416一2019 参数中可具体规定不同的充气压力数值 5.2.9测量、控制和记录 -般要求 5.2.9.1 多晶炉的测量.控制和记录应符合GB8T1674一3w5中瓦.2.(除苏2Ms以外)前各项规定和 5.2.9.25.2.9.11的规定 5.2.9.2控制装置多晶炉应配备专门的控制柜,用来安装仪器、仪表和控制元件等控制系统应配备速度控制单元、温度控制单元及功率部件、晶体生长控制器、冷却水温度显示,报警,运行状态报警装置和继电控制单元等 5.2.9.3炉温控制系统多品炉的炉温控制系统应具有自适应和自调节控制功能对温度控制器如有不同要求可按9.2 提出 5.2.9.4真空仪表多晶炉应配备真空检测仪器,用来测量0.1Pa一10000Pa之间的真空度 5.2.9.5晶体生长控制器多晶炉应配备晶体生长控制器,以实现熔化、长晶、冷却等过程的全自动化在多晶炉产品技术参数中应具体规定硅锭的允许偏差 5.2.9.6加热系统多晶炉的加热系统通常是由变压器,电缆、电极,加热器、上部保温板、隔热保温笼,定向凝固块、下保温板等部分构成,主要完成对多晶硅原料的加热熔化、定向凝固生长、原位退火、冷却等工艺过程 5.2.9.7自动化水平多晶炉应采用计算机控制产品的主要技术功能(速度控制、温度控制等)应完善可靠;辅助技术功能(晶体计长、过程监控诊断等)应配置齐全整个铸锭工艺过程可为用户提供使用方便,人机交互界面友好,软件功能强大,实现铸锭工艺过程自动化控制或实现网络群控的软件 5.2.9.8报警和保护装置多晶炉的运动部件应具有超程报警和保护装置,对长晶过程中有可能发生的漏硅和漏水事故应设计预防装置 5.2.9.9环境保护多晶炉及零部件生产过程中的环境空气污染应符合GB3095-2012和GB16297一1996的规定 5.2.9.10污水排放多晶炉及零部件生产过程中的污水排放应符合GB8978一1996的规定
GB:/T10067.416一2019 5.2.9.11噪音多晶炉生产、配套零部件和使用过程噪声应符合GB123482008的规定 5.3性能要求 5.3.1一般要求多晶炉的性能应符合GB/T10067.4一2005中5.3和5.3.25.3.11的要求 5.3.2工作温度在工作温度范围内,多品炉应能够满足晶体生长的要求 5.3.3工作真空度多晶炉的工作真空度应按具体生长晶体的工艺条件而定,并在具体产品标准中规定 5.3.4空炉抽气时间 min内抽气到所要求的工作真空度多晶炉应能在301 5.3.5压升率多晶炉的压升率应不超过6Pa/h 5.3.6表面温度多晶炉炉体的表面温度应不超过35C 5.3.7加热能力和热炉抽气能力在炉温和多品料都等于环境温度条件下,把质量等于熔料量的多晶料盛人堆蜗,并装人炉内,启动抽气系统当炉内达到预定真空度时开始加热应在具体产品技术参数中规定从冷态上升到硅料熔化温度所需时间 5.3.8运动参数相对偏差和速度百分偏差多晶炉在其速度控制系统的调速范围内,各项运动参数的实际测量值与指示计的指示值(或显示值)的相对偏差应不大于5%;各项运动参数的速度百分偏差应不大于2%;各运动机构运转应工作灵活,在正常铸锭工艺条件下应无明显振动 5.3.9爬行量多晶炉的保温罩部件以低速(速度范围下限)上升(或下降)作相对运动时的爬行量应在晶体炉产品技术参数中具体规定 5.3.10能耗指标多晶炉的铸锭功率能耗应在晶体炉产品技术参数中注明 5.3.11其他多晶炉其他方面的性能应分别符合5.2以及在具体产品技术参数和供货合同中的相应规定
GB/T10067.416一2019 5.4成套要求在具体产品中应列出供方规定的多晶炉成套供应范围,一般包括下列各项: 多晶炉主机; a 控制装置 b 加热电源; c 加热及保温系统电源电缆 e 抽气机组各组件; 充气装置 g 钢结构平台及楼梯; 选配部件,如晶体移出机构等备件 j 在具体产品标准中可对上述项目做必要的补充,并应列出各个项目的具体内容,包括型号,规格和数量需方如对供方规定供应的项目有不同要求,可按9.2提出 o 试验方法 -般要求 6.1 多晶炉的试验应按GB/T10066.1！-2019和GB/T10066.4-2004进行 6.2压升率的测量按GB/T10066,1一2019中9.11.3的规定 6.3额定加热功率的检查多晶炉使用的石墨加热器应与加热电源匹配,即多晶炉所配置的加热电源,最大输出电压与最大输出电流之比,为发热体电阻,其数值应与石墨加热器的电阻匹配,保证加热电源的额定功率输出 6.4加热能力和热炉抽气能力试验本试验的目的在于测定多晶炉的加热能力和热炉抽气能力,并检验多晶炉的热炉运行情况进行加热能力试验,把炉温设定在最高工作温度上,当炉室真空度达到6.5Pa时开始加热,并根据产品标准中规定的升温程序,把炉温升到设定值,保温30min,加热开始后在产品标准规定的时间内炉温应达到设定值,炉室应在5.3.3规定的时间内达到规定的工作真空度停炉后应按GB/T5959.1一2019的18.5.2进行检查 6.5运动参数相对偏差的测量在规定的速度范围内,保温罩部件处于某一(任意选定)位置,取某一(任意设定)速度(指示计指示值或显示值),用秒表和百分表(或千分表)测量该速度下保温罩部件上升(或下降)速度测量5次,取平均值相对偏差按式(1)计算指示值或显示值-实际测量值相对偏差= ×100% 指示值或显示值
GB:/T10067.416一2019 6.6速度百分偏差的测量在规定的速度范围内,保温罩部件处于某一(任意选定)位置,用秒表和百分表(或千分表)每间隔 5min测量某一(任意设定)速度下保温罩部件上升(或下降)速度测量5次,取平均值速度百分偏差按式(2)计算实测速度最大值一实测速度最小值 ×100% 速度百分偏差一实测速度平巧值 6.7爬行量的测量在保温罩部件以低速(速度范围下限上升(或下降)做相对运动时,用千分表或用光栅爬行仪测量由运动停顿到重新启动的最大蹦跳间隔数值 6.8工业铸锭试验将经过处理好的多晶硅料盛人堆蜗中,盛人堆蜗中的装料量等于熔料量在正常铸锭工艺条件下，生长外形符合要求的晶体生长的晶体利用率应达到具体产品标准中规定的要求 6.9环境排放污染测量对于环境中的油、气、水的排放,运行噪音和电磁辐射等按国家有关标准执行检验规则般要求 7.1 多晶炉的检验应按7.2和7.3以及GB/T10067.1一2019中第7章进行 7.2出厂检验项目多晶品炉的出厂检验项目包括触电防护措施的试验; a 绝缘电阻的测量; b 绝缘耐压的试验; c d 控制电路试验; 运动机构运转情况的检验; 运动参数及相对偏差的测量(包括速度百分偏差的测量和爬行量的测量); 水路系统的试验; g h 气路系统的试验; 联锁报警系统的试验; 极限真空度的测量; k 空炉抽气时间的测量; 压升率的测量; m配套件的检查,包括型号,规格和出厂合格证件的检查; 供货范围,包括出厂技术文件完整性的检查; n 包装检查 o
GB/T10067.416一2019 7.3型式检验项目多晶炉的型式检验项目包括 a 全部出厂检验项目在型式检验条件下); b 空炉升温时间的测量; 额定功率的测量; c 最高工作温度的测量; d 受热构件表面温升的测量; e 加热试验(加热能力与热炉抽气能力的检查); 工作真空度的测量; 8 h 工业铸锭试验水流量的测量气体耗量的测量; 运动机构运转情况或动作情况的热态试验; k 热态试验后的检查标志、包装,运输和贮存 8.1一般要求多晶炉的标志、包装、,运输和贮存应符合GB/T10067.1一2019中第8章的规定 8.2铭牌规定除另有要求外见9.2),多晶炉的铭牌上应标出下列各项产品的型号和名称; a b 电源电压,V; 电源频率,Hz; c d 相数; 额定功率,kW e f 工作电压,V 熔料量,kg; bb 主机质量,t iD 产品编号; 制造日期 j 出口产品中英文对照; k lD 制造厂名称(对出口产品应标明国名 9 订购与供货 9.1 般要求多晶炉的订购与供货应按GB/T10067.12019中第9章的规定 9.2特殊要求需方有下列特殊要求时,可向供方提出:
GB:/T10067.416一2019 对单位制,电源电压、电源频率等的不同要求(见GB/T10067.1一2019中5.1.3.2); a b 对使用环境的不同要求(见GB/T10067.1一2019中5.1.3); 要求在水冷系统中提供循环冷却系统或其中部分装置,如机械致冷装置,水冷却塔装置或水净化装置等;应提出具体技术要求(见GB/T10067.1一2019中5.1.4); d 对安全和环境保护的附加要求(见GB/T10067.1一2019中5.3及5.4); 对涂漆的不同要求(见GB/T10067.1一2019中5.2.9); e fD 对包装的特殊要求(见GB/T10067.1一2019中8.2); 对电源的不同要求(见GB/T10067.4一2005中5.1.7); 8 h 对供方规定项目的不同要求(见5.4) 对加长试验的时间要求(见6.5); 对铭牌的不同要求(见8.2). N 供方应尽可能满足需方的各项特殊要求,但实际可供需方选择的特殊要求项目由供方参照本部分各自的条件决定其中一部分可列在具体产品标准中,其他部分在订购时由供需双方商定

多晶硅铸锭炉的基本技术条件

多晶硅是光伏产业中重要的材料之一，其生产主要是通过铸造法来制备。而多晶硅铸锭炉就是用于生产多晶硅铸锭的设备。GB/T10067.416-2019 是电热和电磁处理装置基本技术条件的第 416 部分，主要规定了多晶硅铸锭炉的技术要求和测试方法。

多晶硅铸锭炉的分类

根据不同的加热方式和冷却方式，多晶硅铸锭炉可以分为以下几类：

电阻式铸锭炉
感应式铸锭炉
电弧式铸锭炉
等离子体式铸锭炉

多晶硅铸锭炉的技术要求

GB/T10067.416-2019 规定了多晶硅铸锭炉的技术要求，主要包括以下几个方面：

加热方式和控温系统的选择和设计
熔炼室的结构和材料的选择
升温速率、保温时间和降温速率的控制
气氛保护、真空度和压力的控制
铸锭的质量控制和检测方法

多晶硅铸锭炉的测试方法

为了确保多晶硅铸锭炉能够满足技术要求，GB/T10067.416-2019 还规定了相应的测试方法。其中包括铸造实验、结晶器温度分布测量、熔体温度测量、真空度测量等。

多晶硅铸锭炉的应用前景

多晶硅铸锭炉作为一种关键设备，在光伏产业中应用广泛。随着人们对新能源的需求不断增加，多晶硅铸锭炉的市场前景也非常广阔。

结论

GB/T10067.416-2019规定了多晶硅铸锭炉的技术要求和测试方法，为多晶硅铸锭炉的制造和使用提供了标准化的指导。相信随着科学技术的不断进步和发展，多晶硅铸锭炉将会得到更广泛的应用和推广。