(57)【要約】【課題】スラグの除去を効率的に行なうことによりシリコンの精製効率を向上させることができるスラグ除去装置、シリコン精製装置、スラグ除去方法、およびシリコン精製方法を提供する。【解決手段】坩堝からスラグを掻き出すためのスラグ掻き出し棒が吊り下げ治具により吊り下げられたスラグ除去装置、ならびにそれを用いたシリコン精製装置、スラグ除去方法およびシリコン精製方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラグ掻き出し棒と、
前記スラグ掻き出し棒を吊り下げるための吊り下げ治具と、
前記吊り下げ治具を固定するための上部固定部品と、を備え、
前記上部固定部品は、前記スラグ掻き出し棒の上方に設けられており、
前記スラグ掻き出し棒と、前記上部固定部品と、を前記吊り下げ治具により連結している、スラグ除去装置。
【請求項２】
前記吊り下げ治具は、伸縮性部材である、請求項１に記載のスラグ除去装置。
【請求項３】
前記上部固定部品は、前記吊り下げ治具と連結するための上部連結部品を複数備える、請求項１または２に記載のスラグ除去装置。
【請求項４】
前記上部固定部品は、前記吊り下げ治具と連結するための上部連結部品を備えており、前記上部連結部品は移動可能である、請求項１から３のいずれかに記載のスラグ除去装置。
【請求項５】
前記上部固定部品は、伸縮可能である、請求項１から４のいずれかに記載のスラグ除去装置。
【請求項６】
前記スラグ掻き出し棒は、前記吊り下げ治具と連結するための下部連結部品を複数備える、請求項１から５のいずれかに記載のスラグ除去装置。
【請求項７】
前記スラグ掻き出し棒は、前記吊り下げ治具と連結するための下部連結部品を備えており、前記下部連結部品は移動可能である、請求項１から６のいずれかに記載のスラグ除去装置。
【請求項８】
前記スラグ掻き出し棒は、伸縮可能である、請求項１から７のいずれかに記載のスラグ除去装置。
【請求項９】
前記吊り下げ治具は、前記上部固定部品と移動可能に連結されている、請求項１から８のいずれかに記載のスラグ除去装置。
【請求項１０】
前記吊り下げ治具は、前記スラグ掻き出し棒と移動可能に連結されている、請求項１から９のいずれかに記載のスラグ除去装置。
【請求項１１】
坩堝と、
前記坩堝を傾斜させるための傾斜機構と、
請求項１から１０のいずれかに記載のスラグ除去装置と、を備えた、シリコン精製装置。
【請求項１２】
溶融シリコンとスラグとを保持した坩堝を傾斜させる工程と、
前記坩堝を傾斜させる工程の後に請求項１から１０のいずれかに記載のスラグ除去装置を用いて前記坩堝から前記スラグを除去する工程と、を含む、スラグ除去方法。
【請求項１３】
坩堝に溶融シリコンを保持する工程と、
前記溶融シリコンにフラックスを添加することによって前記溶融シリコン上にスラグを生成させる工程と、
前記坩堝を傾斜させる工程と、
前記坩堝を傾斜させる工程の後に請求項１から１０のいずれかに記載のスラグ除去装置を用いて前記坩堝から前記スラグを除去する工程と、を含む、シリコン精製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラグ除去装置、シリコン精製装置、スラグ除去方法、およびシリコン精製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境問題から石油などの代替として自然エネルギーの利用が注目されている。その中で、シリコン半導体の光電変換原理を用いる太陽電池は、太陽エネルギーの電気への変換が容易に行なえる特徴を有する。しかし、太陽電池の普及拡大にはコスト低減、とりわけ太陽電池の製造に用いられるシリコン製造のためのコストダウンが必要である。
【０００３】
半導体集積回路などに用いる高純度シリコンは、珪石を炭素還元して得られる純度９８％以上の金属シリコンを原料とするものであって、化学的な方法でトリクロルシラン（ＳｉＨＣｌ3）を合成し、これを蒸留法で純化した後、還元することにより、いわゆる１１Ｎ（イレブン−ナイン）程度の高純度シリコンを得ている（シーメンス法）。しかし、この高純度シリコンは、複雑な製造プラントおよび還元に要するエネルギー使用量が多くなるため、必然的に高価な素材となる。
【０００４】
一方、太陽電池の製造に用いられるシリコンに要求される純度は約６Ｎ程度である。したがって、このような半導体集積回路用などの高純度シリコンの規格外品は、太陽電池用としては過剰な高品質となる。太陽電池の低コスト化のために、半導体集積回路の製作の各工程から得られる高純度シリコンの再生利用と並行して、２Ｎ〜３Ｎ程度の純度である金属シリコンからの直接的な冶金的精製が試みられている。
【０００５】
このような治金的精製として、従来、シリコン融液の凝固、特に一方向凝固を行なうことで偏析により金属シリコンを精製し、実用的な太陽電池特性を得る方法が知られている。しかしながら、金属シリコンを用いた一方向凝固精製は、多くの不純物元素を同時に低減できる点で優れるものの、ボロンについては偏析係数が０．８であり、リンについては偏析係数が０．３５と大きいため、原理的に凝固精製を効率的には行なえず、これらボロンおよびリンの実質的な濃度低減は困難な状況にある。
【０００６】
たとえば特許文献１には、以下のシリコンの精錬方法が開示されている。すなわち、まず、容器に溶融シリコンとスラグとを入れておき、シリコン中の不純物（ボロン、リン）をスラグに移行させる。そして、溶融シリコンとスラグとが入った容器を９０°未満の角度に傾け、カーボン製のジグを用いることによって溶融シリコンの上面に浮遊したスラグを掻き出し、スラグを除去する。
【０００７】
特許文献１に記載されている方法によれば、容器に精錬されたシリコンを残したままスラグのみを除去することができるため、効率的にスラグを除去できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１５４２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、スラグの掻き出しに用いられる従来のカーボン製のジグは非常に重たかったため、スラグを効率的に除去することができず、その改善が求められていた。
【００１０】
上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、スラグの除去を効率的に行なうことによりシリコンの精製効率を向上させることができるスラグ除去装置、シリコン精製装置、スラグ除去方法、およびシリコン精製方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、スラグ掻き出し棒と、スラグ掻き出し棒を吊り下げるための吊り下げ治具と、吊り下げ治具を固定するための上部固定部品と、を備え、上部固定部品は、スラグ掻き出し棒の上方に設けられており、スラグ掻き出し棒と、上部固定部品と、を吊り下げ治具により連結しているスラグ除去装置である。
【００１２】
ここで、本発明のスラグ除去装置において、吊り下げ治具は、伸縮性部材であることが好ましい。
【００１３】
また、本発明のスラグ除去装置において、上部固定部品は、吊り下げ治具と連結するための上部連結部品を複数備えていてもよい。
【００１４】
また、本発明のスラグ除去装置において、上部固定部品は、吊り下げ治具と連結するための上部連結部品を備えており、上部連結部品は移動可能であってもよい。
【００１５】
また、本発明のスラグ除去装置において、上部固定部品は、伸縮可能であってもよい。
また、本発明のスラグ除去装置において、スラグ掻き出し棒は、吊り下げ治具と連結するための下部連結部品を複数備えていてもよい。
【００１６】
また、本発明のスラグ除去装置において、スラグ掻き出し棒は、吊り下げ治具と連結するための下部連結部品を備えており、下部連結部品は移動可能であってもよい。
【００１７】
また、本発明のスラグ除去装置において、スラグ掻き出し棒は、伸縮可能であってもよい。
【００１８】
また、本発明のスラグ除去装置において、吊り下げ治具は、上部固定部品と移動可能に連結されていてもよい。
【００１９】
また、本発明のスラグ除去装置において、吊り下げ治具は、スラグ掻き出し棒と移動可能に連結されていてもよい。
【００２０】
また、本発明は、坩堝と、坩堝を傾斜させるための傾斜機構と、上記のスラグ除去装置と、を備えた、シリコン精製装置である。
【００２１】
また、本発明は、溶融シリコンとスラグとを保持した坩堝を傾斜させる工程と、坩堝を傾斜させる工程の後に上記のスラグ除去装置を用いて坩堝からスラグを除去する工程と、を含む、スラグ除去方法である。
【００２２】
さらに、本発明は、坩堝に溶融シリコンを保持する工程と、溶融シリコンにフラックスを添加することによって溶融シリコン上にスラグを生成させる工程と、坩堝を傾斜させる工程と、坩堝を傾斜させる工程の後に上記のスラグ除去装置を用いて坩堝からスラグを除去する工程と、を含む、シリコン精製方法である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、スラグの除去を効率的に行なうことによりシリコンの精製効率を向上させることができるスラグ除去装置、シリコン精製装置、スラグ除去方法、およびシリコン精製方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のスラグ除去装置の一例の模式的な側面図である。
【図２】図１に示すスラグ除去装置の模式的な正面図である。
【図３】図１に示すスラグ除去装置の上部固定部品に吊り下げ治具を連結する方法の一例を図解する模式的な拡大側面図である。
【図４】図１に示すスラグ除去装置の上部固定部品に吊り下げ治具を連結する方法の他の一例を図解する模式的な拡大側面図である。
【図５】図１に示すスラグ除去装置の上部固定部品に吊り下げ治具を連結する方法の他の一例を図解する模式的な拡大側面図である。
【図６】図１に示すスラグ除去装置のスラグ掻き出し棒に吊り下げ治具を連結する方法の一例を図解する模式的な拡大側面図である。
【図７】図１に示すスラグ除去装置のスラグ掻き出し棒に吊り下げ治具を連結する方法の他の一例を図解する模式的な拡大側面図である。
【図８】図１に示すスラグ除去装置のスラグ掻き出し棒に吊り下げ治具を連結する方法の他の一例を図解する模式的な拡大側面図である。
【図９】図１に示すスラグ除去装置の上部固定部品に吊り下げ治具を連結する方法の他の一例を図解する模式的な拡大側面図である。
【図１０】図１に示すスラグ除去装置のスラグ掻き出し棒に吊り下げ治具を連結する方法の他の一例を図解する模式的な拡大側面図である。
【図１１】本発明のシリコン精製装置の一例の模式的な構成図である。
【図１２】本発明のスラグ除去方法の一例およびシリコン精製方法の一例の工程の一部について図解する模式的な構成図である。
【図１３】本発明のスラグ除去方法の一例およびシリコン精製方法の一例の工程の他の一部について図解する模式的な構成図である。
【図１４】本発明のスラグ除去方法の一例およびシリコン精製方法の一例の工程の他の一部について図解する模式的な構成図である。
【図１５】本発明のスラグ除去方法の一例およびシリコン精製方法の一例の工程の他の一部について図解する模式的な構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
【００２６】
＜スラグ除去装置＞
図１に、本発明のスラグ除去装置の一例の模式的な側面図を示し、図２に、図１に示すスラグ除去装置の模式的な正面図を示す。図１に示すスラグ除去装置１０は、スラグ掻き出し棒３と、スラグ掻き出し棒３を吊り下げるための吊り下げ治具４と、吊り下げ治具４を固定するための上部固定部品５と、を備えている。
【００２７】
スラグ掻き出し棒３は、棒状の支持部材１と、支持部材１の先端に取り付けられたスラグ掻き出し部材２とを備えており、支持部材１とスラグ掻き出し部材２とによって鉤状構造とされている。
【００２８】
ここで、支持部材１において、スラグ掻き出し部材２の設置側は、たとえば黒鉛などの溶融シリコンに対する耐熱性を有する材料から構成し、スラグ掻き出し部材２の設置側と反対側は、たとえばステンレスなどの金属材料から構成することができる。なお、支持部材１が、たとえばステンレス部分と黒鉛部分との接続体からなる場合には、たとえば、ボルト止めによる接続、または黒鉛部分にステンレス部分を捻じ込む方法などにより接続することができる。また、スラグ掻き出し部材２は、たとえば黒鉛などの耐熱性部材から構成することができる。
【００２９】
また、支持部材１が、たとえばステンレス部分と黒鉛部分との接続体からなる場合には、ステンレス部分の長さをたとえば２４０ｍｍとし、黒鉛部分の長さをたとえば５０ｍｍとすることができる。また、ステンレス部分の重量はたとえば２．７ｋｇとすることができる。また、支持部材１の黒鉛部分とスラグ掻き出し部材２との合計重量は、たとえば１．２ｋｇとすることができる。
【００３０】
なお、スラグ掻き出し棒３は、スラグを掻き出すことができるものであれば、上記の構造に限定されない。
【００３１】
上部固定部品５は、たとえばステンレスなどの金属から構成されており、その形状はたとえば四角柱状とすることができる。また、上部固定部品５の一端が、たとえばステンレスなどの金属からなるたとえば四角板状の板状部材６の一端に固定されている。
【００３２】
ここで、上部固定部品５は、スラグ掻き出し棒３の上方にまで伸長する構成とされているため、上部固定部品５は、スラグ掻き出し棒３の上方に配置されることになる。なお、板状部材６の下端は車輪８を備えた台座部材７に取り付けられており、車輪８によって、本発明のスラグ除去装置は移動可能な構成とされている。また、図２に示すように、板状部材６は、作業者が作業時にシリコン溶湯の輻射熱やシリコン溶湯の飛散から防備できるような形状となっており、作業者がスラグの掻き出し状況を確認するための覗き窓４１と、スラグ掻き出し棒３を通してスラグ掻き出し棒３を操作可能な程度の大きさの開口部４２とを有している。
【００３３】
また、上部固定部品５は、たとえば、吊り下げ治具４の一端が固定されており、吊り下げ治具４の他端はスラグ掻き出し棒３の支持部材１に取り付けられている構成とすることができる。なお、上部固定部品５への吊り下げ治具４の固定方法および支持部材１への吊り下げ治具４の固定方法は、それぞれ特に限定されず、従来から公知の方法を用いることができる。
【００３４】
ここで、吊り下げ治具４は、伸縮性部材であることが好ましい。この場合には、吊り下げ治具４を非伸縮性の部材から構成した場合と比べて、スラグ掻き出し棒３を上下左右前後にスムーズに移動させることができ、スラグ掻き出し棒３の可動範囲を広げることができるため、スラグの掻き出しをより容易に行なうことができる傾向にある。
【００３５】
吊り下げ治具４に用いられる伸縮性部材としては、たとえば金属製のスプリングなどを用いることができる。
【００３６】
図３に、図１に示すスラグ除去装置の上部固定部品５に吊り下げ治具４を連結する方法の一例を図解する模式的な拡大側面図を示す。図３に示すように、上部固定部品５は、吊り下げ治具４と連結するための上部連結部品５１を複数備えていてもよい。そして、上部固定部品５と吊り下げ治具４との連結は、たとえば、複数の上部連結部品５１のうちの１つの上部連結部品５１に吊り下げ治具４を取り付けることなどにより行なうことができる。上部連結部品５１としては、吊り下げ治具４を連結することができるものであれば特に限定されず、たとえば従来から公知の鉤状部品などを用いることができる。
【００３７】
図４に、図１に示すスラグ除去装置の上部固定部品５に吊り下げ治具４を連結する方法の他の一例を図解する模式的な拡大側面図を示す。図４に示すように、上部連結部品５１は、上部固定部品５に移動可能に設けられていてもよい。上部固定部品５を移動可能に設ける方法としては、たとえば、上部固定部品５にレールを設け、そのレールに上部連結部品５１を移動可能に取り付ける方法などを挙げることができる。
【００３８】
図５に、図１に示すスラグ除去装置の上部固定部品５に吊り下げ治具４を連結する方法の他の一例を図解する模式的な拡大側面図を示す。図５に示すように、上部固定部品５は、その長手方向に伸縮可能であってもよい。上部固定部品５を伸縮可能とする方法としては、たとえば、上部固定部品５を蛇腹に形成する方法などを挙げることができる。
【００３９】
図６に、図１に示すスラグ除去装置のスラグ掻き出し棒３に吊り下げ治具４を連結する方法の一例を図解する模式的な拡大側面図を示す。図６に示すように、スラグ掻き出し棒３は、吊り下げ治具４と連結するための下部連結部品３１を複数備えていてもよい。そして、スラグ掻き出し棒３と吊り下げ治具４との連結は、たとえば、複数の下部連結部品３１のうちの１つの下部連結部品３１に吊り下げ治具４を取り付けることなどにより行なうことができる。下部連結部品３１としては、吊り下げ治具４を連結することができるものであれば特に限定されず、たとえば従来から公知の鉤状部品などを用いることができる。
【００４０】
図７に、図１に示すスラグ除去装置のスラグ掻き出し棒３に吊り下げ治具４を連結する方法の他の一例を図解する模式的な拡大側面図を示す。図７に示すように、下部連結部品３１は、スラグ掻き出し棒３に移動可能に設けられていてもよい。下部連結部品３１を移動可能に設ける方法としては、たとえば、スラグ掻き出し棒３にレールを設け、そのレールに下部連結部品３１を移動可能に取り付ける方法などを挙げることができる。
【００４１】
図８に、図１に示すスラグ除去装置のスラグ掻き出し棒３に吊り下げ治具４を連結する方法の他の一例を図解する模式的な拡大側面図を示す。図８に示すように、スラグ掻き出し棒３は、その長手方向に伸縮可能であってもよい。スラグ掻き出し棒３を伸縮可能とする方法としては、たとえば、スラグ掻き出し棒３を蛇腹に形成する方法などを挙げることができる。
【００４２】
図９に、図１に示すスラグ除去装置の上部固定部品５に吊り下げ治具４を連結する方法の他の一例を図解する模式的な拡大側面図を示す。図９に示すように、吊り下げ治具４は上部固定部品５と移動可能に連結されていてもよい。吊り下げ治具４を上部固定部品５と移動可能に連結する方法としては、たとえば、吊り下げ治具４の一端に上部固定部品５を通せるようなループを設け、そのループに上部固定部品５を通す方法などを挙げることができる。
【００４３】
図１０に、図１に示すスラグ除去装置のスラグ掻き出し棒３に吊り下げ治具４を連結する方法の他の一例を図解する模式的な拡大側面図を示す。図１０に示すように、吊り下げ治具４はスラグ掻き出し棒３と移動可能に連結されていてもよい。吊り下げ治具４をスラグ掻き出し棒３と移動可能に連結する方法としては、たとえば、吊り下げ治具４の一端にスラグ掻き出し棒３を通せるようなループを設け、そのループにスラグ掻き出し棒３を通す方法などを挙げることができる。
【００４４】
＜シリコン精製装置＞
図１１に、本発明のシリコン精製装置の一例の模式的な構成図を示す。図１１に示すシリコン精製装置は、図１に示すスラグ除去装置１０と、坩堝１１と、坩堝１１の周囲を取り囲むようにして設置された加熱機構１２と、坩堝１１の下部に配置されて坩堝１１を傾斜することが可能な傾斜機構１３と、を備えている。
【００４５】
坩堝１１としては、特に限定されず、坩堝１１を構成する材料が溶融シリコンに対する耐熱性を有するものを用いることができ、たとえば、黒鉛、シリカ、アルミナ、マグネシアまたは炭化ケイ素などの公知材料から構成される坩堝などを用いることができる。
【００４６】
加熱機構１２としては、特に限定されず、坩堝１１に収容された固体状の原料シリコンを加熱により溶融することができるものを用いることができ、たとえば従来から公知の抵抗加熱装置または誘導加熱装置などを用いることができる。
【００４７】
傾斜機構１３としては、特に限定されず、坩堝１１を傾斜することができる機構を有する装置などを用いることができる。
【００４８】
＜スラグ除去方法およびシリコン精製方法＞
以下、図１２〜図１５の模式的構成図を参照して、本発明のスラグ除去方法の一例およびシリコン精製方法の一例について説明する。
【００４９】
まず、図１２に示すように、坩堝１１内に溶融シリコン１４を保持する工程を行なう。坩堝１１内に溶融シリコン１４を保持する工程は、特に限定されず、たとえば、坩堝１１内に原料シリコンを収容し、加熱機構１２を用いて坩堝１１内に収容された原料シリコンをシリコンの融点（１４１２℃）以上の温度にまで加熱して溶融することにより行なうことができる。
【００５０】
原料シリコンとしては、金属シリコンを主に用いることができるが、たとえば太陽電池用単結晶シリコンウエハ製造工程で発生するシリコン端材などの冶金的精製によって太陽電池用シリコンを製造できる材料であれば、いかなるものであってもよい。
【００５１】
次に、図１３に示すように、坩堝１１内の溶融シリコン１４にフラックス２１を添加することによって溶融シリコン１４上にスラグ２２を生成させる工程を行なう。フラックス２１を添加する方法は、特に限定されず、たとえば、図示しないフラックス供給機構を用いて坩堝１１内の溶融シリコン１４にフラックス２１を添加することにより行なうことができる。
【００５２】
フラックス２１としては、たとえば、アルカリ金属酸化物、アルカリ金属の炭酸塩、アルカリ金属の炭酸水素塩およびアルカリ金属のケイ酸塩の少なくとも１種と、二酸化ケイ素と、を含む粉粒状物を用いることができる。
【００５３】
これらの粉粒状物であるフラックス２１の粒子径は、１μｍ以上１００００μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以上７０００μｍ以下であることがより好ましい。この場合には、溶融シリコン１４との濡れ性に優れ、フラックス２１の取り扱いも容易となる。フラックス２１の粒子径は、レーザ回折式粒度分布測定法を用い、その平均値によって決定すればよい。
【００５４】
上記のアルカリ金属酸化物としては、たとえば、酸化リチウム（Ｌｉ2Ｏ）、酸化ナトリウム（Ｎａ2Ｏ）、または酸化カリウム（Ｋ2Ｏ）などを挙げることができる。
【００５５】
上記のアルカリ金属の炭酸塩としては、たとえば、炭酸リチウム（Ｌｉ2ＣＯ3）、炭酸ナトリウム（Ｎａ2ＣＯ3）、または炭酸カリウム（Ｋ2ＣＯ3）などを挙げることができる。
【００５６】
上記のアルカリ金属の炭酸水素塩としては、たとえば、炭酸水素リチウム（ＬｉＨＣＯ3）、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ3）、または炭酸水素カリウム（ＫＨＣＯ3）などを挙げることができる。
【００５７】
上記のアルカリ金属のケイ酸塩としては、たとえば、ケイ酸リチウム（Ｌｉ2ＳｉＯ3）、ケイ酸ナトリウム（Ｎａ2ＳｉＯ3）、またはケイ酸カリウム（Ｋ2ＳｉＯ3）などを例示することができる。
【００５８】
なお、フラックス２１としては、上記のアルカリ金属酸化物、アルカリ金属の炭酸塩、アルカリ金属の炭酸水素塩およびアルカリ金属のケイ酸塩をそれぞれ単独で用いてもよく２種以上を混合して用いてもよい。
【００５９】
なかでも、フラックス２１の取り扱いを容易にする観点からは、アルカリ金属の炭酸塩が好ましく用いられる。上記のアルカリ金属酸化物、アルカリ金属の炭酸塩、アルカリ金属の炭酸水素塩またはアルカリ金属のケイ酸塩に水和物が存在する場合には、それらの水和物も含まれる。
【００６０】
フラックス２１におけるアルカリ金属酸化物、アルカリ金属の炭酸塩、アルカリ金属の炭酸水素塩およびアルカリ金属のケイ酸塩の少なくとも１種と、二酸化ケイ素との混合比は、二酸化ケイ素の含有量（質量部）をＸとし、アルカリ金属酸化物、アルカリ金属の炭酸塩、アルカリ金属の炭酸水素塩およびアルカリ金属のケイ酸塩の少なくとも１種の含有量（質量部）をＹとすると、これらの含有量比Ｘ：Ｙが、１：０．２〜１：２０であることが好ましく、Ｘ：Ｙが１：１〜１：４であることがより好ましい。この場合には、たとえば、後述の式（ｉ）の理論反応量（モル当量）が含まれるため、溶融シリコン１４との反応性が良好となる。ここで、アルカリ金属酸化物、アルカリ金属の炭酸塩、アルカリ金属の炭酸水素塩およびアルカリ金属のケイ酸塩の２種以上を混合して用いる場合には、上記の含有量Ｙは、これらの合計量を意味する。
【００６１】
上記の理論反応量とは、たとえば、二酸化ケイ素と炭酸ナトリウムとからなるフラックス２１を用いた場合には、下記の式（ｉ）における化学量論に従う量をいう。下記の式（ｉ）において反応性生物である二酸化炭素（ＣＯ2）は気化して坩堝１１の開口部より外部に排出される。また、下記の式（ｉ）において、ケイ酸ナトリウム（Ｎａ2ＳｉＯ3）はスラグ２２として回収され、その後、フラックス２１として再利用される場合もある。
【００６２】
Ｎａ2ＣＯ3＋ＳｉＯ2→Ｎａ2ＳｉＯ3＋ＣＯ2  …（ｉ）
なお、上記においては、溶融シリコン１４にフラックス２１が添加された反応系（溶融液）を公知の攪拌手段により攪拌してもよい。
【００６３】
次に、図１４に示すように、傾斜機構１３によって坩堝１１を傾斜させる。このような坩堝１１を傾斜させる傾斜機構１３の傾斜機構は、特に限定されず、たとえば従来から公知のものなどを用いることができる。
【００６４】
その後、図１５に示すように、スラグ除去装置１０を坩堝１１の近傍まで移動させ、作業員３２がスラグ掻き出し棒３のスラグ掻き出し部材２の設置側と反対側の端部を把持する。そして、スラグ掻き出し棒３のスラグ掻き出し部材２で、傾斜させた坩堝１１の内部からスラグ２２を掻き出すことによって、坩堝１１の内部からスラグ２２を除去することができる。
【００６５】
なお、上記においては、作業員３２によってスラグ２２を掻き出す場合について説明したが、作業員３２に代えて、機械装置によって、スラグ２２を掻き出してもよい。
【００６６】
＜作用効果＞
以上のように、本発明においては、吊り下げ治具４によって上部固定部品５から吊り下げられたスラグ掻き出し棒３を用いて、坩堝１１からスラグ２２を除去している。それゆえ、本発明においては、従来と比べて、スラグ掻き出し棒３の重量を大幅に軽くすることができることから、スラグ掻き出し棒３を自在に移動させることができ、速やかにスラグ２２を坩堝１１から掻き出して除去することができる。これにより、本発明によれば、スラグ２２の除去を効率的に行なうことができるため、スラグ２２の掻き出し時間の短縮による溶融シリコン１４の蒸発ロスを低減することができ、また、スラグ２２の掻き出し時に誤って溶融シリコン１４の部分を掻き出してしまうミスの発生率が下がり、シリコンの精製効率を向上させることができる。
【００６７】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、上述の各実施の形態の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。
【００６８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、スラグ除去装置、シリコン精製装置、スラグ除去方法、およびシリコン精製方法に利用することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１  支持部材、２  スラグ掻き出し部材、３  スラグ掻き出し棒、４  吊り下げ治具、５  上部固定部品、６  板状部材、７  台座部材、８  車輪、１０  スラグ除去装置、１１  坩堝、１２  加熱機構、１３  傾斜機構、１４  溶融シリコン、２１  フラックス、２２  スラグ、３１  下部連結部品、３２  作業員、４１  覗き窓、４２  開口部、５１  上部連結部品。
【図１】
2013133239.tif 000003
【図２】
2013133239.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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