专利名称：多晶硅铸锭炉隔热装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及多晶硅铸锭炉技术领域，尤其是多晶硅铸锭炉热场保温技术领域。
背景技术：
多晶硅铸锭炉隔热笼包括顶板、底板和四周的侧板，且隔热笼侧板分为上下两部 分和内外两层。隔热笼上部分内侧隔热板离侧面加热器较近且隔热板为石墨碳毡材料，长 时间高温烘烤后隔热板会出现严重粉化；当隔热笼侧板上下运动时，侧板与顶板摩擦使粉 化的石墨粉滑落。长此下去侧面内侧隔热板就会变薄，进而影响隔热笼的整体保温效果，导 致运行时加热功率增加和热场的温度梯度出现不均勻，从而导致硅锭长晶时出现阴影。滑 落的石墨粉进入熔化的硅液中，使硅锭的碳化物严重超标。为了保证炉子的正常使用和硅 锭的质量指标，隔热笼上部分内侧保温板使用1年左右就需要更换。这样，无疑增加了成 本，且在一定程度上影响生产进度。因此解决好此问题很有必要。
发明内容
本发明的目的是提供一种多晶硅铸锭炉隔热装置，它克服了现有技术的缺陷，可 大大减少隔热板粉化，延长设备的使用寿命，降低生产成本，提高硅锭的质量指标。本发明的目的是通过以下方案实现的
多晶硅铸锭炉隔热装置，在坩埚和加热器的外部设置有隔热笼，隔热笼由钢架及为钢 架所固定的隔热板所构成，隔热笼为矩形体，共有六个面，其中，四周的隔热笼内侧板分为 上下两部分，即上隔热笼内侧板和下隔热笼内侧板；隔热笼内侧板外设置有隔热笼外侧板， 隔热笼外侧板分为上下两部分，即上隔热笼外侧板和下隔热笼外侧板；其特征在于在上 隔热笼内侧板的内侧设置有1 一 4块防护板，所述的防护板指C/C复合板，C/C复合板通过 固定螺丝与上隔热笼内侧板和上隔热笼外侧板固定起来。本发明还可通过以下方案进一步实现
在下隔热笼内侧板的内侧设置有1 一 4块C/C复合板，C/C复合板通过固定螺丝与下 隔热笼内侧板和下隔热笼外侧板固定起来。其中，下部的C/C复合板与上部的C/C复合板相对接。所述的C/C复合板为一种炭材料复合板；具体可以是炭纤维复合板。所述的固定螺丝指石墨螺杆和石墨螺母，即均为石墨材料制作。所述的C/C复合板长为100 - 130 cm,宽为50 — 60cm,厚为0. 3 — Icm ；进一步 是长为110 - 120 cm，宽为52 — 58cm，厚为0. 4 — 0. 6cm ；优选为长为118cm，宽为57cm， 厚为0. 5cm。如果采用为4块，则4块C/C复合板可选择同样大小。所述的C/C复合板要求碳元素含量》99%。所述的C/C 复合板要求Al、Ca、Cr、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Na、Ni 总杂质含量彡 Ippm0所述的C/C复合板要求耐1500°C以上高温，即长期工作在1500 °C以上(含1500°C)不变形；具体为可长期承受1500 - 2200°C温度不变形。所述的C/C复合板要求平行纤维方向、垂直纤维方向拉伸强度均> 5MPa、拉伸模 量彡30GPa、导热率彡2W/mK、热膨胀系数彡0. 2X10_6/K。优选为平行纤维方向、垂直纤维方向拉伸强度均大于或等于lOMPa、拉伸模量大 于或等于45GPa、导热率大于或等于3W/mK、热膨胀系)大于或等于0. 5X 10_6/K。所述的C/C复合板平行纤维方向、垂直纤维方向拉伸强度不相同；即平行纤维方 向的拉伸强度大于垂直纤维方向的拉伸强度；可选择平行纤维方向的拉伸强度为垂直纤维 方向拉伸强度10 - 100倍。具体如平行纤维方向的拉伸强度选择50 - IOOOMPa ；垂直纤 维方向的拉伸强度选择5 - 15 MPa0本发明的有益效果是在原有的隔热笼隔热板内侧增加一层炭/炭复合材料复合 板，减少原隔热板长时间高温烘烤导致的掉粉现象，提升隔热笼内部的保温性能，可有效提 高硅锭质量，减少硅锭碳含量和阴影；经对隔热板内侧保温板使用状态测算，可使隔热板内 侧保温板的使用寿命延长至2年左右。从而总体实现了延长设备的使用寿命，提高产品质 量，节能降耗、降低生产成本。
图1为本发明结构示意图。图中1为炉腔，2为C/C复合板，3为固定螺丝，4为加热器，5为坩锅，6为支撑柱， 7为隔热笼底板，8为石墨冷却块，9为隔热笼内侧板，10为隔热笼外侧板，11为加热器固定 杆，12为观察管，13为隔热笼顶板，14为隔热提升丝杆。
具体实施例方式为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，并使本发明的上述目的、特征 和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。实施例
如图ι所示，炉腔ι为一腔体，内设置有坩埚5，坩埚5置于石墨冷却块8上，石墨冷却 块8为支撑柱4所支撑，支撑柱4穿过下部隔热笼底板7，底端固定于炉腔1内壁上；在坩锅 5的上方设置有加热器4，加热器4固定于加热器固定杆11下端，炉腔1的中央自上而下设 置有观察管12 ；隔热笼设置于坩埚5和加热器4的外部，隔热笼的结构是隔热笼由钢架及 为钢架所固定的隔热板所构成，隔热笼为矩形体，共有六个面，其中，隔热笼固定部分包括 上面为隔热笼顶板13，下面为隔热笼底板7 ；隔热笼活动部分包括四周为隔热笼内侧板9， 隔热笼内侧板9为双层石墨碳毡板，隔热笼内侧板9分为上下两部分，即上隔热笼内侧板9 和下隔热笼内侧板9 ；隔热笼内侧板9外设置有隔热笼外侧板10，隔热笼外侧板10分为上 下两部分，即上隔热笼外侧板10和下隔热笼外侧板10。在上隔热笼内侧板9的内侧设置有C/C (炭/炭)复合板2，并通过固定螺丝3将 C/C复合板2与隔热笼内侧板9和隔热笼外侧板10固定起来。本发明设置4块，即上面四 块，也可根据需要仅设置上面8块，即上面四块，下面四块；分开设置便于拆装及运输。C/C复合板材料构成为一种炭材料复合板，制作时，可采用现有的炭纤维板制作技 术制作；固定螺丝3 (螺杆和螺母)为石墨材料制作。C/C复合板2为耐高温材料，C/C复合板2要求耐高温，长时间工作在1500°C以上(一般要求1500-2200°C )。碳元素含量大于或 等于99%、平行纤维方向、垂直纤维方向拉伸强度均大于或等于IOMPa (平行纤维方向拉伸 强度大于垂直纤维方向拉伸强度)、拉伸模量大于或等于45GPa、导热率大于或等于3W/mK、 热膨胀系大于或等于0.5Χ10_6/Κ。C/C复合板2材料的杂质测量值Al、Ca、Cr、 Cu、Fe、K、Mg、Mn、Na、Ni总杂质含量小于或等于lppm。C/C复合板2的参数也可以进行以下选择平行纤维方向、垂直纤维方向拉伸强度 均大于或等于15MPa (其中，水平方向纤维拉伸强度大于或等于500MPa、垂直纤维方向拉伸 强度均大于或等于15MPa)、拉伸模量大于或等于50GPa、导热率大于或等于4W/mK、热膨胀 ^ (4500C )大于或等于 0.8X10—7K。C/C复合板2的存在，可以保护隔热笼侧板7免受高温烘烤而产生严重掉粉。增 加的四块C/C复合板2为同样大小，每块长100 — 130 cm，宽50 — 60cm，厚0. 3 — 1.0cm。 优选的长度为118cm，宽为57cm，厚为0. 5cm。隔热提升丝杆14下端固定于隔热笼活动部分上部相应的钢架上。当需要调整温 度时，可提升隔热笼的活动部分，此时，隔热笼内侧板9、隔热笼外侧板10及C/C复合板2 提升至一定高度，隔热笼活动部分的下部与隔热笼底板7连接缝隙较大，隔热笼热量从缝 隙散出，形成温度梯度，即上下温差，上面高下面低。以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何 熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应 涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.多晶硅铸锭炉隔热装置，在坩埚和加热器的外部设置有隔热笼，隔热笼由钢架及为 钢架所固定的隔热板所构成，隔热笼为矩形体，共有六个面，其中，四周的隔热笼内侧板分 为上下两部分，即上隔热笼内侧板和下隔热笼内侧板；隔热笼内侧板外设置有隔热笼外侧 板，隔热笼外侧板分为上下两部分，即上隔热笼外侧板和下隔热笼外侧板；其特征在于在 上隔热笼内侧板的内侧设置有1 一 4块防护板，所述的防护板指C/C复合板，C/C复合板通 过固定螺丝与上隔热笼内侧板和上隔热笼外侧板固定起来。
2.根据权利要求1所述的多晶硅铸锭炉隔热装置，其特征在于在下隔热笼内侧板的 内侧设置有1 一 4块C/C复合板，C/C复合板通过固定螺丝与下隔热笼内侧板和下隔热笼 外侧板固定起来。
3.根据权利要求1或2所述的多晶硅铸锭炉隔热装置，其特征在于固定螺丝指石墨 螺杆和石墨螺母。
4.根据权利要求1或2所述的多晶硅铸锭炉隔热装置，其特征在于C/C复合板厚为 0. 3 — Icm0
5.根据权利要求4所述的多晶硅铸锭炉隔热装置，其特征在于C/C复合板要求碳元 素含量> 99%。
6.根据权利要求4所述的多晶硅铸锭炉隔热装置，其特征在于C/C复合板要求:A1、 Ca、Cr、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Na、Ni 总杂质含量彡 Ippm0
7.根据权利要求4所述的多晶硅铸锭炉隔热装置，其特征在于C/C复合板要求长期 承受1500 - 2200°C温度不变形。
8.根据权利要求4所述的多晶硅铸锭炉隔热装置，其特征在于C/C复合板要求平行 纤维方向、垂直纤维方向拉伸强度均> 5MPa、拉伸模量> 30GPa、导热率> 2W/mK、热膨胀系 数彡 0. 2X10-6/K。
9.根据权利要求8所述的多晶硅铸锭炉隔热装置，其特征在于C/C复合板要求C/C 复合板平行纤维方向的拉伸强度为垂直纤维方向拉伸强度10 - 100倍。
全文摘要
本发明公开了一种多晶硅铸锭炉隔热装置，涉及多晶硅铸锭炉热场保温技术领域，在坩埚和加热器的外部设置有隔热笼，隔热笼由钢架及为钢架所固定的隔热板所构成，四周的隔热笼内侧板外设置有隔热笼外侧板，隔热笼内、外侧板均分为上下两部分，在上隔热笼内侧板的内侧设置有1－4块C/C复合板，C/C复合板通过固定螺丝与上隔热笼内侧板和上隔热笼外侧板固定起来。所述的C/C复合板为炭材料复合板。本发明的有益效果是减少原隔热板长时间高温烘烤导致的掉粉现象，提升隔热笼内部的保温性能，有效提高硅锭质量，减少硅锭碳含量和阴影；可使隔热板内侧保温板的使用寿命延长至2年左右。节能降耗、降低生产成本。
文档编号C30B28/06GK102134744SQ20111010535
公开日2011年7月27日 申请日期2011年4月26日 优先权日2011年4月26日
发明者刘瑞柱, 印亚峰, 熊涛涛, 王俊涛 申请人:安阳市凤凰光伏科技有限公司