一种多晶硅铸锭炉硅液溢流防护装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及多晶硅生产技术，具体涉及一种多晶硅铸锭炉硅液溢流防护装置。本实用新型包括内防护层和外防护层，所述内防护层安装于多晶硅铸锭炉的隔热笼内壁，所述外防护层安装于多晶硅铸锭炉的炉体内壁；所述内防护层下部呈斜角结构，且连接到隔热笼下部内壁，内防护层上部与隔热笼侧边内壁相贴合连接，在隔热笼内形成封闭空间。本实用新型的有益效果是：采用钼片做隔热笼内防护层，钼片厚度仅为1～2mm，占用较小空间尺寸，不影响原有热场结构，同时也不会降低热场的保温性能；内防护层钼片在隔热笼内壁形成封闭空间，可避免硅液喷射时从碳毡缝隙中流出，既能保证不锈钢隔热笼和碳毡不被硅液侵蚀又能防止硅液渗透至隔热笼外。
【专利说明】一种多晶硅铸锭炉硅液溢流防护装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及多晶硅生产技术，具体涉及一种多晶硅铸锭炉硅液溢流防护装置。
【背景技术】
[0002]多晶硅铸锭炉是用于制备太阳能级多晶硅锭的专业设备，随着光伏行业的蓬勃兴起而得到快速发展。多晶铸锭的生产过程实为硅料熔化重结晶的过程，需要经过装料、抽真空、加热、熔化、长晶、退火、冷却、出炉等工序。
[0003]实际生产过程中，如果装料所用的坩埚存在缺陷，则常在融化阶段出现的高温硅液会随着坩埚开裂的缝隙溢流到热场内，造成漏硅事故。而且近年来，国内企业为了增加多晶硅铸锭投料重量，将原有G5尺寸的热场升级到G6尺寸的热场，投料重量则可从450KG增加到800KG。随着投料量的大幅攀升，硅液溢流所带来的危害也成倍增加，因为溢流时容易出现大量熔融硅液集中喷射而出的状况，且一旦高温的硅液接触到不锈钢材质的炉体就可轻易地熔穿其内壁。由于炉体是中空且通水冷却，内壁熔穿后冷却水在炉内高温作用下会迅速汽化，瞬间形成高压气体产生爆炸。近两年来，随着G6热场改造在行业中的全面推进，国内各个企业发生硅液溢流最终导致炉体爆炸的事故也迅速攀升。
[0004]分析G6热场改造的特点，由于炉体内空间有限，为了满足G6尺寸热场的安装，隔热笼距离炉体内壁非常近，仅剩1?2cm的间距，该区域无法得到有效防护，这正是硅液容易熔穿炉壁的重要原因。
[0005]因此，如何大幅降低硅液溢流风险，同时避免爆炸事故的发生、保障人员的生命安全，保证G6热场改造安全地进行，是一个亟待解决问题。
实用新型内容
[0006]本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种多晶硅铸锭炉硅液溢流防护装置。
[0007]为解决技术问题，本实用新型的解决方案是:
[0008]提供一种多晶硅铸锭炉硅液溢流防护装置，所述多晶硅铸锭炉包括炉体、隔热笼、石墨护板、定向散热块、石墨支撑柱、石英坩埚、顶部加热器和侧部加热器，所述隔热笼吊装在炉体上，定向散热块通过多个石墨支撑柱安装于炉体内，石墨护板安装于定向散热块的上表面；所述加热器安装于炉体上，并将石墨护板罩于该加热器内；所述石英坩埚安装于石墨护板内，所述石英坩埚内可用于填装硅料或硅溶液；所述多晶硅铸锭炉硅液溢流防护装置包括内防护层和外防护层，所述内防护层安装于多晶硅铸锭炉的隔热笼内壁，所述外防护层安装于多晶硅铸锭炉的炉体内壁；所述内防护层下部呈斜角结构，且连接到隔热笼下部内壁，内防护层上部与隔热笼侧边内壁相贴合连接，在隔热笼形成封闭空间。
[0009]作为一种改进，所述多晶硅铸锭炉的炉体底部内壁还安装有多层石棉，且外保护层下部夹合于石棉层与炉体底部内壁之间，外保护层上部贴合连接在炉体侧边内壁。
[0010]作为一种改进,所述外防护层和内防护层均为厚度I?2_、高度200?400_的耐高温金属钥片，其熔点为2610°C。
[0011]作为一种改进，所述外防护层钥片具有良好的导热性，其热导率为140.6W/(m.K),可快速将娃液热量带走,使得娃液凝结为固体。
[0012]作为一种改进，所述内防护层下部的斜角结构与水平面呈15°?20°的夹角。
[0013]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0014]采用钥片做隔热笼内防护层，钥片厚度仅为I?2mm，占用较小空间尺寸，不影响原有热场结构，同时也不会降低热场的保温性能；
[0015]内防护层钥片在隔热笼内壁形成封闭空间，可避免硅液喷射时从碳毡缝隙中流出，既能保证不锈钢隔热笼和碳毡不被硅液侵蚀又能防止硅液渗透至隔热笼外；
[0016]隔热笼内保护层所带斜角可将硅液导流至铺设有多层石棉保护的炉体中部区域，避免硅液与保护薄弱区域的炉内壁接触；
[0017]在炉体底部内壁，石棉铺设空间不足的区域增加的外防护层，可以进一步阻隔硅液与炉体的直接接触；同时，防护层所用钥片具有良好的导热性，可以将硅液所携带的热量传导至炉体底部并由冷却水带走，进而快速冷却硅液使其结晶为固体，最终彻底避免炉体熔穿事故的发生。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的整体结构剖视图。
[0019]图2为图1中的外防护层和内防护层连接结构局部放大示意图。
[0020]图3为本实用新型的内防护层的斜角结构示意图。
[0021]图中的附图标记为:1.炉体；2.隔热笼；3.石墨护板；4.定向散热块；5.石墨支撑柱；6.石棉；7.外防护层；8.内防护层；9.石英坩埚；10.侧部加热器；11.硅溶液；12.顶部加热器。
【具体实施方式】
[0022]以下的实施例可以使本专业【技术领域】的技术人员更全面的了解本实用新型，但不以任何方式限制本实用新型。
[0023]如图1?3所示，本实用新型提供一种多晶硅铸锭炉硅液溢流防护装置的具体实施例，图1中所示，隔热笼2吊装于炉体I上，定向散热块4通过石墨支撑柱5置于炉体I上，石墨护板3放置于定向散热块4上，侧部加热器10和顶部加热器12安装于炉体I上并将石墨护板3罩在其中，石英坩埚9置于石墨护板3内，石英坩埚9内部承载熔融硅液，内防护层8安装于隔热笼2的内壁,石棉6铺设于炉体I的底部，而外防护层7安装于炉体I内壁，与石棉6对炉体I下部形成完整保护；所述内防护层8下部呈斜角结构，且连接到隔热笼2下部内壁，内防护层8上部与隔热笼2侧边内壁相贴合连接，使隔热笼2形成封闭空间。
[0024]所述多晶硅铸锭炉的炉体I底部内壁铺设有的多层石棉6与炉体I底部内壁之间夹合着外保护层7下部，所述外保护层7上部贴合连接到炉体I侧边内壁。
[0025]其中，所述外防护层7和内防护层8均为厚度I?2mm、高度200?400mm的耐高温金属钥片，所述外防护层8钥片具有良好的导热性，其热导率为140.6ff/ (m.Κ)，可快速将硅液热量带走，使得硅液凝结为固体。
[0026]所述内防护层8下部的斜角结构与水平面呈15°?20°夹角，本实施例中，如图3所述，采用内防护层8下部的斜角结构与水平面呈18°夹角。
[0027]当石英坩埚9存在缺陷，融化阶段石英坩埚9会出现缝隙，则硅溶液11会流至石英坩埚9之外，而且硅溶液11会继续通过石墨护板3上的溢流孔缓慢滴入至隔热笼2下部或快速喷射至隔热笼2上的内保护层8上，如果喷射至内保护层8则硅液不会将内保护层8融化而会顺着内保护层8流动，同时内保护层8的斜角结构，会将流动的硅溶液11导向至隔热笼2下部的溢流孔位置，避免硅溶液11渗透至隔热笼2外部。
[0028]由于采用钥片做隔热笼2的内防护层8，钥片厚度仅为1?2_，占用较小空间尺寸，不影响原有热场结构，同时也不会降低热场的保温性能。内防护层8钥片在隔热笼2内壁形成封闭空间，可避免硅液喷射时从碳毡缝隙中流出，既能保证不锈钢隔热笼和碳毡不被硅液侵蚀又能防止硅液渗透至隔热笼外。隔热笼内保护层所带斜角可将硅液导流至铺设有多层石棉6保护的炉体1中部区域，避免硅液与保护薄弱区域的炉内壁接触。
[0029]倘若进入紧急冷却工艺后，为了达到加速散热的目的，会快速打开隔热笼2，此时大量硅溶液11会迅速溢出隔热笼2，由于尺寸空间的限制石棉6未能全部铺设至炉体1内壁，但是由于铺设了外防护层7，阻隔了硅溶液11和炉体1，避免了硅溶液11熔穿炉体1的事故发生，保障人员的生命安全。
[0030]因此，本实用新型的实际范围不仅包括所公开的实施例，还包括在权利要求书之下实施或者执行本实用新型的所有等效方案。
【权利要求】
1.一种多晶硅铸锭炉硅液溢流防护装置，包括内防护层和外防护层，其特征在于，所述内防护层安装于多晶硅铸锭炉的隔热笼内壁，所述外防护层安装于多晶硅铸锭炉的炉体内壁；所述内防护层下部呈斜角结构，且连接到隔热笼下部内壁，内防护层上部与隔热笼侧边内壁相贴合连接，在隔热笼内形成封闭空间。
2.根据权利要求1所述的多晶硅铸锭炉硅液溢流防护装置，其特征在于，所述多晶硅铸锭炉的炉体底部内壁还安装有多层石棉，且外保护层下部夹合于石棉层与炉体底部内壁之间，外保护层上部贴合连接在炉体侧边内壁。
3.根据权利要求1所述的多晶硅铸锭炉硅液溢流防护装置，其特征在于，所述外防护层和内防护层均为厚度I?2mm、高度200?400mm的钥片。
4.根据权利要求1所述的多晶硅铸锭炉硅液溢流防护装置，其特征在于，所述内防护层下部的斜角结构与水平面呈15°?20°夹角。
【文档编号】C30B29/06GK204080178SQ201420438014
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年8月5日 优先权日:2014年8月5日
【发明者】叶欣, 傅林坚, 石刚, 周建灿, 孙明, 聂冰冰 申请人:浙江晶盛机电股份有限公司