一种多晶硅还原炉电极绝缘组件的制作方法

本实用新型涉及多晶硅生产技术领域，具体涉及一种多晶硅还原炉电极绝缘组件。

背景技术：

目前，国内外主流的多晶硅生产工艺采用改良西门子法。该方法的主要流程为：使氯气和氢气合成氯化氢；再使氯化氢和硅粉在一定温度下合成三氯氢硅；然后对三氯氢硅进行提纯，提纯后的高纯三氯氢硅与氢气按一定的比例混合后，在1080℃～1150℃、0.55MpaG的条件下发生反应生成单质硅，并沉积在硅芯表面，从而生成棒状多晶硅产品。

多晶硅还原炉对电极的绝缘性要求高。现有还原炉电极的绝缘结构主要包括绝缘套，以及氧化铝或氮化硅陶瓷环等。由于还原炉运行温度高，且炉内气体氛围主要为腐蚀性气体，还原炉长周期运行下易出现绝缘套老化、电极绝缘性能下降等问题。此类问题的出现将严重影响还原炉的平稳运行，同时对产量、电耗等指标影响较大。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，提供一种能够有效保护电极绝缘套，增加电极绝缘性能，减少更换绝缘套频次，保证还原炉长周期、稳定运行的多晶硅还原炉电极绝缘组件。

解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型提供一种多晶硅还原炉电极绝缘组件，其中还原炉电极安装在还原炉底盘上，所述绝缘组件包括位于还原炉底盘与还原炉电极之间、且套装在还原炉电极上与还原炉底盘对应部分的电极绝缘套，以及位于电极绝缘套之上、且套装在还原炉电极上部的电极绝缘件，而还原炉电极的头部从电极绝缘件中伸出。

可选地，所述电极绝缘套的内表面和还原炉电极的与还原炉底盘对应部分的外表面贴合，且电极绝缘套完全包覆还原炉电极的与还原炉底盘对应的部分。

可选地，所述电极绝缘件的内表面与还原炉电极上部的外表面贴合，且电极绝缘件完全包覆还原炉电极上部的除所述头部以外的部分。

可选地，所述电极绝缘件底部的外径大于电极绝缘套顶部的外径。

可选地，所述电极绝缘件的底部设有一圈环形凸起，该环形凸起向下伸入至电极绝缘套顶部与还原炉底盘顶部之间，从而将电极绝缘套顶部与还原炉底盘顶部隔开；所述电极绝缘件为整体结构。

可选地，所述电极绝缘套采用聚四氟乙烯制成；所述电极绝缘件采用高纯氧化铝或氮化硅陶瓷制成；所述电极绝缘件的外表面为光面。

可选地，所述绝缘组件还包括套装在电极绝缘件外部的电极隔热件。

可选地，所述电极隔热件覆盖电极绝缘件的上表面和侧面。

可选地，所述电极隔热件的内表面与电极绝缘件的对应外表面间隔预设距离。

可选地，所述电极隔热件采用高纯氧化铝或氮化硅陶瓷制成；所述电极隔热件的外表面为光面。

有益效果：

本实用新型所述多晶硅还原炉电极绝缘组件能够有效保证还原炉电极的绝缘性能，延长电极绝缘套的运行周期，降低整个电极绝缘组件的维护成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的电极绝缘套与还原炉电极的安装简图；

图2为本实用新型实施例提供的多晶硅还原炉电极绝缘组件的结构示意图。

图中：1－电极绝缘件；2－电极绝缘套；3－还原炉电极；4－电极隔热件；5－还原炉底盘。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述。

应当理解的是，在本实用新型实施例中，术语“顶部”、“底部”仅与图1-2中的相应部位对应，并不造成对本实用新型的限制，若将图1-2上下翻转，则上述术语中的“顶部”变为“底部”，“底部”变为“顶部”。

本实用新型针对现有还原炉电极的绝缘结构进行了改进，提出一种新型的多晶硅还原炉电极绝缘组件。下面通过具体实施例详细进行说明。

如图1和2所示，所述绝缘组件包括位于还原炉底盘5与还原炉电极3之间、且套装在还原炉电极3上与还原炉底盘5对应部分的电极绝缘套2，以及位于电极绝缘套2之上、且套装在还原炉电极上部的电极绝缘件1，而还原炉电极3的头部从电极绝缘件1中伸出。其中还原炉电极3安装在还原炉底盘5上，且还原炉电极3采用“T”型结构。

本实施例中，电极绝缘套2套装在还原炉电极3上、且位于还原炉底盘5与还原炉电极3之间，形成了还原炉电极3与还原炉底盘5之间的绝缘；电极绝缘件1设置在电极绝缘套2之上，能够减缓电极绝缘套2顶部的老化程度。

如图1所示，所述电极绝缘套2的内表面和还原炉电极3的与还原炉底盘5对应部分的外表面贴合，且电极绝缘套2完全包覆还原炉电极3的与还原炉底盘5对应的部分，以使得电极绝缘套2与还原炉电极3紧密包裹。

如图2所示，所述电极绝缘件1的内表面与还原炉电极上部的外表面贴合，避免还原炉运行过程中雾化生成的无定形硅粉进入还原炉电极与电极绝缘件之间的空隙内而影响电极绝缘性能，且电极绝缘件1完全包覆还原炉电极上部的除所述头部以外的部分。

此外，所述电极绝缘件1底部的外径大于电极绝缘套2顶部的外径，以使得电极绝缘件1的底部完全覆盖电极绝缘套2的顶部，从而更加有效地减缓电极绝缘套2顶部的老化程度。

较优地，电极绝缘件1的安装方式为承插式。具体地，所述电极绝缘件1的底部设有一圈环形凸起，该环形凸起向下伸入至电极绝缘套2顶部与还原炉底盘5顶部之间，从而将电极绝缘套2顶部与还原炉底盘5顶部隔开，并形成电极绝缘套2与还原炉底盘5之间的绝缘，同时有效地保护电极绝缘套2顶部，防止其因长期受热而过快老化，极大地延长了电极绝缘套2的使用寿命和运行周期。而且，所述电极绝缘件为整体结构，结构简单且易于加工。

本实施例中，所述电极绝缘套2采用聚四氟乙烯(PTFE,Poly tetra fluoroethylene)制成；所述电极绝缘件1采用高纯氧化铝或氮化硅陶瓷制成；所述电极绝缘件1的外表面为光面，以利于清洗。

如图2所示，所述绝缘组件还包括套装在电极绝缘件1外部的电极隔热件4，以阻隔外部热能，减少因电极绝缘件1外表面结硅而对还原炉电极绝缘性能的影响。

其中，所述电极隔热件4安装在电极绝缘件1的外围，具体为覆盖电极绝缘件1的上表面和侧面，以充分减少运行过程中电极绝缘件1外表面的辐射热量，尽量降低还原炉运行过程中硅棒辐射热和高温气流对电极绝缘件1性能的影响，避免电极绝缘件1的外表面结硅，增加运行过程中还原炉电极的绝缘性，保证还原炉平稳运行；而且，结构简单、易于加工。

较优地，所述电极隔热件4的内表面与电极绝缘件1的对应外表面间隔预设距离，以使得电极绝缘件1与电极隔热件4之间存有一定空间，从而保证硅棒生长过程中在电极隔热件4受热的情况下沉积多晶硅后不会影响还原炉电极的绝缘性能。

本实施例中，所述电极隔热件4采用高纯氧化铝或氮化硅陶瓷制成；所述电极隔热件4的外表面为光面，以利于清洗。

综上所述，本实用新型的多晶硅还原炉电极绝缘组件的优点在于：

一、电极绝缘件与还原炉电极的上部具有较好的契合度，避免还原炉运行过程中雾化生成的无定形硅粉进入还原炉电极与电极绝缘件之间的空隙内而影响电极绝缘性能。

二、电极绝缘件采用承插式安装方式。由于电极绝缘套长期暴露在高温下易老化，而将电极绝缘件底部的环形凸起插入至电极绝缘套顶部与还原炉底盘顶部之间，可在还原炉运行过程中极大地减轻炉内温度场以及还原炉底盘冷却水热量对电极绝缘套使用寿命的影响。

三、电极隔热件将电极绝缘件暴露的外表面完全覆盖，从而避免炉内气流对电极绝缘件外表面直接冲击，避免电极绝缘件外表面沉积单质硅，有效地提高还原炉电极的绝缘性能。

四、所述绝缘组件能够有效保证还原炉电极的绝缘性能，延长电极绝缘套的运行周期，降低整个电极绝缘组件的维护成本。

而且，发明人发现，本实用新型所述绝缘组件经实际投运三个月后，在硅棒生长过程中未出现由于电极绝缘性能问题而导致缺相的情况，电极绝缘件的上表面及侧面在电极隔热件的保护下，表面未结硅。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。