[實用新型]頂部開視鏡孔的多晶硅還原爐

無效

• 申請號: 201120096887.0
• 申請日: 2011-04-02
• 公開（公告）號: CN201952239U
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: 劉春江;黃哲慶;胡雪沁;袁希鋼
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C01B33/035
• 分類號: C01B33/035
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗

技術領域

本實用新型涉及一種頂部開視鏡孔的多晶硅還原爐，具體的說是一種實現多晶硅還原爐內反應溫度的控制技術。

背景技術

目前國內外多晶硅生產企業主要采用改良西門子法。該方法的生產流程是利用氯氣和氫氣合成氯化氫(或外購氯化氫)，氯化氫和硅粉在一定溫度下合成三氯氫硅，然后對三氯氫硅進行精餾提純，提純后的高純三氯氫硅與氫氣按比例混合后，在一定的溫度和壓力下通入多晶硅還原爐內，在通電高溫硅芯上進行沉積反應生成多晶硅，反應溫度控制在1080℃～1150℃，最終生成棒狀多晶硅產品。

其中還原爐的電耗是多晶硅生產過程中最主要的能耗，其大小和性能質量在生產過程中起著決定性作用。還原爐的硅芯棒越多，能耗相對越低，因此設計時選用大型化的還原爐是未來提高多晶硅產品質量，降低生產成本，降低能耗的發展方向。一般情況下，多晶硅還原爐在生產過程中需要對硅芯棒的生長情況和表面溫度進行實時監測，主要是通過還原爐壁上開的視鏡孔來人工監測爐內硅芯棒的生長情況，再憑經驗估計硅芯棒的直徑和表面溫度，據此調節原料氣的加入量和硅芯棒的加熱電壓，減少原料氣的浪費，防止硅芯棒溫度過高導致多晶硅產品熔化，防止生產過程中因硅芯棒倒棒情況影響還原爐正常生產，提高多晶硅產品的質量。但對于大型的還原爐，由于硅芯棒的分布比較密集，通過爐壁上開的視鏡孔來監測爐內多晶硅的生長情況不能對爐體中間多晶硅棒生長情況進行監測，因此本實用新型提出了一種多晶硅還原爐頂部開視鏡孔的控溫技術。

實用新型內容

本實用新型提出了一種頂部開視鏡孔的多晶硅還原爐，多晶硅還原爐爐體夾套封頭上開視鏡孔的控溫技術，主要是在還原爐爐體夾套封頭上開視鏡孔，通過視鏡孔觀察爐體內部多晶硅棒的生長情況，憑經驗估計硅芯棒的溫度和直徑，據此來調節多晶硅還原爐內的反應溫度，解決了多晶硅還原爐內不能監測爐體中部多晶硅棒生長情況的問題。

本實用新型的頂部開視孔鏡的多晶硅還原爐，是在還原爐爐體夾套的封頭上設置有視鏡孔。

所述的視孔鏡是由為螺栓、法蘭和熱反射玻璃組成，兩層熱反射玻璃嵌在三個法蘭之間，通過螺栓固定在封頭上。視鏡孔通常為為1～8個，均勻分布在封頭上。

具體說明如下：

還原爐爐體，爐體上部的封頭，封頭上開的視鏡孔，螺栓，法蘭及熱反射玻璃。由于傳統的還原爐只在還原爐爐體側面開視鏡孔，這些視鏡孔只能觀察到鄰近爐體硅芯棒的生長情況，并不能觀察到爐體中部硅芯棒的生長情況，而且隨著節能技術的發展，大型化多晶硅還原爐將是未來還原爐的發展方向，因此只在爐體壁面上開視鏡孔已經不能滿足生產的需要，不能觀察到所有的硅芯棒的生長情況，導致工人不能有效的控制原料氣的加入量和爐內部的反應溫度，從而造成了原料氣的浪費、硅芯棒溫度過高導致多晶硅產品熔化以及生產過程中可能因硅芯棒倒棒情況影響還原爐正常生產，最終影響多晶硅產品的質量。為解決這一問題，需要在還原爐爐體封頭上開視鏡孔，從而能觀察到還原爐內所有硅芯棒的生長情況，再憑借經驗估計硅芯棒直徑及其表面溫度，據此調節原料氣的加入量和硅芯棒的加熱電壓，從而有效的控制還原爐內反應的進行和反應的溫度，降低原料氣的浪費，保證還原爐的正常生產，提高多晶硅產品的質量。再者，本實用新型所開視鏡孔所用的玻璃為熱反射玻璃，它的熱反射率可以達到70％，能有效的將高溫硅芯棒的熱輻射能反射回硅芯棒，降低了高溫硅芯棒的熱輻射損失。

與現有多晶硅還原爐相比，本實用新型能保證還原爐特別是大型還原爐能夠長期、安全、高效、穩定的生產。

附圖說明

圖1為本實用新型提供的爐體頂部開視鏡孔的多晶硅還原爐主視圖；

圖2為本實用新型提供的爐體頂部開3個視鏡孔的多晶硅還原爐俯視圖；

圖3為本實用新型提供的爐體頂部開7個視鏡孔的多晶硅還原爐俯視圖；

圖4為本實用新型提供的爐體頂部開1個視鏡孔的多晶硅還原爐主視圖；

圖5為本實用新型提供的爐體頂部開1個視鏡孔的多晶硅還原爐俯視圖；

圖6為本實用新型提供的視鏡孔結構的主視圖。

圖中：1-視鏡孔；2-爐體夾套的封頭；3-爐體夾套；4-螺栓；5-法蘭I；6-法蘭II；7-法蘭III；8-熱反射玻璃。

具體實施方式

下面結合附圖和實施實例對本實用新型所提供的頂部開視鏡孔的多晶硅還原爐作進一步詳細說明：