[實用新型]一種多晶硅鑄錠爐硅液溢流防護裝置有效

申請號：	201420438014.7	申請日：	2014-08-05
公開（公告）號：	CN204080178U	公開（公告）日：	2015-01-07
發明（設計）人：	葉欣;傅林堅;石剛;周建燦;孫明;聶冰冰	申請（專利權）人：	浙江晶盛機電股份有限公司
主分類號：	C30B28/06	分類號：	C30B28/06;C30B29/06
代理公司：	杭州中成專利事務所有限公司 33212	代理人：	周世駿
地址：	312300 浙江省紹興***	國省代碼：	浙江;33
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種多晶鑄錠爐硅液溢流防護裝置
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【說明書】：

技術領域

本實用新型涉及多晶硅生產技術，具體涉及一種多晶硅鑄錠爐硅液溢流防護裝置。

背景技術

多晶硅鑄錠爐是用于制備太陽能級多晶硅錠的專業設備，隨著光伏行業的蓬勃興起而得到快速發展。多晶鑄錠的生產過程實為硅料熔化重結晶的過程，需要經過裝料、抽真空、加熱、熔化、長晶、退火、冷卻、出爐等工序。

實際生產過程中，如果裝料所用的坩堝存在缺陷，則常在融化階段出現的高溫硅液會隨著坩堝開裂的縫隙溢流到熱場內，造成漏硅事故。而且近年來，國內企業為了增加多晶硅鑄錠投料重量，將原有G5尺寸的熱場升級到G6尺寸的熱場，投料重量則可從450KG增加到800KG。隨著投料量的大幅攀升，硅液溢流所帶來的危害也成倍增加，因為溢流時容易出現大量熔融硅液集中噴射而出的狀況，且一旦高溫的硅液接觸到不銹鋼材質的爐體就可輕易地熔穿其內壁。由于爐體是中空且通水冷卻，內壁熔穿后冷卻水在爐內高溫作用下會迅速汽化，瞬間形成高壓氣體產生爆炸。近兩年來，隨著G6熱場改造在行業中的全面推進，國內各個企業發生硅液溢流最終導致爐體爆炸的事故也迅速攀升。

分析G6熱場改造的特點，由于爐體內空間有限，為了滿足G6尺寸熱場的安裝，隔熱籠距離爐體內壁非常近，僅剩1～2cm的間距，該區域無法得到有效防護，這正是硅液容易熔穿爐壁的重要原因。

因此，如何大幅降低硅液溢流風險，同時避免爆炸事故的發生、保障人員的生命安全，保證G6熱場改造安全地進行，是一個亟待解決問題。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是，克服現有技術中的不足，提供一種多晶硅鑄錠爐硅液溢流防護裝置。

為解決技術問題，本實用新型的解決方案是：

提供一種多晶硅鑄錠爐硅液溢流防護裝置，所述多晶硅鑄錠爐包括爐體、隔熱籠、石墨護板、定向散熱塊、石墨支撐柱、石英坩堝、頂部加熱器和側部加熱器，所述隔熱籠吊裝在爐體上，定向散熱塊通過多個石墨支撐柱安裝于爐體內，石墨護板安裝于定向散熱塊的上表面；所述加熱器安裝于爐體上，并將石墨護板罩于該加熱器內；所述石英坩堝安裝于石墨護板內，所述石英坩堝內可用于填裝硅料或硅溶液；所述多晶硅鑄錠爐硅液溢流防護裝置包括內防護層和外防護層，所述內防護層安裝于多晶硅鑄錠爐的隔熱籠內壁，所述外防護層安裝于多晶硅鑄錠爐的爐體內壁；所述內防護層下部呈斜角結構，且連接到隔熱籠下部內壁，內防護層上部與隔熱籠側邊內壁相貼合連接，在隔熱籠形成封閉空間。

作為一種改進，所述多晶硅鑄錠爐的爐體底部內壁還安裝有多層石棉，且外保護層下部夾合于石棉層與爐體底部內壁之間，外保護層上部貼合連接在爐體側邊內壁。

作為一種改進，所述外防護層和內防護層均為厚度1～2mm、高度200～400mm的耐高溫金屬鉬片，其熔點為2610℃。

作為一種改進，所述外防護層鉬片具有良好的導熱性，其熱導率為140.6W/(m·K)，可快速將硅液熱量帶走，使得硅液凝結為固體。

作為一種改進，所述內防護層下部的斜角結構與水平面呈15°～20°的夾角。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

采用鉬片做隔熱籠內防護層，鉬片厚度僅為1～2mm，占用較小空間尺寸，不影響原有熱場結構，同時也不會降低熱場的保溫性能；

內防護層鉬片在隔熱籠內壁形成封閉空間，可避免硅液噴射時從碳氈縫隙中流出，既能保證不銹鋼隔熱籠和碳氈不被硅液侵蝕又能防止硅液滲透至隔熱籠外；

隔熱籠內保護層所帶斜角可將硅液導流至鋪設有多層石棉保護的爐體中部區域，避免硅液與保護薄弱區域的爐內壁接觸；

在爐體底部內壁，石棉鋪設空間不足的區域增加的外防護層，可以進一步阻隔硅液與爐體的直接接觸；同時，防護層所用鉬片具有良好的導熱性，可以將硅液所攜帶的熱量傳導至爐體底部并由冷卻水帶走，進而快速冷卻硅液使其結晶為固體，最終徹底避免爐體熔穿事故的發生。

附圖說明

圖1為本實用新型的整體結構剖視圖。

圖2為圖1中的外防護層和內防護層連接結構局部放大示意圖。