[發明專利]還原爐電極的維護方法

有效

• 申請號: 201910505175.0
• 申請日: 2019-06-12
• 公開（公告）號: CN110182813B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 羅文富;廖龍輝
• 申請（專利權）人: 廈門佰事興新材料科技有限公司
• 主分類號: C01B33/035
• 分類號: C01B33/035
• 代理公司: 廈門市精誠新創知識產權代理有限公司 35218
• 代理人: 何家富

本發明涉及多晶硅生產設備技術領域，具體涉及一種還原爐電極的改進。本發明公開一種還原爐電極的維護方法，具體的：在還原爐電極的需要絕緣隔離的處于還原爐鐘罩內的部位進行包覆設置一個絕緣纖維包覆層，待在包覆有上述絕緣纖維包覆層的還原爐電極被安裝至還原爐使用一段時間并沉積硅晶體后，移除還原爐電極上已經沉積了硅晶體絕緣纖維包覆層，而后在還原爐電極上重新進行包覆設置一個絕緣纖維包覆層。本發明采用上述技術方案，可以提高還原爐電極保養維護周期和降低保養維護成本。

技術領域

本發明涉及多晶硅生產設備技術領域，具體涉及一種還原爐電極的改進。

背景技術

目前，多晶硅生產主要采用改良西門子法工藝，其原理就是在還原爐中采用高壓擊穿方式使硅芯成為導體，提升電流使硅芯溫度快速上升，于1100℃左右的高純硅芯上用高純氫還原高純三氯氫硅，生成多晶硅沉積在硅芯上，生成多晶硅棒。該方法需要用的還原爐主要由還原爐鐘罩和還原爐底盤組成，其中還原爐底盤上安裝有還原爐電極。還原爐電極作為重要組件之一，需能夠承受高溫、高壓條件，且不能影響還原爐內硅晶體的，保證多晶硅還原爐的穩定運行。

為滿足上述要求，現有還原爐電極結構往往設計得較為復雜，如CN208561705U提出一種多晶硅還原爐電極結構，其結構如圖1所示，包括電極體1，所述電極體1安裝在還原爐底盤2內，所述電極體1和還原爐底盤2之間設有電極絕緣套3，所述電極絕緣套3與電極體1套接且緊密貼合，所述電極體1還套接有絕緣環4，所述絕緣環4與電極體1緊密貼合，所述絕緣環4位于電極絕緣套3的上方，所述電極體1設有上凸緣5和下凸緣，所述絕緣環4安裝在上凸緣5下方，所述上凸緣5與絕緣環4上端面之間設有上墊片6，所述絕緣環4下端面與還原爐底盤2的上端面之間設有下墊片7，所述絕緣環4下端面設有環形凸起8，所述環形凸起8伸入電極絕緣套3與還原爐底盤2頂部之間，所述電極絕緣套3對應下凸緣設有臺階，所述臺階內外分別配裝內氟橡膠墊片9和外氟橡膠墊片10。又如CN207091011U也是提出另一種一種多晶硅還原爐電極，包括位于還原爐底盤9與電極1之間的紫銅圈5、瓷環2和電極絕緣套8，其中紫銅圈5套裝在電極1上并與電極1之間過盈配合，以將紫銅圈5固定在電極1上，電極絕緣套8嵌入至還原爐底盤9內，瓷環2插入至紫銅圈5與電極絕緣套8之間，以提升電極1對還原爐底盤9的絕緣性能，且減少了硅粉顆粒在此處的富集，電極1安裝在還原爐底盤9上。所述瓷環2頂部靠近電極1的位置設有環形缺口，該缺口內設有環狀瓷環壓緊件3，且瓷環壓緊件3的內側設置有螺紋，紫銅圈5的外側設置有螺紋，通過瓷環壓緊件3的內螺紋與紫銅圈5的外螺紋進行螺紋連接以向下壓緊瓷環2，并實現瓷環2與紫銅圈5之間的密封。所述瓷環上部與瓷環壓緊件3之間設置有第一墊片6，所述瓷環上部與還原爐底盤9之間設置有第二墊片7。所述絕緣構件還包括位于還原爐底盤9之上、且套裝在瓷環2(具體為瓷環上部)外部的隔離罩4，以防止硅粉沉積在瓷環2上。

可見現有技術的還原爐電極結構均較為復雜，本案申請人組織發明人經過潛心研究，提出了一種改良的還原爐電極，并提出專利申請，并于2018-02-02授權該專利CN206955649U，該多晶硅還原爐電極的結構突破性地采用在電極的錐頭外圍設置導體層，如噴涂銀涂層，而在除錐頭以外的連接段外圍噴涂由純陶瓷粉末制成的絕緣層，從而形成一種改良的還原爐電極。針對該改良的還原爐電極的制備方法，他人也于2017-11-30提出并授權發明專利CN108002390B。

但不論是之前現有技術的結構較復雜的還原爐電極還是本案申請人提出改良的還原爐電極，對于多晶硅生產都是屬于易耗件，每隔一段時間使用后，都需要停止生產，從還原爐上拆除出還原爐電極進行保養維護。如圖3所示，為在先的還原爐電極在使用一段時間后，整個還原爐電極包括電極棒和絕緣套上都沉積了硅，需要拆卸、酸洗、和重新噴涂等保養維護工序。如圖4所示，為申請人改良的還原爐電極在使用一段時間后也是沉積了硅(黑色部分)。如圖5所示，還原爐底盤上安裝有多個還原爐電極，其中2個還原爐電極已經完成保養維護(即重新拋光打磨后重新噴涂涂層)后安裝回去，其他的還原爐電極正在等待拆卸和保養維護。