[發明專利]多晶硅還原爐自動化控制方法

有效

• 申請號: 202010541113.8
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111591997B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 丁小海;宗冰;吉紅平;楊明財;王體虎
• 申請（專利權）人: 亞洲硅業(青海)股份有限公司;青海省亞硅硅材料工程技術有限公司
• 主分類號: C01B33/027
• 分類號: C01B33/027;C30B29/06
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 李青

1.一種多晶硅還原爐自動化控制方法，其特征在于，所述多晶硅還原爐自動化控制方法包括以下步驟：

在還原爐運行之前，將電流曲線以及所述還原爐的運行周期內的理想溫度曲線輸入至所述還原爐的控制系統中；

將所述還原爐的運行周期至少劃分為連續的第一階段和第二階段，所述第一階段和所述第二階段分別包括多個時間點，在各個時間點對硅棒的溫度進行實時測量；

在所述第一階段，所述控制系統根據所測量的硅棒在某一時間點的實際溫度與該時間點在所述理想溫度曲線上對應的理想溫度之間的差值以及該時間點在所述電流曲線上對應的電流值計算第一補償電流，以使硅棒表面的溫度維持在設定溫度范圍；

在所述第二階段，所述硅棒的直徑生長到設定直徑，所述控制系統根據輻射功率變化計算第二補償電流，以使所述還原爐內的整體溫場均勻分布；

在所述還原爐運行的第一階段，所述第一補償電流為ΔI_t1，其中，t₁為對所述硅棒的溫度進行實時測量的時間點，即所述還原爐的運行時間，為t₁時間點的理想溫度值，T(t₁)為所述硅棒在t₁時間點的實際溫度值，為t₁時間點的電流值，η₁為調整系數；

在所述還原爐運行的第二階段，所述第二補償電流為其中，t₂為對所述硅棒的溫度進行實時測量的時間點，即所述還原爐的運行時間，為t₂時間點的理想溫度值，T(t₂)為所述硅棒在t₂時間點的實際溫度值，η₂為調整系數。

2.根據權利要求1所述的多晶硅還原爐自動化控制方法，其特征在于，η₁的取值范圍為0.1～10。

3.根據權利要求1所述的多晶硅還原爐自動化控制方法，其特征在于，η₂的取值范圍為0.01～20。

4.根據權利要求1所述的多晶硅還原爐自動化控制方法，其特征在于，所述還原爐運行的第一階段為運行開始至設定時間，所述還原爐運行的第二階段為所述設定時間至停爐。

5.根據權利要求1至4中任一項所述的多晶硅還原爐自動化控制方法，其特征在于，在還原爐運行之前，還包括將含硅氣體與還原氣體隨時間變化的進氣料表曲線輸入至所述還原爐的控制系統中的步驟。

6.根據權利要求1至4中任一項所述的多晶硅還原爐自動化控制方法，其特征在于，所述還原爐分批次生產多晶硅，在第一批次生產結束之后，得到第一批次運行工藝參數，所述第一批次運行工藝參數至少包括第一次修正后的電流曲線；在第二批次生產開始之前，且在所述還原爐運行之前，將所述第一次修正后的電流曲線以及所述還原爐的運行周期內的理想溫度曲線輸入至所述還原爐的控制系統中，進行第二批次生產；在所述第二批次生產結束之后，得到第二批次運行工藝參數，所述第二批次運行工藝參數至少包括第二次修正后的電流曲線；在第三批次生產開始之前，且在所述還原爐運行之前，將所述修正后的電流曲線以及所述還原爐的運行周期內的理想溫度曲線輸入至所述還原爐的控制系統中，進行第三批次生產；以此類推，直至所述還原爐的運行周期內的各個時間點的實際溫度與對應的理想溫度之間的差值在設定范圍內。

7.根據權利要求6所述的多晶硅還原爐自動化控制方法，其特征在于，所述第一批次運行工藝參數和所述第二批次運行工藝參數還包括含硅氣體與還原氣體的流量和配比。

8.根據權利要求1至4中任一項所述的多晶硅還原爐自動化控制方法，其特征在于，在各個時間點對硅棒的溫度進行實時測量的步驟中，采用溫度調節模塊測量硅棒的實際溫度，并將測量結果反饋給所述控制系統。