專利名稱：還原爐預(yù)加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及多晶硅生產(chǎn)中對還原爐內(nèi)氣體的加熱裝置，特別是一種還原爐的預(yù)加熱器。
背景技術(shù)：
多晶硅生產(chǎn)中的硅芯屬于半導(dǎo)體，在常溫下的電阻率非常高，隨著溫度的變化很 顯著，而且隨著溫度的上升，它的電阻率逐漸減少(即電阻溫度系數(shù)為負(fù)數(shù))，即導(dǎo)電能力 逐漸增強(qiáng)。為了降低硅芯的電阻率，從而提高其導(dǎo)電能力，所以在多晶硅還原爐中會對硅芯 進(jìn)行加熱，但是目前對硅芯加熱主要是利用現(xiàn)有的預(yù)加熱器進(jìn)行加熱。而現(xiàn)有的預(yù)加熱器 有進(jìn)口的和國產(chǎn)的，進(jìn)口的預(yù)加熱器因為加熱管的材料、制作工藝方面等的原因，使用壽命 太短，而且加熱管的材質(zhì)問題，經(jīng)高溫加熱后就變形很嚴(yán)重；同時，國產(chǎn)的加熱器在加熱過 程中，由于電加熱管外面沒有經(jīng)過處理，所以被氧化后表面會出現(xiàn)掉渣的情況，容易污染爐 內(nèi)的硅芯，這些預(yù)加熱器都會嚴(yán)重影響多晶硅的生產(chǎn)進(jìn)度和提高的生產(chǎn)成本。
實用新型內(nèi)容本實用新型為解決上述技術(shù)問題，提供了一種還原爐的預(yù)加熱器，將該預(yù)加熱器 放入還原爐內(nèi)，可以在不掉渣不變形的前提下有效地通過熱輻射將硅芯加熱至500度，從 而大大降低硅芯的電阻率，對多晶硅生產(chǎn)非常有利。還原爐預(yù)加熱器，其特征在于包括接線盒、電加熱管和熱電偶組件，電加熱管一 端接入接線盒內(nèi)，電加熱管從接線盒內(nèi)向外延伸的管體部分上依次設(shè)置有固定隔熱層和散 熱片的法蘭、定位板和支撐板，熱電偶組件均勻設(shè)置于電加熱管穿過固定隔熱層的法蘭的 延伸管體部分上。接線盒固定在和爐筒蓋直徑相同的定位法蘭上，電加熱管也固定在定位法蘭上。所述電加熱管采用合金材料INC0L0Y800H。電加熱管內(nèi)均勻地分布高溫電阻絲，在 空隙部分致密地填入導(dǎo)熱性能和絕緣性能均良好的結(jié)晶氧化鎂粉，這種結(jié)構(gòu)不但先進(jìn)，熱 效率高，而且發(fā)熱均勻，當(dāng)高溫電阻絲中有電流通過時，加熱管產(chǎn)生的熱通過結(jié)晶氧化鎂粉 向金屬管表面擴(kuò)散，再傳遞到被加熱件或空氣中去，達(dá)到加熱的目的。熱電偶組件為K型熱電偶套管組件，K型熱電偶可以直接測量各種生產(chǎn)中從0°C到 1300 0C范圍氣體介質(zhì)和固體的表面溫度。所述隔熱層采用硅酸鋁材料。定位法蘭的連接固定端靠電加熱管方向一側(cè)，設(shè)置有不使用含石墨成分的墊片， 該墊片采用耐高溫的硅橡膠墊。因為石墨材料在長期加熱的工作環(huán)境下，可能會揮發(fā)出一 些雜質(zhì)，這樣容易污染還原爐內(nèi)的硅芯。本實用新型的有益效果如下本實用新型可以有效對硅芯進(jìn)行加熱，而且不會出現(xiàn)掉渣變形的問題，同時可以 保證預(yù)加熱器在多次頻繁地進(jìn)入還原爐使用時保持其自身的潔凈度，該結(jié)構(gòu)的預(yù)加熱器生 產(chǎn)成本和使用成本都很低，也就相應(yīng)降低了多晶硅生產(chǎn)的投入成本。
圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖其中，附圖標(biāo)記為1_接線盒；2-熱電偶組件；3-電加熱管；4-法蘭；5-散熱片； 6-隔熱層；7-定位板；8-支撐板；9-定位法蘭；10-墊片。
具體實施方式
實施例1如圖1所示，還原爐預(yù)加熱器，包括接線盒1、電加熱管3和熱電偶組件2，電加熱 管3—端接入接線盒1內(nèi)，電加熱管3從接線盒1內(nèi)向外延伸的管體部分上依次設(shè)置有固 定隔熱層6和散熱片5的法蘭4、定位板7和支撐板8，熱電偶組件2均勻設(shè)置于電加熱管 3穿過固定隔熱層6的法蘭4的延伸管體部分上。接線盒1固定在和爐筒蓋直徑相同的定位法蘭9上，例如爐筒蓋直徑為380mm， 法蘭4的直徑和爐筒蓋直徑相同，設(shè)置和爐筒蓋直徑相同的定位法蘭9，是為了在加熱過程 中，法蘭4能夠和爐筒完全密封，保持爐內(nèi)的溫度。電加熱管3與定位法蘭9固定。接線盒1內(nèi)部溫度保證在50°C以下，接線柱強(qiáng)度 必須要高，直徑在6mm以上，接線端子必須保證穩(wěn)固、方便。所述電加熱管3采用合金材料INC0L0Y800H，電加熱管3內(nèi)均勻地分布高溫電阻 絲，在空隙部分致密地填入導(dǎo)熱性能和絕緣性能均良好的結(jié)晶氧化鎂粉。這種結(jié)構(gòu)不但先 進(jìn)，熱效率高，而且發(fā)熱均勻，當(dāng)高溫電阻絲中有電流通過時，加熱管產(chǎn)生的熱通過結(jié)晶氧 化鎂粉向金屬管表面擴(kuò)散，再傳遞到被加熱件或空氣中去，達(dá)到加熱的目的。熱電偶組件2為K型熱電偶套管組件，K型熱電偶可以直接測量各種生產(chǎn)中從0°C 到1300°C范圍氣體介質(zhì)和固體的表面溫度。合金材料INC0L0Y800H具有很好的耐還原、氧化、氮化介質(zhì)腐蝕以及耐氧化還原 交替變化介質(zhì)腐蝕的性能，且在高溫長期應(yīng)用中具有高的冶金穩(wěn)定性。INC0L0Y 800H由于 (Al+Ti)的含量不高于0.7%，在600°C以上具有很好的抗拉強(qiáng)度，并且在1000°C以下長時 間工作時仍然具有較好的韌性。所述隔熱層6采用硅酸鋁材料。使用硅酸鋁隔熱層6，在完成加熱后，可以方便操 作人員將預(yù)加熱器從爐內(nèi)提出來，法蘭4溫度應(yīng)在50度以下，不會傷著操作人員。定位法蘭9的連接固定端靠電加熱管3方向一側(cè)，設(shè)置有不使用含石墨成分的墊 片10，該墊片10采用耐高溫的硅橡膠墊。因為石墨材料在長期加熱的工作環(huán)境下，可能會 揮發(fā)出一些雜質(zhì)，這樣容易污染還原爐內(nèi)的硅芯。實施例2將該加熱器進(jìn)入還原爐內(nèi)的設(shè)計總長度為3390mm，支撐板8直徑小于200mm，但要 大于加熱管總管徑；末端支撐板8距加熱管末端60mm ；支撐筒體超出加熱管長度為50mm， 支撐筒體末端圓盤直徑做以相應(yīng)的縮小(小于支撐板8直徑)，支撐筒體下端做封堵處理， 封堵處距筒體末端120mm。對電加熱管3進(jìn)行去油脂，去灰塵處理，不銹鋼件制作結(jié)束后，所有接觸介質(zhì)的表面 應(yīng)進(jìn)行酸洗鈍化，藍(lán)點法檢測。防止在加熱過程中會出現(xiàn)一些掉渣的情況，給硅芯帶來污染。
權(quán)利要求還原爐預(yù)加熱器，其特征在于包括接線盒(1)、電加熱管(3)和熱電偶組件(2)，電加熱管(3)一端接入接線盒(1)內(nèi)，電加熱管(3)從接線盒(1)內(nèi)向外延伸的管體部分上依次設(shè)置有固定隔熱層(6)和散熱片(5)的法蘭(4)、定位板(7)和支撐板(8)，熱電偶組件(2)均勻設(shè)置于電加熱管(3)穿過固定隔熱層(6)和散熱片(5)的法蘭(4)的延伸管體部分上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原爐預(yù)加熱器，其特征在于接線盒⑴和電加熱管(3)均 固定在和爐筒蓋直徑相同的定位法蘭(9)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原爐預(yù)加熱器，其特征在于電加熱管(3)接在接線盒⑴ 內(nèi)的接線端子上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原爐預(yù)加熱器，其特征在于所述電加熱管(3)采用合金 材料 INC0L0Y800H。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的還原爐預(yù)加熱器，其特征在于電加熱管(3)內(nèi)均勻地 分布高溫電阻絲，在空隙部分填入結(jié)晶氧化鎂粉。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原爐預(yù)加熱器，其特征在于熱電偶組件(2)為K型熱電偶套管組件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原爐預(yù)加熱器，其特征在于所述隔熱層(6)采用硅酸鋁 材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原爐預(yù)加熱器，其特征在于定位法蘭(9)的連接固定端 靠電加熱管⑶方向一側(cè)，設(shè)置有墊片(10)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的還原爐預(yù)加熱器，其特征在于所述墊片為耐高溫的硅橡膠墊。
專利摘要本實用新型公開了還原爐預(yù)加熱器，包括與還原爐爐筒蓋直徑相同的法蘭和安裝在法蘭上的加熱裝置，加熱裝置包括連接在一起的電加熱管和熱電偶組件，電加熱管與法蘭之間通過接線盒連接，與熱電偶組件連接的電加熱管端設(shè)置有硅酸鋁的隔熱層；本實用新型在不出現(xiàn)掉渣變形的前提下可以有效對硅芯進(jìn)行加熱，同時可以保證預(yù)加熱器在多次頻繁地進(jìn)入還原爐使用時保持其自身的潔凈度，該結(jié)構(gòu)的預(yù)加熱器生產(chǎn)成本和使用成本都很低，也就相應(yīng)降低了多晶硅生產(chǎn)的投入成本。
文檔編號C01B33/021GK201770486SQ20102029786
公開日2011年3月23日 申請日期2010年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月19日
發(fā)明者唐前明, 胡小麗, 陳少華 申請人:天威四川硅業(yè)有限責(zé)任公司