防爆多晶硅鑄錠爐的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種防爆多晶硅鑄錠爐，解決了現(xiàn)有的在多晶硅生產(chǎn)過程中由于液態(tài)硅的溢流容易導(dǎo)致鑄錠爐爆炸的問題。包括在內(nèi)爐壁（13）與外爐壁（14）之間設(shè)置有上夾層，在內(nèi)封頭（1）與外封頭（5）之間設(shè)置有底夾層，在上夾層與底夾層的連接處設(shè)置有將兩夾層隔離的檔圈（9），在上夾層的下端的鑄錠爐下爐體上設(shè)置有下爐體進水口（6），在上夾層的上端的鑄錠爐下爐體上設(shè)置有下爐體出水口（7），在上夾層中注滿有冷卻水（11），在底夾層的底部中央的鑄錠爐下爐體上設(shè)置有冷卻氣入口（4），在底夾層的上端的鑄錠爐下爐體上設(shè)置有冷卻氣出口（3），在底夾層中注滿有冷卻氣體（10）。保證了多晶硅鑄錠爐生產(chǎn)過程的安全。
【專利說明】防爆多晶硅鑄錠爐

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種多晶硅鑄錠爐，特別涉及一種采用水冷和氣體冷卻相結(jié)合的 多晶硅鑄錠爐，杜絕了鑄錠爐由于溢流而發(fā)生爆炸事故的發(fā)生。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，在多晶硅鑄錠過程中，一般使用陶瓷石英坩堝，將硅料放入到陶瓷石英坩堝 中，再將陶瓷石英坩堝放入到多晶硅鑄錠爐中，通過加熱使硅料熔化。由于石英坩堝在生 產(chǎn)、搬運、裝料過程中常常會存在制造缺陷或磕碰引起的內(nèi)部隱裂，該隱裂通過普通手段很 難檢查到，在加熱過程中，當(dāng)硅料完全熔化后，高溫液態(tài)硅就會從有缺陷的坩堝縫隙中流 出，由于液態(tài)硅具有較好的流動性，會很快流到鑄錠爐體底部。由于爐體為雙層夾套結(jié)構(gòu)， 在夾套中通有冷卻水，同時爐體底部有焊縫接口，溢流的高溫液態(tài)硅料與低溫的爐壁會出 現(xiàn)高低溫沖擊的現(xiàn)象，使焊縫開裂，此時夾套中的冷卻水就會流入爐腔內(nèi)，流入的冷卻水與 高溫的硅液接觸后會瞬間汽化，水蒸氣與高溫的石墨在使?fàn)t內(nèi)迅速反應(yīng)發(fā)生爆炸。另外，由 于目前鑄錠車間均為大生產(chǎn)方式，一個車間裝有幾十臺鑄錠爐，一旦一臺發(fā)生爆炸，為了保 證生產(chǎn)安全，其他鑄錠爐也必須被迫進入極冷狀態(tài)，造成生產(chǎn)的極大經(jīng)濟損失，給生產(chǎn)設(shè)備 和操作人員也帶來了極大的安全隱患。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實用新型提供了一種防爆多晶硅鑄錠爐，解決了現(xiàn)有的在多晶硅生產(chǎn)過程中由 于液態(tài)硅的溢流容易導(dǎo)致鑄錠爐爆炸的技術(shù)問題。
[0004] 本實用新型是通過以下技術(shù)方案解決以上技術(shù)問題的：
[0005] -種防爆多晶硅鑄錠爐，包括多晶硅鑄錠爐下爐體，在多晶硅鑄錠爐下爐體的內(nèi) 爐壁與外爐壁之間設(shè)置有上夾層，在多晶硅鑄錠爐下爐體的內(nèi)封頭與外封頭之間設(shè)置有底 夾層，在上夾層與底夾層的連接處設(shè)置有將兩夾層隔離的檔圈，在上夾層的下端的鑄錠爐 下爐體上設(shè)置有下爐體進水口，在上夾層的上端的鑄錠爐下爐體上設(shè)置有下爐體出水口， 在上夾層中注滿有冷卻水，在底夾層的底部中央的鑄錠爐下爐體上設(shè)置有冷卻氣入口，在 底夾層的上端的鑄錠爐下爐體上設(shè)置有冷卻氣出口，在底夾層中注滿有冷卻氣體，并通入 循環(huán)冷卻氣體。
[0006] 在上夾層中設(shè)置有冷卻水導(dǎo)流板，在底夾層中設(shè)置有螺旋導(dǎo)流板。
[0007] 本實用新型通過對多晶硅鑄錠工藝過程分析，并在實驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合熱工學(xué)、半 導(dǎo)體材料學(xué)、流體力學(xué)、材料學(xué)等學(xué)科，通過分析確定理想的氣體冷卻介質(zhì)和壓力流量，保 證了多晶硅鑄錠爐生產(chǎn)過程的安全。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009] 圖2是本實用新型的封頭處的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0010] 下面結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細(xì)說明：
[0011] 一種防爆多晶硅鑄錠爐，包括多晶硅鑄錠爐下爐體12,在多晶硅鑄錠爐下爐體12 的內(nèi)爐壁13與外爐壁14之間設(shè)置有上夾層，在多晶硅鑄錠爐下爐體12的內(nèi)封頭1與外封 頭5之間設(shè)置有底夾層，在上夾層與底夾層的連接處設(shè)置有將兩夾層隔離的檔圈9,在上夾 層的下端的鑄錠爐下爐體上設(shè)置有下爐體進水口 6,在上夾層的上端的鑄錠爐下爐體上設(shè) 置有下爐體出水口 7,在上夾層中注滿有冷卻水11，在底夾層的底部中央的鑄錠爐下爐體 上設(shè)置有冷卻氣入口 4,在底夾層的上端的鑄錠爐下爐體上設(shè)置有冷卻氣出口 3,在底夾層 中注滿有冷卻氣體10。
[0012] 在上夾層中設(shè)置有冷卻水導(dǎo)流板8,在底夾層中設(shè)置有螺旋導(dǎo)流板2。
[0013] 本實用新型的下爐體的封頭部分采用四通道氣體冷卻，通過與冷卻水的冷卻性能 比較，確定出理想的冷卻氣體介質(zhì)和冷卻氣體的流速。由于溢流發(fā)生時，下爐體的封頭部分 為氣體冷卻，封頭內(nèi)如果出現(xiàn)泄漏，只存在氣體由于溫度變化而發(fā)生膨脹現(xiàn)象，相對現(xiàn)有技 術(shù)的下爐體的封頭部分為水冷卻時，水泄露后水的氣化膨脹體積要小很多。其次，本實用新 型的冷卻氣體選用非氧化非易燃?xì)怏w，還可以防止與高溫石墨反應(yīng)發(fā)生爆炸，本實用新型 以氮氣作為氣體冷卻介質(zhì)。
【權(quán)利要求】
1. 一種防爆多晶硅鑄錠爐，包括多晶硅鑄錠爐下爐體（12)，在多晶硅鑄錠爐下爐體 (12)的內(nèi)爐壁（13)與外爐壁（14)之間設(shè)置有上夾層，在多晶硅鑄錠爐下爐體（12)的內(nèi)封 頭（1)與外封頭（5 )之間設(shè)置有底夾層，其特征在于，在上夾層與底夾層的連接處設(shè)置有將 兩夾層隔離的檔圈（9)，在上夾層的下端的鑄錠爐下爐體上設(shè)置有下爐體進水口（6)，在上 夾層的上端的鑄錠爐下爐體上設(shè)置有下爐體出水口（7)，在上夾層中注滿有冷卻水（11 )， 在底夾層的底部中央的鑄錠爐下爐體上設(shè)置有冷卻氣入口（4)，在底夾層的上端的鑄錠爐 下爐體上設(shè)置有冷卻氣出口（3)，在底夾層中注滿有冷卻氣體（10)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防爆多晶硅鑄錠爐，其特征在于，在上夾層中設(shè)置有冷 卻水導(dǎo)流板（8 )，在底夾層中設(shè)置有螺旋導(dǎo)流板（2 )。
【文檔編號】C30B29/06GK203999910SQ201420405065
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】周社柱, 楊靜, 韓婷婷, 侯柯楠, 楊健 申請人:山西中電科新能源技術(shù)有限公司