專利名稱：節(jié)能型多晶硅輪窯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種多晶硅的生產(chǎn)設(shè)備，特別涉及一種節(jié)能型隧道式保溫爐。
背景技術(shù)：
多晶硅具有半導(dǎo)體性質(zhì)，是極為重要的優(yōu)良半導(dǎo)體材料，廣泛應(yīng)用于電子、太陽能 光伏行業(yè)、航天、航空、信息、交通、通訊等領(lǐng)域，市場(chǎng)需求將越來越大。目前多晶硅材料的提 純有兩種截然不同的技術(shù)路徑，一種是西門子法(含改良西門子法)，另一種是冶金法(或 稱物理法)。前者是硅元素參與化學(xué)方應(yīng)，最終把硅分離出來，后者是硅元素未參與化學(xué)反 應(yīng)，最終把雜質(zhì)除去達(dá)到硅提純的目的；前者硅純度可達(dá)12個(gè)九，但投入大，動(dòng)輒十幾個(gè)億 投入，后者硅純度只能達(dá)到6-7個(gè)九，符合太陽能級(jí)硅的各頂指標(biāo)要求，生產(chǎn)投入低，僅為 前者的十幾分之一的投入即可達(dá)到同樣的生產(chǎn)規(guī)模。物理法生產(chǎn)太陽能級(jí)多晶硅在我國(guó)進(jìn) 入了快速發(fā)展階段，這一技術(shù)路徑又有多種技術(shù)手法，如真空法、濕法冶金、冶金法等。在 冶金法的高溫除雜階段又有焦炭保溫和電保溫兩種方法，焦炭保溫對(duì)設(shè)備要求低，但在規(guī) ?；a(chǎn)中人為隨機(jī)因素影響大，過程可控度低，質(zhì)量參差不齊產(chǎn)品差異性大，成品率低， 成本較高，每IOOkg硅水保溫24h，需焦炭600kg，約1200元/爐，而電保溫只需15h，30kw/ 爐的用電負(fù)荷，則只需220元/爐，因而在工業(yè)化生產(chǎn)中普遍采用電保溫除雜技術(shù)工藝，但 在保溫爐的設(shè)計(jì)制造使用中，制造企業(yè)各顯神通，各式各樣的保溫爐盡顯真容，單爐容量有 50-100kg的，大小不一；爐內(nèi)發(fā)熱裝置造價(jià)高低不一；控制元器件中進(jìn)口的國(guó)產(chǎn)的“洋土”
不一，但是萬變不離其宗，電保溫爐單爐生產(chǎn)每次都要經(jīng)歷升溫--^高溫除雜--^降
溫出爐三個(gè)階段，升降溫所經(jīng)歷的時(shí)間長(zhǎng)，使配套的中頻爐不能連續(xù)開機(jī)，工人和設(shè)備閑置 率高，升降溫空耗用電大，效益低。當(dāng)然，一個(gè)中頻爐對(duì)應(yīng)十幾個(gè)二十幾個(gè)單體保溫爐可以 使中頻爐連續(xù)生產(chǎn)，但單爐造價(jià)高，每個(gè)單體爐仍然要經(jīng)過升降溫過程，仍未走出效率低下 的陰影。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種節(jié)能型多晶硅輪窯，該輪窯能夠?qū)崿F(xiàn)一體化連續(xù) 生產(chǎn)，解決了設(shè)備在生產(chǎn)中空耗大、能耗高的問題，從而提高了生產(chǎn)效率。為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，提供以下技術(shù)方案一種節(jié)能型多晶硅輪窯，包括保溫隧道，其底部設(shè)有軌道；設(shè)置在保溫隧道外并與 軌道構(gòu)成回路的外軌道，以及在軌道和外軌道上運(yùn)行的多個(gè)進(jìn)料小車，其特征在于，所述保 溫隧道從進(jìn)口到出口依次設(shè)置加熱區(qū)、高溫區(qū)、中溫區(qū)、降溫區(qū)和保溫區(qū)。其中，所述保溫隧道由保溫墻體砌成。其中，所述保溫墻體的頂部及兩側(cè)的內(nèi)壁上安裝有加熱管。其中，所述進(jìn)料小車具有在所述軌道上行走的車輪、安裝在車輪上的支撐架、以及 由支撐架支撐的坩堝。特別是，所述坩堝的底部安裝有隔熱層。[0010]特別是，所述隔熱層分為上隔熱層和下隔熱層，在隧道寬度方向上，上隔熱層寬度 小于下隔熱層寬度，從而在下隔熱層與上隔熱層的兩端分別形成一個(gè)臺(tái)階部。特別是，所述保溫墻體兩側(cè)沿隧道長(zhǎng)度方向分別設(shè)置位于所述兩側(cè)加熱管底部的 密封凸起，其每個(gè)密封凸起分別貼近一個(gè)對(duì)應(yīng)的臺(tái)階部。本實(shí)用新型的有益效果體現(xiàn)在以下方面(1)采用隧道式保溫爐，實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，解決設(shè)備在升降溫過程耗時(shí)長(zhǎng)、效率低 的問題；(2)采用隧道式保溫爐，實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，解決了設(shè)備在生產(chǎn)中空耗電大、能耗高 的問題，并有利于促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定；(3)輪窯設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，設(shè)備自動(dòng)化程度高，因此節(jié)省了成本。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型節(jié)能型多晶硅輪窯的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。

圖1為本實(shí)用新型節(jié)能型多晶硅輪窯的俯視示意圖；圖2為沿圖1中A-A的剖視圖。附圖標(biāo)記說明1_保溫隧道；Ia-軌道；2-進(jìn)料小車；3_外軌道；IOa-加溫區(qū)； IOb-高溫區(qū)；IOc-中溫區(qū)；IOd-降溫區(qū)；IOe-保溫區(qū)；11-保溫墻體；12-加熱管；13-密封 凸起；20-車輪；21-支撐架；22-隔熱層；22a-上隔熱層；22b_下隔熱層；23-坩堝。
具體實(shí)施方式
如圖1本實(shí)用新型節(jié)能型多晶硅輪窯的俯視示意圖，圖2保溫隧道的橫截面剖視 圖所示，本實(shí)用新型的節(jié)能型多晶硅輪窯包括保溫隧道1、其底部設(shè)有軌道Ia ；設(shè)置在保溫 隧道1外并與軌道Ia構(gòu)成回路的外軌道3，以及在軌道Ia和外軌道3上運(yùn)行的多個(gè)進(jìn)料小 車2(圖2所示)。保溫隧道1從進(jìn)口到出口依次設(shè)置加溫區(qū)10a、高溫區(qū)10b、中溫區(qū)10c、 降溫區(qū)10d、保溫區(qū)10e，保溫隧道1由保溫墻體11砌成，以保障隧道內(nèi)的溫度，保溫墻體為 耐高溫材料如耐高溫剛玉莫來石、氧化鋁空心球等。多個(gè)進(jìn)料小車2從隧道進(jìn)口進(jìn)入保溫 隧道，在保溫隧道內(nèi)依次經(jīng)過加溫區(qū)10a、高溫區(qū)10b、中溫區(qū)10c、降溫區(qū)10d、保溫區(qū)IOe 后從隧道出口出來，沿外軌道3運(yùn)行又回到隧道進(jìn)口，然后又依次經(jīng)過上述過程，進(jìn)料小車 2在外軌道3上運(yùn)行的過程中，多晶硅降溫至可以取出，從而得到提純硅，然后空的進(jìn)料小 車2運(yùn)行到隧道進(jìn)口正前方時(shí)，可以對(duì)其添料，從而不斷地將多晶硅原料送入保溫隧道內(nèi) 進(jìn)行保溫除雜，結(jié)晶得到提純硅，實(shí)現(xiàn)一體化連續(xù)生產(chǎn)過程。如圖2保溫隧道的橫截面剖視圖所示，保溫墻體11的頂部和兩側(cè)的內(nèi)壁上設(shè)有加 熱管12，用于對(duì)保溫隧道內(nèi)加熱。進(jìn)料小車2包括車輪20，其在隧道內(nèi)的軌道Ia以及外軌 道3上行走，車輪20上設(shè)有支撐架21，支撐架21上安裝有隔熱層22，盛料坩堝23安置在 隔熱層的頂部。其中隔熱層22分為上層22a和下層22b，所述上層隔熱層22a在隧道寬度 方向上較下層隔熱層短，使得上隔熱層22a與下隔熱層22b的兩端分別形成一個(gè)臺(tái)階部，如 圖2所示，保溫墻體的兩側(cè)沿隧道長(zhǎng)度方向分別設(shè)置位于加熱管底部的密封凸起13，其每 個(gè)密封凸起13分別貼近一個(gè)對(duì)應(yīng)的臺(tái)階部，使得加熱管12、密封凸起13以及上層隔熱層 22a圍成一個(gè)密封空間，從而將坩堝23包圍在該密封空間內(nèi)，而車輪20、支撐架21和下層
4隔熱層22b位于該密封空間外，以便集中對(duì)坩堝加熱和保溫，并保證進(jìn)料小車2在保溫隧道 內(nèi)運(yùn)行通暢。 盡管上文對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型不限于此，本技術(shù)領(lǐng)域 技術(shù)人員可以根據(jù)本實(shí)用新型的原理進(jìn)行各種修改。因此，凡按照本實(shí)用新型原理所作的 修改，都應(yīng)當(dāng)理解為落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種節(jié)能型多晶硅輪窯，包括保溫隧道(1)，其底部設(shè)有軌道(1a)；設(shè)置在保溫隧道(1)外并與軌道(1a)構(gòu)成回路的外軌道(3)，以及在軌道(1a)和外軌道(3)上運(yùn)行的多個(gè)進(jìn)料小車(2)，其特征在于，所述保溫隧道(1)從進(jìn)口到出口依次設(shè)置加熱區(qū)(10a)、高溫區(qū)(10b)、中溫區(qū)(10c)、降溫區(qū)(10d)和保溫區(qū)(10e)。
2.如權(quán)利要求1所述的多晶硅輪窯，其特征在于，所述保溫隧道由保溫墻體(11)砌成。
3.如權(quán)利要求2所述的多晶硅輪窯，其特征在于，所述保溫墻體的頂部及兩側(cè)內(nèi)壁上 安裝有加熱管(12)。
4.如權(quán)利要求3所述的多晶硅輪窯，其特征在于，所述進(jìn)料小車具有在所述軌道上行 走的車輪(20)、安裝在車輪上的支撐架(21)、以及由支撐架支撐的坩堝(12)。
5.如權(quán)利要求4所述的多晶硅輪窯，其特征在于，所述坩堝(23)的底部安裝有隔熱層。
6.如權(quán)利要求5所述的多晶硅輪窯，其特征在于，所述隔熱層分為上隔熱層(22a)和 下隔熱層(22b)，在隧道寬度方向上，上隔熱層寬度小于下隔熱層寬度，從而在下隔熱層 (22b)與上隔熱層(22a)的兩端分別形成一個(gè)臺(tái)階部。
7.如權(quán)利要求6所述的多晶硅輪窯，其特征在于，所述保溫墻體兩側(cè)沿隧道長(zhǎng)度方向 分別設(shè)置位于所述兩側(cè)加熱管底部的密封凸起(13)，其每個(gè)密封凸起(13)分別貼近一個(gè) 對(duì)應(yīng)的臺(tái)階部。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種節(jié)能型多晶硅輪窯，包括保溫隧道，其底部設(shè)有軌道；設(shè)置在保溫隧道外并與軌道構(gòu)成回路的外軌道，以及在軌道和外軌道上運(yùn)行的多個(gè)進(jìn)料小車，其中，所述保溫隧道從進(jìn)口到出口依次設(shè)置加熱區(qū)、高溫區(qū)、中溫區(qū)、降溫區(qū)和保溫區(qū)；所述保溫隧道由保溫墻體砌成。該輪窯能夠?qū)崿F(xiàn)一體化連續(xù)生產(chǎn)，解決了設(shè)備在生產(chǎn)中空耗大、能耗高的問題，從而提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)C01B33/021GK201626833SQ20092027817
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2009年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月21日
發(fā)明者謝狄馨 申請(qǐng)人:福建省連城宇昕硅業(yè)有限公司