用于多晶鑄錠爐熱場的角部加強(qiáng)殼的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種用于多晶鑄錠爐熱場的角部加強(qiáng)殼。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，鑄造法生長硅晶體是將多晶硅在坩禍內(nèi)熔化，通過碳纖維硬氈或其他種類保溫材料保證熱場內(nèi)的溫度有合適的利于晶體定向凝固的溫度梯度，且在晶體生長過程中優(yōu)選中心溫度低，邊緣溫度高的溫度梯度，以保證從中心部位開始長晶，邊緣部位后長晶，使得雜質(zhì)在硅錠結(jié)晶過程中分凝至邊緣部位和頂部位置積聚，將其切除后，剩余部分均可正常使用。
[0003]然而在目前主流的生產(chǎn)800kg以上重量的多晶硅鑄錠和450kg以上重量的多晶硅鑄錠的熱場中，保溫層中角部的厚度均比側(cè)面的厚度要薄，而且尤以800kg以上的鑄錠中為重。800kg的多晶硅鑄錠熱場保溫層角/側(cè)的厚度比為0.71和0.56，這直接導(dǎo)致了鑄錠爐熱場中角部的保溫要低于側(cè)面的保溫，在鑄錠的晶體生長過程中，容易造成角部形成更大的過冷度，使晶粒有在角部先凝固結(jié)晶生長的趨勢，從而不利于雜質(zhì)在邊緣部位積聚排除。
[0004]在多晶硅鑄錠生產(chǎn)過程中，硅料在坩禍中加熱融化，如果坩禍出現(xiàn)破裂，高溫硅液會從坩禍中流出，沿著隔熱籠保溫層邊緣吸附、滲透和溢流至爐體底部。爐體底部由溢流棉保護(hù)，用以避免熔穿的危險。然而在鑄錠爐熱場角部的位置，距離爐體側(cè)壁位置最近，尤其是在800kg以上鑄錠的熱場中，熱場角部和爐體側(cè)壁十分接近。而溢流棉在爐底的高度基本與隔熱底板的高度一致，而且其底部中心的厚度要大于邊緣的厚度，因而爐底邊緣部位的溢硅防護(hù)相對很薄弱。若高溫硅液在隔熱籠角部滲透穿透，溢流至爐底側(cè)面造成的爐體熔穿風(fēng)險最高、危害最大。
[0005]中國專利ZL103320848A，提出了一種多晶鑄錠爐，在隔熱層內(nèi)壁上覆蓋有反射保護(hù)層，利用反射保護(hù)層的反射作用，提高鑄錠內(nèi)部隔熱層保溫效果和硅錠四周溫度，減慢硅錠在結(jié)晶階段四周的結(jié)晶速度。然而，它主要是整體提高了鑄錠下部的保溫效果，并沒有解決角部和側(cè)部的保溫效果差異，角部結(jié)晶速度偏快的趨勢并未得到良好解決。另外，中國專利ZL 203668548 U，提出了一種多晶爐，在多晶爐爐體的底部靠近爐壁的地方加一層超導(dǎo)熱材料層，超導(dǎo)熱材料層緊貼爐壁，接受到的高溫能很快的散發(fā)到爐壁上，避免小面積局部高溫?fù)p壞設(shè)備，因而對于爐體熔穿、保護(hù)爐體安全有一定的效果。但是，此方法主要是降低了爐底熔穿的風(fēng)險，對于爐底側(cè)面的熔穿風(fēng)險幾乎沒有效果。目前，各種公開出版物和市面上尚未見到用于提高多晶爐熱場角部保溫和防止漏硅時高溫硅液吸附、滲透，對硅液進(jìn)行導(dǎo)流的裝置產(chǎn)品出現(xiàn)。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種用于多晶鑄錠爐熱場的角部加強(qiáng)殼。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種用于多晶鑄錠爐熱場的角部加強(qiáng)殼，覆蓋于所述多晶鑄錠爐熱場隔熱籠的下角部，包括位于外層的能夠防硅液吸附及滲透的防護(hù)層、位于內(nèi)層的保溫層，所述防護(hù)層和保溫層能夠拆卸地連接或者不能夠拆卸地連接。
[0008]在某些實施方式中，所述防護(hù)層和保溫層通過膠黏劑粘結(jié)成不能夠拆卸的一個整體。
[0009]在某些實施方式中，所述防護(hù)層為碳/碳復(fù)合材料防護(hù)層或者為鉬合金防護(hù)層。
[0010]在某些進(jìn)一步實施方式中，所述碳/碳復(fù)合材料防護(hù)層的密度為1.5g/cm3，厚度為3mm，其抗彎強(qiáng)度為IlOMPa，彎曲模量為25GPa，抗壓強(qiáng)度為160MPa，室溫強(qiáng)度保持到2500°C，對熱應(yīng)力不敏感，所述鉬合金防護(hù)層采用Mo-T1-Zr合金，厚度為1.5mm，其在1600°C下的抗拉強(qiáng)度為I OOMPa。
[0011 ]在某些實施方式中，所述保溫層為碳纖維硬氈層或碳纖維軟氈層。
[0012]在某些進(jìn)一步實施方式中，所述碳纖維硬氈層的密度為0.18g/cm3，厚度為7mm，在硅料熔化附近溫度的1500°C的導(dǎo)熱系數(shù)為0.40W/(m.K)，所述碳纖維軟氈層的密度為0.14g/cm3，厚度為10mm，在硅料熔化附近溫度的1500°C的導(dǎo)熱系數(shù)為0.35W/(m.K)。
[0013]在某些實施方式中，所述用于多晶鑄錠爐熱場的角部加強(qiáng)殼與所述多晶鑄錠爐熱場隔熱籠的下角部形狀一致并緊貼在所述多晶鑄錠爐熱場隔熱籠的下角部。
[0014]在某些實施方式中，所述防護(hù)層上開設(shè)有用于穿設(shè)螺栓從而固定于所述多晶鑄錠爐熱場隔熱籠上的固定孔。
[0015]在某些實施方式中，所述防護(hù)層是一體的或者是多部件拼裝而成的。
[0016]在某些實施方式中，所述保溫層是一體的或者是多部件拼裝而成的。
[0017]本實用新型的范圍，并不限于上述技術(shù)特征的特定組合而成的技術(shù)方案，同時也應(yīng)涵蓋由上述技術(shù)特征或其等同特征進(jìn)行任意組合而形成的其它技術(shù)方案。例如上述特征與本申請中公開的(但不限于)具有類似功能的技術(shù)特征進(jìn)行互相替換而形成的技術(shù)方案等。
[0018]由于上述技術(shù)方案運用，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點:本實用新型通過防護(hù)層防止硅液漏流時，滲透角部碳纖維硬氈溢流至薄弱的爐底邊緣位置，而將其阻隔、引流至防護(hù)很強(qiáng)的爐底中心區(qū)域，大大降低爐底熔穿的風(fēng)險，并通過保溫層，有效提高多晶鑄錠爐角部的保溫效果，降低其結(jié)晶速率，讓雜質(zhì)更好的在鑄錠邊緣部位積聚，有效提高多晶鑄錠的成品率。并且本產(chǎn)品使用時，只需要貼合在多晶鑄錠爐熱場的下角部，并結(jié)合相應(yīng)的固定結(jié)構(gòu)進(jìn)行固定，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，占用空間小，適于工業(yè)生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型一體式結(jié)構(gòu)示意圖(實施例一，能夠應(yīng)用于800kg以上重量的多晶娃鑄錠);
[0020]圖2為本實用新型拼裝式結(jié)構(gòu)分解示意圖(實施例二，能夠應(yīng)用于450kg以上重量的多晶娃鑄徒);
[0021]圖3為本實用新型拼裝式結(jié)構(gòu)示意圖(實施例二，能夠應(yīng)用于450kg以上重量的多晶娃鑄錠);
[0022]其中:1、碳/碳復(fù)合材料防護(hù)層;2、碳纖維硬氈層;3、定位孔;4、鉬合金防護(hù)層;5、碳纖維軟氈層;6、定位孔。
【具體實施方式】
[0023]實施例1，如附圖1所示，一種用于多晶鑄錠爐熱場的角部加強(qiáng)殼，覆蓋于所述多晶鑄錠爐熱場隔熱籠的下角部，包括位于外層的能夠防硅液吸附及滲透的防護(hù)層、位于內(nèi)層的保溫層，所述防護(hù)層與所述保溫層分別是一體的。所述防護(hù)層和保溫層不能夠拆卸地連接，兩者通過膠黏劑粘結(jié)成不能夠拆卸的一個整體。
[0024]所述防護(hù)層為碳/碳復(fù)合材料防護(hù)層I。碳/碳復(fù)合材料防護(hù)層I是由碳/碳復(fù)合材料在無氧氣氛下耐熱高達(dá)1600°C形成表面致密的板材，本實施例中，所述碳/碳復(fù)合材料防護(hù)層I采用密度為1.5g/cm3，厚度為3mm，其抗彎強(qiáng)度為I 1MPa，彎曲模量為25GPa，抗壓強(qiáng)度為160MPa，室溫強(qiáng)度保持到2500°e，對熱應(yīng)力不敏感。
[0025]所述保溫層為碳纖維硬氈層2，所述碳纖維硬氈層2采用密度為0.18g/cm3，厚度為7mm，在硅料熔化附近溫度的1500°C的導(dǎo)熱系數(shù)為0.40W/(m.K)。
[0026]用于多晶鑄錠爐熱場的角部加強(qiáng)殼與所述多晶鑄