專利名稱：多晶硅鑄錠爐隔熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及多晶硅鑄錠爐技術(shù)領(lǐng)域，尤其是多晶硅鑄錠爐熱場保溫技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
多晶硅鑄錠爐隔熱籠包括頂板、底板和四周的側(cè)板，且隔熱籠側(cè)板分為上下兩部分和內(nèi)外兩層。隔熱籠上部分內(nèi)側(cè)隔熱板離側(cè)面加熱器較近且隔熱板為石墨碳?xì)植牧?，長時(shí)間高溫烘烤后隔熱板會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重粉化；當(dāng)隔熱籠側(cè)板上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，側(cè)板與頂板摩擦使粉化的石墨粉滑落。長此下去側(cè)面內(nèi)側(cè)隔熱板就會(huì)變薄，進(jìn)而影響隔熱籠的整體保溫效果，導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)加熱功率增加和熱場的溫度梯度出現(xiàn)不均勻，從而導(dǎo)致硅錠長晶時(shí)出現(xiàn)陰影。滑落的石墨粉進(jìn)入熔化的硅液中，使硅錠的碳化物嚴(yán)重超標(biāo)。為了保證爐子的正常使用和硅錠的質(zhì)量指標(biāo)，隔熱籠上部分內(nèi)側(cè)保溫板使用1年左右就需要更換。這樣，無疑增加了成本，且在一定程度上影響生產(chǎn)進(jìn)度。因此解決好此問題很有必要。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種多晶硅鑄錠爐隔熱裝置，它克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，可大大減少隔熱板粉化，延長設(shè)備的使用壽命，降低生產(chǎn)成本，提高硅錠的質(zhì)量指標(biāo)。本實(shí)用新型的目的是通過以下方案實(shí)現(xiàn)的多晶硅鑄錠爐隔熱裝置，在坩堝和加熱器的外部設(shè)置有隔熱籠，隔熱籠由鋼架及為鋼架所固定的隔熱板所構(gòu)成，隔熱籠為矩形體，共有六個(gè)面，其中，四周的隔熱籠內(nèi)側(cè)板分為上下兩部分，即上隔熱籠內(nèi)側(cè)板和下隔熱籠內(nèi)側(cè)板；隔熱籠內(nèi)側(cè)板外設(shè)置有隔熱籠外側(cè)板，隔熱籠外側(cè)板分為上下兩部分，即上隔熱籠外側(cè)板和下隔熱籠外側(cè)板；其特征在于 在上隔熱籠內(nèi)側(cè)板的內(nèi)側(cè)設(shè)置有1 一 4塊防護(hù)板，所述的防護(hù)板指C/C復(fù)合板，C/C復(fù)合板通過固定螺絲與上隔熱籠內(nèi)側(cè)板和上隔熱籠外側(cè)板固定起來。本實(shí)用新型還可通過以下方案進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)在下隔熱籠內(nèi)側(cè)板的內(nèi)側(cè)設(shè)置有1 一 4塊C/C復(fù)合板，C/C復(fù)合板通過固定螺絲與下隔熱籠內(nèi)側(cè)板和下隔熱籠外側(cè)板固定起來。其中，下部的C/C復(fù)合板與上部的C/C復(fù)合板相對接。所述的C/C復(fù)合板為一種炭材料復(fù)合板；具體可以是炭纖維復(fù)合板。所述的固定螺絲指石墨螺桿和石墨螺母，即均為石墨材料制作。所述的C/C復(fù)合板長為100 - 130 cm,寬為50 — 60cm，厚為0. 3 — Icm ；進(jìn)一步是長為110 - 120 cm，寬為52 — 58cm，厚為0. 4 — 0. 6cm ；優(yōu)選為長為118cm，寬為57cm， 厚為0. 5cm。如果采用為4塊，則4塊C/C復(fù)合板可選擇同樣大小。所述的C/C復(fù)合板要求碳元素含量》99%。所述的C/C 復(fù)合板要求Al、Ca、Cr、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Na、Ni 總雜質(zhì)含量彡 Ippm0[0015]所述的C/C復(fù)合板要求耐1500°C以上高溫，即長期工作在1500 °C以上(含 1500°C)不變形；具體為可長期承受1500 - 2200°C溫度不變形。所述的C/C復(fù)合板要求平行纖維方向、垂直纖維方向拉伸強(qiáng)度均> 5MPa、拉伸模量彡30GPa、導(dǎo)熱率彡2W/mK、熱膨脹系數(shù)彡0. 2X10_6/K。優(yōu)選為平行纖維方向、垂直纖維方向拉伸強(qiáng)度均大于或等于lOMPa、拉伸模量大于或等于45GPa、導(dǎo)熱率大于或等于3W/mK、熱膨脹系)大于或等于0. 5X 10_6/K。所述的C/C復(fù)合板平行纖維方向、垂直纖維方向拉伸強(qiáng)度不相同；即平行纖維方向的拉伸強(qiáng)度大于垂直纖維方向的拉伸強(qiáng)度；可選擇平行纖維方向的拉伸強(qiáng)度為垂直纖維方向拉伸強(qiáng)度10 - 100倍。具體如平行纖維方向的拉伸強(qiáng)度選擇50 - IOOOMPa ；垂直纖維方向的拉伸強(qiáng)度選擇5 - 15 MPa0本實(shí)用新型的有益效果是在原有的隔熱籠隔熱板內(nèi)側(cè)增加一層炭/炭復(fù)合材料復(fù)合板，減少原隔熱板長時(shí)間高溫烘烤導(dǎo)致的掉粉現(xiàn)象，提升隔熱籠內(nèi)部的保溫性能，可有效提高硅錠質(zhì)量，減少硅錠碳含量和陰影；經(jīng)對隔熱板內(nèi)側(cè)保溫板使用狀態(tài)測算，可使隔熱板內(nèi)側(cè)保溫板的使用壽命延長至2年左右。從而總體實(shí)現(xiàn)了延長設(shè)備的使用壽命，提高產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)能降耗、降低生產(chǎn)成本。

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中1為爐腔，2為C/C復(fù)合板，3為固定螺絲，4為加熱器，5為坩鍋，6為支撐柱， 7為隔熱籠底板，8為石墨冷卻塊，9為隔熱籠內(nèi)側(cè)板，10為隔熱籠外側(cè)板，11為加熱器固定桿，12為觀察管，13為隔熱籠頂板，14為隔熱提升絲桿。
具體實(shí)施方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型方案，并使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。實(shí)施例如圖1所示，爐腔1為一腔體，內(nèi)設(shè)置有坩堝5，坩堝5置于石墨冷卻塊8上，石墨冷卻塊8為支撐柱4所支撐，支撐柱4穿過下部隔熱籠底板7，底端固定于爐腔1內(nèi)壁上； 在坩鍋5的上方設(shè)置有加熱器4，加熱器4固定于加熱器固定桿11下端，爐腔1的中央自上而下設(shè)置有觀察管12 ；隔熱籠設(shè)置于坩堝5和加熱器4的外部，隔熱籠的結(jié)構(gòu)是隔熱籠由鋼架及為鋼架所固定的隔熱板所構(gòu)成，隔熱籠為矩形體，共有六個(gè)面，其中，隔熱籠固定部分包括上面為隔熱籠頂板13，下面為隔熱籠底板7 ；隔熱籠活動(dòng)部分包括四周為隔熱籠內(nèi)側(cè)板9，隔熱籠內(nèi)側(cè)板9為雙層石墨碳?xì)职?，隔熱籠內(nèi)側(cè)板9分為上下兩部分，即上隔熱籠內(nèi)側(cè)板9和下隔熱籠內(nèi)側(cè)板9 ；隔熱籠內(nèi)側(cè)板9外設(shè)置有隔熱籠外側(cè)板10，隔熱籠外側(cè)板 10分為上下兩部分，即上隔熱籠外側(cè)板10和下隔熱籠外側(cè)板10。在上隔熱籠內(nèi)側(cè)板9的內(nèi)側(cè)設(shè)置有C/C (炭/炭)復(fù)合板2，并通過固定螺絲3將 C/C復(fù)合板2與隔熱籠內(nèi)側(cè)板9和隔熱籠外側(cè)板10固定起來。本實(shí)用新型設(shè)置4塊，即上面四塊，也可根據(jù)需要僅設(shè)置上面8塊，即上面四塊，下面四塊；分開設(shè)置便于拆裝及運(yùn)輸。[0026]C/C復(fù)合板材料構(gòu)成為一種炭材料復(fù)合板，制作時(shí)，可采用現(xiàn)有的炭纖維板制作技術(shù)制作；固定螺絲3 (螺桿和螺母)為石墨材料制作。C/C復(fù)合板2為耐高溫材料，C/C復(fù)合板2要求耐高溫，長時(shí)間工作在1500°C以上(一般要求1500-2200°C )。碳元素含量大于或等于99%、平行纖維方向、垂直纖維方向拉伸強(qiáng)度均大于或等于IOMPa (平行纖維方向拉伸強(qiáng)度大于垂直纖維方向拉伸強(qiáng)度)、拉伸模量大于或等于45GPa、導(dǎo)熱率大于或等于3W/mK、 熱膨脹系大于或等于0.5Χ10_6/Κ。C/C復(fù)合板2材料的雜質(zhì)測量值A(chǔ)l、Ca、Cr、 Cu、Fe、K、Mg、Mn、Na、Ni總雜質(zhì)含量小于或等于lppm。C/C復(fù)合板2的參數(shù)也可以進(jìn)行以下選擇平行纖維方向、垂直纖維方向拉伸強(qiáng)度均大于或等于15MPa (其中，水平方向纖維拉伸強(qiáng)度大于或等于500MPa、垂直纖維方向拉伸強(qiáng)度均大于或等于15MPa)、拉伸模量大于或等于50GPa、導(dǎo)熱率大于或等于4W/mK、熱膨脹 ^ (4500C )大于或等于 0.8X10—7K。C/C復(fù)合板2的存在，可以保護(hù)隔熱籠側(cè)板7免受高溫烘烤而產(chǎn)生嚴(yán)重掉粉。增加的四塊C/C復(fù)合板2為同樣大小，每塊長100 — 130 cm，寬50 — 60cm，厚0. 3 — 1.0cm。 優(yōu)選的長度為118cm，寬為57cm，厚為0. 5cm。隔熱提升絲桿14下端固定于隔熱籠活動(dòng)部分上部相應(yīng)的鋼架上。當(dāng)需要調(diào)整溫度時(shí)，可提升隔熱籠的活動(dòng)部分，此時(shí)，隔熱籠內(nèi)側(cè)板9、隔熱籠外側(cè)板10及C/C復(fù)合板2 提升至一定高度，隔熱籠活動(dòng)部分的下部與隔熱籠底板7連接縫隙較大，隔熱籠熱量從縫隙散出，形成溫度梯度，即上下溫差，上面高下面低。以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.多晶硅鑄錠爐隔熱裝置，在坩堝和加熱器的外部設(shè)置有隔熱籠，隔熱籠由鋼架及為鋼架所固定的隔熱板所構(gòu)成，隔熱籠為矩形體，共有六個(gè)面，其中，四周的隔熱籠內(nèi)側(cè)板分為上下兩部分，即上隔熱籠內(nèi)側(cè)板和下隔熱籠內(nèi)側(cè)板；隔熱籠內(nèi)側(cè)板外設(shè)置有隔熱籠外側(cè)板，隔熱籠外側(cè)板分為上下兩部分，即上隔熱籠外側(cè)板和下隔熱籠外側(cè)板；其特征在于在上隔熱籠內(nèi)側(cè)板的內(nèi)側(cè)設(shè)置有1 一 4塊防護(hù)板，所述的防護(hù)板指C/C復(fù)合板，C/C復(fù)合板通過固定螺絲與上隔熱籠內(nèi)側(cè)板和上隔熱籠外側(cè)板固定起來。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅鑄錠爐隔熱裝置，其特征在于在下隔熱籠內(nèi)側(cè)板的內(nèi)側(cè)設(shè)置有1 一 4塊C/C復(fù)合板，C/C復(fù)合板通過固定螺絲與下隔熱籠內(nèi)側(cè)板和下隔熱籠外側(cè)板固定起來。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多晶硅鑄錠爐隔熱裝置，其特征在于固定螺絲指石墨螺桿和石墨螺母。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多晶硅鑄錠爐隔熱裝置，其特征在于C/C復(fù)合板厚為 0. 3 — Icm0
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多晶硅鑄錠爐隔熱裝置，其特征在于C/C復(fù)合板要求碳元素含量> 99%。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多晶硅鑄錠爐隔熱裝置，其特征在于C/C復(fù)合板要求:A1、 Ca、Cr、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Na、Ni 總雜質(zhì)含量彡 Ippm0
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多晶硅鑄錠爐隔熱裝置，其特征在于C/C復(fù)合板要求長期承受1500 - 2200°C溫度不變形。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多晶硅鑄錠爐隔熱裝置，其特征在于C/C復(fù)合板要求平行纖維方向、垂直纖維方向拉伸強(qiáng)度均> 5MPa、拉伸模量> 30GPa、導(dǎo)熱率> 2W/mK、熱膨脹系數(shù)彡 0. 2X10-6/K。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多晶硅鑄錠爐隔熱裝置，其特征在于C/C復(fù)合板要求C/C 復(fù)合板平行纖維方向的拉伸強(qiáng)度為垂直纖維方向拉伸強(qiáng)度10 - 100倍。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種多晶硅鑄錠爐隔熱裝置，涉及多晶硅鑄錠爐熱場保溫技術(shù)領(lǐng)域，在坩堝和加熱器的外部設(shè)置有隔熱籠，隔熱籠由鋼架及為鋼架所固定的隔熱板所構(gòu)成，四周的隔熱籠內(nèi)側(cè)板外設(shè)置有隔熱籠外側(cè)板，隔熱籠內(nèi)、外側(cè)板均分為上下兩部分，在上隔熱籠內(nèi)側(cè)板的內(nèi)側(cè)設(shè)置有1－4塊C/C復(fù)合板，C/C復(fù)合板通過固定螺絲與上隔熱籠內(nèi)側(cè)板和上隔熱籠外側(cè)板固定起來。所述的C/C復(fù)合板為炭材料復(fù)合板。本實(shí)用新型的有益效果是減少原隔熱板長時(shí)間高溫烘烤導(dǎo)致的掉粉現(xiàn)象，提升隔熱籠內(nèi)部的保溫性能，有效提高硅錠質(zhì)量，減少硅錠碳含量和陰影；可使隔熱板內(nèi)側(cè)保溫板的使用壽命延長至2年左右。節(jié)能降耗、降低生產(chǎn)成本。
文檔編號C30B29/06GK202064035SQ201120126240
公開日2011年12月7日 申請日期2011年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月26日
發(fā)明者劉瑞柱, 印亞峰, 熊濤濤, 王俊濤 申請人:安陽市鳳凰光伏科技有限公司