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一种多晶硅还原炉及隔热组件

2021-02-24 23:19:37

一种多晶硅还原炉及隔热组件

  技术领域

  本实用新型涉及化工技术领域,特别涉及一种多晶硅还原炉及隔热组件。

  背景技术

  多晶硅还原炉用于多晶硅生产。

  现有技术中,多晶硅还原炉包括炉体、电极和硅棒。其中,炉体的炉底设置电极,电极与硅棒通电连接,硅棒垂直于炉底设置。

  电极上套设有绝缘套,以保证电极与炉体之间的爬电距离,避免电极与炉体通电造成打火。打火会造成多晶硅还原炉无法运行,同时打火产生的电火花会造成区域内的氯硅烷分解,加重炉体内雾化,造成产品质量下降。

  多晶硅还原炉工作时,炉体内温度较高,会造成绝缘套融化。为了避免绝缘套融化,现有技术中在炉体内设置有隔热组件,用于将绝缘套与炉体的高温进行隔离。

  现有技术中的隔热组件选用氧化铝陶瓷制作,但是氧化铝陶瓷容易碎,只能使用1-2炉。

  因此,如何延长隔热组件的使用寿命,成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

  实用新型内容

  有鉴于此,本实用新型提供了一种隔热组件,以延长隔热组件的使用寿命。本实用新型还提供了一种多晶硅还原炉。

  为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:

  一种隔热组件,适用于多晶硅还原炉,包括:

  隔热套,能够套设在所述多晶硅还原炉的导体上,所述隔热套的下端能够与所述多晶硅还原炉的炉底相抵,所述隔热套为氮化硅隔热套;

  隔热盖,开设有安装孔,所述隔热盖能够通过所述安装孔套设在所述导体上,且与所述隔热套的上端相抵,所述隔热盖为氮化硅隔热盖。

  优选的,在上述隔热组件中,所述隔热套为圆柱形隔热套,所述隔热盖为圆形隔热盖。

  优选的,在上述隔热组件中,所述隔热套与所述隔热盖同轴布置。

  优选的,在上述隔热组件中,所述隔热盖的下端面设置有与所述隔热套的上端配合的限位凹槽。

  优选的,在上述隔热组件中,所述隔热盖的下端面设置有与所述隔热套的上端配合的导向环,所述导向环的外壁与所述隔热套的内壁配合。

  优选的,在上述隔热组件中,所述隔热盖的厚度为6-8mm。

  一种多晶硅还原炉,包括:

  炉体;

  硅棒,位于所述炉体内;

  导体,安装在所述炉体的炉底,所述导体与所述硅棒连接,所述导体上套设有绝缘套;

  隔热组件,位于所述炉体内,所述隔热组件为上述任意一个方案中记载的所述隔热组件。

  优选的,在上述多晶硅还原炉中,所述绝缘套为聚四氟乙烯绝缘套。

  优选的,在上述多晶硅还原炉中,所述绝缘套的上端位于所述隔热组件的隔热套与所述导体之间。

  从上述技术方案可以看出,本实用新型提供的隔热组件,包括隔热套和隔热盖。本方案中隔热组件的隔热套和隔热盖均选用氮化硅制作。氮化硅具有良好的隔热性和韧性,相对于氧化铝陶瓷不容易碎,在高温环境中能够反复多次使用,使用寿命长达30炉次以上,有效延长了隔热组件的使用寿命。

  本方案还公开了一种多晶硅还原炉,包括炉体、硅棒、导体和隔热组件。隔热组件为上述方案中记载的隔热组件。由于隔热组件具有上述技术效果,具有该隔热组件的多晶硅还原炉也具有同样的技术效果,在此不再赘述。

  附图说明

  为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

  图1为本实用新型实施例提供的隔热组件应用于多晶硅还原炉的结构示意图。

  其中,

  1、隔热套,2、隔热盖,3、炉底,4、绝缘套,5、导体。

  具体实施方式

  本实用新型公开了一种隔热组件,以延长隔热组件的使用寿命。本实用新型还公开了一种多晶硅还原炉。

  下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

  本实用新型公开了一种隔热组件,适用于多晶硅还原炉。

  隔热组件用于实现多晶硅还原炉的绝缘套4与炉体空间的分隔,降低炉体内热辐射和热对流对绝缘套4的影响。

  具体的,隔热组件包括隔热套1和隔热盖2。

  隔热套1能够套设在多晶硅还原炉的导体5上,且隔热套1的下端能够与多晶硅还原炉的炉底3相抵。如图1所示,隔热套1与导体5之间存在一定的间隙。

  隔热盖2上开设有安装孔,隔热盖2能够通过安装孔套设在导体5上,且隔热盖2套设在导体5上之后,隔热盖2与隔热套1的上端相抵。

  隔热套1和隔热盖2为两个零件,安装时,先将隔热套1套设在导体5 上,然后将隔热盖2盖在隔热套1的上端,隔热套1与隔热盖2配合形成一个封闭空间,导体5则位于该封闭空间内。

  本方案中隔热组件的隔热套1和隔热盖2均选用氮化硅制作。氮化硅具有良好的隔热性和韧性,相对于氧化铝陶瓷不容易碎,在高温环境中能够反复多次使用,使用寿命长达30炉次以上,有效延长了隔热组件的使用寿命。

  隔热组件能够将电极包覆,将电极隔离在一个相对封闭的空间内,第一能够避免生产的硅粉沉积在电极上,同时第二隔热组件能够隔离多晶硅还原炉内的热辐射和热对流,有利于降低电极的温度,避免在电极附近发生化学反应,减少硅粉在电极上的堆积。

  隔热组件能够有效避免硅粉在电极上沉积,避免因为电流接地和拉弧,影响产品内在质量或者造成生产中被迫停炉,甚至因为拉弧击穿底盘造成生产事故。

  在本方案的一个具体实施例中,隔热套1为圆柱形隔热套,圆柱形隔热套的直径大于导体5的直径,且大于导体5与绝缘套4组合后的直径。

  隔热套1不限于圆柱形隔热套,还可以为其他形状的隔热套1,例如立方体形、棱柱形、棱台形或者其他形状,在此不做具体限定。

  在本方案的一个具体实施例中,隔热盖2为圆形隔热盖,圆形隔热盖的尺寸大于隔热套1的尺寸,保证隔热盖2能够与隔热套1的上端相抵。

  隔热盖2不限于圆形隔热盖,还可以为其他形状的隔热盖2,例如,矩形、多边形、三角形、椭圆形或者其他形状,在此不做具体限定。

  当隔热套1为圆柱形隔热套,且隔热盖2为圆心隔热盖2时,隔热套1 与隔热盖2同轴布置。

  为了提高隔热盖2与隔热套1配合的稳定性,在本方案的一个具体实施例中,隔热盖2的下端面设置有限位凹槽。

  具体的,隔热盖2与隔热套1的上端相抵后,隔热套1的上端能够嵌入限位凹槽内,避免在反应过程中,隔热盖2自隔热套1上掉落。

  在本方案的另一个具体实施例中,隔热盖2的下端面设置有导向环,导向环的形状与隔热套1的形状相同。

  具体的,隔热盖2与隔热套1配合时,导向环能够对隔热盖2与隔热套1 的配合起到导向作用。隔热盖2与隔热套1配合后,导向环的外壁与隔热套1 的内壁配合。

  优选的,导向环与隔热盖2一体成型。

  氮化硅具有良好的绝缘性、防腐性和韧性。在制作隔热组件时,本方案可以将盖板制作的更加轻薄。虽然盖板的厚度变薄,但是强度仍然能够达到需要的强度。

  由于氮化硅具有良好的韧性,本方案将隔热盖2的厚度设计为6-8mm,相对于现有技术中隔热盖2厚度为10mm的情况,减小了隔热盖2的厚度,从而减少了制作隔热组件的材料的使用量。

  在本方案的一个具体是私立中,隔热盖2的厚度为7mm。

  氮化硅隔热组件使用后,由于氮化硅良好的绝缘性、防腐蚀性和隔热性以及良好的韧性,隔热组件可以在结构上做的更加轻薄,使用寿命更长达到30炉次以上,而老式的氧化铝陶瓷隔热组件只能使用1-2炉,而且经过试验运用氮化硅隔热组件的多晶硅还原炉在停炉过程中氮化硅隔热组件没有损坏,且容易清洗,可反复利用,因此对于隔热组件的材质选择,适合于多晶硅还原炉的材质为氮化硅,虽单次采购价格高,但综合其使用次数来看,会降低还原辅材消耗;

  氧化铝陶瓷隔热组件很容易在反应中碎裂,从而导致氧化铝陶瓷隔热组件失效,电极长硅,产生拉弧,造成各种不利影响,但是使用氮化硅隔热组件后,由于氮化硅的优良特性及合理的结构设计,氮化硅隔热组件不会在反应中碎裂,可以大大降低甚至避免硅粉在电极上的沉积,完全解决了电极长硅造成拉弧的问题,保证了产品的质量、安全及生产的稳定性。

  本方案还公开了一种多晶硅还原炉,包括炉体、硅棒、导体5和隔热组件。

  其中,硅棒设置在炉体内,硅棒与炉体的炉底3垂直;

  导体5安装在炉体的炉底3,导体5的下端与电源连接,导体5的上端与硅棒连接,导体5上套设有绝缘套4;

  隔热组件也位于炉体内,隔热组件为上述任意一个方案中记载的隔热组件。由于隔热组件具有上述技术效果,具有该隔热组件的多晶硅还原炉也具有同样的技术效果,在此不再赘述。

  使用时,首先将隔热套1套设在导体5上,隔热套1的下端直接与炉底3 相抵,然后将隔热盖2盖在隔热套1上,隔热盖2直接与隔热套1的上端相抵。

  在本方案的一个具体实施例中,绝缘套4为聚四氟乙烯绝缘套。聚四氟乙烯具有稳定的化学性能、良好的耐腐蚀性和耐高温性,其使用工作温度可达250℃。

  如图1所示,绝缘套4的上端位于隔热组件的隔热套1与导体5之间,能够保证导体5与炉体之间的爬电距离。

  对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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