一种硅液溢流后的保护装置以及多晶铸锭炉
技术领域
本实用新型涉及多晶铸锭技术领域，特别是涉及一种硅液溢流后的保护装置以及多晶铸锭炉。
背景技术
随着太阳能电池以及电子器件大规模应用，对于单晶硅片以及多晶硅片的需求量正在快速增加，如何获得高质量、低成本的硅片是提高相关企业竞争力的一种有效途径。
而在硅片制造企业中，不仅需要在工艺流程上需要采用更好的工艺获得优质的硅锭，在硅锭的铸锭过程中，安全可靠的铸锭工艺也是减少事故发生，降低损失，降低生产成本的方法。
现有的多晶硅铸锭炉，在硅液溢流保护上，主要采用金属熔断丝报警保护技术。具体操作方法是沿下炉腔铺设的溢流棉上四周围绕固定金属熔断丝，当硅液溢流时，硅液滴附在熔断丝上面，使金属丝熔断产生报警，从而提醒用户采取措施。
但是在实际应用中，此项保护技术存在众多不可靠因素：
首先，铺设在炉腔底部的金属熔断丝位置存在偏差或在长期使用中被挪移原来位置不被纠正，当硅液溢流时，不能保证硅液准确及时滴在熔断丝上面；
其次，当坩埚破裂发生大面积溢流时，由于仅仅铺设三层溢流棉，未对TC2位置、石墨立柱位置进行特殊处理，若出现硅液溢流，则有大量硅液聚集在炉腔最低位置即TC2处，此时硅液侵蚀TC2保护铝管硅液侵蚀TC2氧化铝管，并渗透至炉体或炉外，极有可能对炉体金属部件造成损坏，甚至会引起重大设备事故、对人身安全造成威胁。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供了一种硅液溢流后的保护装置以及多晶铸锭炉，避免TC2热偶管位置低造成大量硅液的聚集而对TC2热偶管造成侵蚀，以及避免硅液渗漏至炉腔或炉外，减少或避免安全事故的发生。
为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种硅液溢流后的保护装置，包括套接设置在下保温板与铸锭炉炉体的内底部的溢流棉层之间的TC2热偶管外壁的陶瓷保护管以及固定设置在所述陶瓷保护管底部与所述铸锭炉炉体的内底部之间的多层溢流棉环层。
其中，所述溢流棉环层的数量为3～5层。
其中，还包括设置在所述铸锭炉炉体内的石墨立柱与所述铸锭炉炉体内底面的溢流棉层之间的多层所述溢流棉环层。
其中，多层所述溢流棉环层的直径随着高度的增加而减少。
其中，多层所述溢流棉环层的厚度相等。
其中，所述溢流棉层与所述铸锭炉炉体的内底部卡接或螺栓连接。
其中，所述陶瓷保护管的内部直径为45mm～50mm。
其中，所述陶瓷保护管的长度为60mm～70mm。
其中，所述陶瓷保护管的底部穿过最上层的所述溢流棉环层与次上层的所述溢流棉环层的上表面接触。
除此之外，本实用新型实施例还提供了一种多晶铸锭炉，包括如上所述硅液溢流后的保护装置。
本实用新型实施例所提供的硅液溢流后的保护装置以及多晶铸锭炉，与现有技术相比，具有以下优点：
所述硅液溢流后的保护装置以及多晶铸锭炉，通过在TC2热偶管外壁的陶瓷保护管，并在陶瓷保护管与铸锭炉炉体的内底部之间设置多层溢流棉层并固定，一旦出现大量硅液聚集时，首先能减缓硅液快速流向TC2热偶管，将硅液阻挡至溢流丝上触发报警，其次能保护TC2热偶管由于陶瓷保护管的保护不被硅液快速侵蚀，避免硅液通过TC2热偶管渗漏至炉体上或炉腔外，提高铸锭炉安全系数，减少TC2热偶管损坏的可能性，降低生产成本，而且该结构简单，使用成本较低，实用性强。
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硅液溢流后的保护装置的一种具体实施方式的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的硅液溢流后的保护装置的一种具体实施方式的局部结构示意图。
具体实施方式
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。
请参考图1～图2，图1为本实用新型实施例提供的硅液溢流后的保护装置的一种具体实施方式的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的硅液溢流后的保护装置的一种具体实施方式的局部结构示意图。
在一种具体实施方式中，所述硅液溢流后的保护装置，包括套接设置在下保温板30与铸锭炉炉体10的内底部的溢流棉层20之间的TC2热偶管40外壁的陶瓷保护管60以及固定设置在所述陶瓷保护管60底部与所述铸锭炉炉体10的内底部之间的多层溢流棉环层60。
通过在TC2热偶管40外壁的陶瓷保护管60，并在陶瓷保护管60与铸锭炉炉体10的内底部之间设置多层溢流棉层20并固定，一旦出现大量硅液聚集时，首先能减缓硅液快速流向TC2热偶管40，将硅液阻挡至溢流丝上触发报警，其次能保护TC2热偶管40由于陶瓷保护管60的保护不被硅液快速侵蚀，避免硅液通过TC2热偶管40渗漏至炉体10上或炉腔外，提高铸锭炉安全系数，减少TC2热偶管40损坏的可能性，降低生产成本，而且该结构简单，使用成本较低，实用性强。
本实用新型中的硅液溢流后的保护装置，在现有的设置在铸锭炉炉体10底部的溢流棉层20之上与TC2热偶管40的接触点之间设置多层溢流棉环层60，并进行固定，在溢流棉环层60与下保温板30之间的TC2热偶管40外壁套接陶瓷保护管60，使得在发生硅液溢流之后，大量硅液聚集时，溢流棉环层60能够减缓硅液流向TC2热偶管40，而陶瓷保护管60能够阻挡硅液保护TC2热偶管40不被硅液快速侵蚀，减少或避免TC2热偶管40发生损坏的情况发生，避免硅液通过TC2热偶管40渗漏至炉体10上或炉腔外，提高铸锭炉的安全系统，减少或避免安全事故的发生。
本实用新型对于溢流棉环的厚度、数量、尺寸不做具体限定，一般所述溢流棉环层60的数量为3～5层。
如果溢流棉环层60的厚度较大，可以适当减少使用层数，反之，可以增加使用层数。
本实用新型中为了进一步提高铸锭炉的安全使用效率，减少硅液对于石墨立柱50的侵蚀，在本实用新型的一个实施例中，所述硅液溢流后的保护装置还包括设置在所述铸锭炉炉体10内的石墨立柱50与所述铸锭炉炉体10内底面的溢流棉层20之间的多层所述溢流棉环层60。
需要指出的是，由于石墨立柱50的底部所在的高度比TC2热偶管40的底部所在的高度要高一些，因此可以适当减少应用在石墨立柱50的溢流棉环层60的数量，当然二者的尺寸可以相同，也可以不同，一般为了降低成本，采用相同材质、尺寸的溢流棉环层60即可，本实用新型对此不作具体限定。
本实用新型中由于采用多层溢流棉环堆叠，为了尽可能发挥溢流棉的效能，增加接触面积，一般多层所述溢流棉环层60的直径随着高度的增加而减少，这样随着硅液的聚集增多，硅液优先向低层的溢流棉环层60的上表面聚集，而不是直接上升到最上层，从而减缓硅液流向TC2热偶的速度，增加工作人员的维护时间，降低损失。
优选的，多层所述溢流棉环层60的厚度相等。
本实用新型中对于溢流棉环层60与铸锭炉炉体10的连接关系不不做限定，可以是从上方施压，也可以是所述溢流棉层20与所述铸锭炉炉体10的内底部卡接或螺栓连接，而且可以是每层独立与铸锭炉炉体10的内底部连接，也可以是多层一起连接。
本实用新型中陶瓷保护管60的作用在于保护TC2热偶管40，避免硅液直接流向TC2热偶管40造成侵蚀，本实用新型对于TC2热偶管40的尺寸、形状以及材质、连接方式不做具体限定，一般根据TC2热偶管40的尺寸做相应的设计，所述陶瓷保护管60的内部直径为45mm～50mm，所述陶瓷保护管60的长度为60mm～70mm。
在一个实施例中，陶瓷保护管60的内圆柱尺寸为直径45mm，长度60mm。本实用新型中的陶瓷保护管60需要采用耐高温且不能与硅液发生反应的材质制成。
为了进一步实现非TC2热偶管40的保护，在本实用新型的一个实施例中，所述陶瓷保护管60的底部穿过最上层的所述溢流棉环层60与次上层的所述溢流棉环层60的上表面接触。
通过将陶瓷保护管60的底部埋藏在两层溢流棉环层60之间，能够有效的减少或避免硅液进入陶瓷保护管60对TC2热偶管40造成侵蚀的情况，进一步提高保护效能。
除此之外，本实用新型实施例还提供了一种多晶铸锭炉，包括如上所述硅液溢流后的保护装置。
由于所述多晶铸锭炉包括如上所述硅液溢流后的保护装置，因此具有相同的有益效果，本实用新型对此不作具体限定。在本实用新型中对于多晶铸锭炉的型号不做具体限定。
综上所述，本实用新型实施例提供的硅液溢流后的保护装置以及多晶铸锭炉，通过在TC2热偶管外壁的陶瓷保护管，并在陶瓷保护管与铸锭炉炉体的内底部之间设置多层溢流棉层并固定，一旦出现大量硅液聚集时，首先能减缓硅液快速流向TC2热偶管，将硅液阻挡至溢流丝上触发报警，其次能保护TC2热偶管由于陶瓷保护管的保护不被硅液快速侵蚀，避免硅液通过TC2热偶管渗漏至炉体上火炉腔外，提高铸锭炉安全系数，减少TC2热偶管损坏的可能性，降低生产成本，而且该结构简单，使用成本较低，实用性强。
以上对本实用新型所提供的硅液溢流后的保护装置以及多晶铸锭炉进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
