專利名稱：均溫型多晶硅還原爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能硅棒生產(chǎn)設(shè)備，尤其是一種多晶硅還原爐，具體地說(shuō)是一種直徑在3米以上的弧形均溫型多晶硅還原爐。
背景技術(shù)：
目前，在世界原油價(jià)格居高不下的嚴(yán)峻情況下，節(jié)約能源、提高能量利用效率引起世界各國(guó)高度重視。此外，由于人類所需能源目前主要依賴石油、煤炭等，熱電和工業(yè)生產(chǎn)排放大量CO2,全球氣候變暖明顯。能源危機(jī)與生態(tài)環(huán)境惡化成為人類文明發(fā)展的瓶頸。 我國(guó)快速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)和人民生活水平不斷提高，能源需求大幅度增加，碳排放量與日劇增。 太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能、核能等新能源日益受到各國(guó)關(guān)注，發(fā)展迅速。多晶硅是利用太陽(yáng)能發(fā)電的光伏電池的重要材料，市場(chǎng)需求量巨大。特別是中國(guó)最近五年多晶硅行業(yè)發(fā)展迅猛，太陽(yáng)能級(jí)多晶硅產(chǎn)量在亞洲第一。但是單位能耗平均水平與國(guó)外先進(jìn)水平仍有較大差距。降低能耗和成本是多晶硅生產(chǎn)商對(duì)關(guān)鍵設(shè)備多晶硅還原爐的迫切要求。太陽(yáng)能級(jí)硅(SOG)和電子級(jí)硅(EOG)純度要求非常高，要應(yīng)用化學(xué)方法把冶金級(jí)硅(工業(yè)硅)轉(zhuǎn)換成硅烷(主要是三氯硅烷(SiHC13)和單硅烷(SiH4))，通過(guò)精餾對(duì)硅烷提純，然后再把高純度的硅烷氣體通過(guò)化學(xué)氣相沉積(CVD)的方法轉(zhuǎn)化為超純多晶硅。目前世界上生產(chǎn)制造多晶硅的SiHC13的氫還原反應(yīng)器大多是鐘罩型西門子反應(yīng)器，也被稱作西門子還原爐。1955年，西門子公司成功開(kāi)發(fā)了在鐘罩型反應(yīng)器內(nèi)利用氫氣還原三氯硅烷 (SiHC13)在細(xì)硅芯發(fā)熱體上氣相沉積硅的工藝技術(shù)，并于1957年開(kāi)始了工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)， 這就是通常所說(shuō)的西門子法。在西門子法工藝的基礎(chǔ)上，通過(guò)增加還原尾氣干法回收系統(tǒng)、 SiC14氫化工藝，把SiHC13還原反應(yīng)副產(chǎn)物SiC14轉(zhuǎn)換成SiHC13循環(huán)使用，實(shí)現(xiàn)了閉路循環(huán)，于是形成了改良西門子法——閉環(huán)式SiHC13氫還原法。改良西門子法包括五個(gè)主要環(huán)節(jié)SiHC13合成、SiHC13精餾提純、SiHC13的氫還原、尾氣的回收和SiC14的氫化分離。該方法通過(guò)采用大型還原爐，降低了單位產(chǎn)品的能耗。通過(guò)采用SiC14氫化和尾氣干法回收工藝，明顯降低了原輔材料的消耗。多晶硅還原爐是多晶硅生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，還原爐的設(shè)計(jì)和操作直接影響著能耗和成本。多晶硅還原爐主要有石英鐘罩型和金屬鐘罩型兩種。石英鐘罩型反應(yīng)器的內(nèi)壁是石英鐘罩，在還原反應(yīng)之前用紅外燈透過(guò)石英罩加熱細(xì)硅棒到硅棒導(dǎo)電加熱啟動(dòng)溫度。由于石英耐壓能力差，一般在常壓下進(jìn)行反應(yīng)。金屬鐘罩型允許加壓操作，增加沉積速率。目前國(guó)內(nèi)基本以金屬鐘罩型氣相沉積反應(yīng)器為主。當(dāng)導(dǎo)電硅芯預(yù)熱到約1100°C溫度后，高純度的三氯氫硅與氫氣按一定比例混合后，在一定的溫度和壓力下通入多晶硅還原爐內(nèi)，在直徑5 10mm、長(zhǎng)約2 3米的導(dǎo)電硅芯上開(kāi)始還原反應(yīng)沉積生成多晶硅。原料氣在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間一般為5-20s，三氯氫硅在575°C時(shí)開(kāi)始分解，還原反應(yīng)溫度控制在1100°C左右，100小時(shí)左右生成直徑120 180mm的棒狀多晶硅，同時(shí)生成四氯化硅、氯化氫等副產(chǎn)物。反應(yīng)停止后，惰性氣體吹掃，冷
3卻后打開(kāi)鐘罩，卸下硅棒。還原爐的輔助設(shè)施包括冷卻系統(tǒng)和硅棒拆卸系統(tǒng)。在1100°C時(shí)，硅棒表面主要反應(yīng)為
SiHC13 個(gè) + H2 個(gè)=Si + 3HC1 個(gè)(1)
由于還原爐內(nèi)溫度不均勻，同時(shí)還存在其他反應(yīng)，四氯化硅是主要副產(chǎn)物 SiHC13 丨 + HCl 丨=SiC14 + H2 丨(2)
同時(shí)可發(fā)生三氯氫硅的熱分解和四氯化硅的二次還原反應(yīng)。三氯氫硅還原反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)主要發(fā)生在高溫的硅棒表面，所以要維持硅棒表面1100°C，超過(guò)1200°C時(shí)鹽酸就會(huì)腐蝕硅，使產(chǎn)量減少。硅的熔點(diǎn)是1410°C，這是硅棒內(nèi)部的極限溫度，否則硅棒會(huì)傾倒。還原爐的金屬壁面需適當(dāng)冷卻，溫度要保持在500°C以內(nèi)，防止硅在金屬壁面發(fā)生沉積。在金屬壁面發(fā)生沉積會(huì)減少產(chǎn)量，也會(huì)增加輻射熱吸收造成高能耗，而且硅會(huì)與金屬發(fā)生反應(yīng)，從金屬表面掉下的碎屑會(huì)污染硅棒。由多晶硅在還原爐生長(zhǎng)過(guò)程可知，能耗主要發(fā)生在高溫硅棒對(duì)低溫爐壁面和底盤的輻射損失。提高單爐的生產(chǎn)規(guī)模和減少輻射損失可以明顯降低單位能耗。對(duì)對(duì)棒還原爐比12對(duì)棒還原爐能耗可降低20%。最近美國(guó)的GT Solar, Inc.在還原爐中使用鍍涂層技術(shù)來(lái)提高壁面反射能力，減少硅棒輻射熱損失，使?fàn)t內(nèi)溫度更均勻。若鍍層內(nèi)壁發(fā)射率 0. 01 0. 03，硅棒溫度1100°C，比傳統(tǒng)的無(wú)涂層的不銹鋼內(nèi)壁節(jié)能20-30%，每公斤多晶硅電耗低于50度。目前國(guó)內(nèi)最先進(jìn)單位能耗水平為60度電，平均單位能耗水平為90度電， 節(jié)能潛力很大。所以開(kāi)發(fā)大型節(jié)能還原爐是多晶硅生產(chǎn)的趨勢(shì)。但是還原爐大型化后，還原爐體直徑(大于3米)也大大增大，帶來(lái)爐子管板厚度(大于50毫米)大大增厚，圖4的焊接形式造成焊接變形增大，管板及密封面翹曲，最終導(dǎo)致?tīng)t筒在升降溫過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)泄漏問(wèn)題無(wú)法解決。本發(fā)明將毛細(xì)管原理用于厚管板與電極座的連接及冷卻，減少了焊接工作量，同時(shí)解決了厚管板的熱變形問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)目前的多晶硅還原爐存在的單爐產(chǎn)量小、能耗高的問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種弧形均溫型多晶硅還原爐，將多孔毛細(xì)管原理用于厚管板與電極座的連接及冷卻， 避免了高溫電極被燒壞，減少了焊接工作量，同時(shí)解決了厚管板的熱變形問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種均溫型多晶硅還原爐，它包括支座1、水夾套管板10和爐體33，水夾套管板10安裝在支座1上，爐體33通過(guò)法蘭安裝在水夾套管板10，其特征是所述的爐體33由爐筒內(nèi)壁 18和弧形爐外筒19及球形爐外筒20組成，所述的爐筒內(nèi)壁18面對(duì)爐腔的一面內(nèi)壁進(jìn)行氮化增強(qiáng)磨損反射處理，增加內(nèi)壁硬度和強(qiáng)度。內(nèi)壁上還設(shè)有熱反射涂層；在爐筒內(nèi)壁18與弧形爐外筒19之間、爐筒內(nèi)壁18與球形爐外筒20之間均安裝有螺旋布置的支撐板M，弧形爐外筒19下部設(shè)有對(duì)筒體33進(jìn)行冷卻的冷卻水進(jìn)出口沈，冷卻水在爐筒內(nèi)壁18與弧形爐外筒19及球形爐外筒20之間沿螺旋上升至爐體頂部設(shè)置的汽出口 23排出爐體33外； 所述的水夾套管板10中設(shè)有多圈電極套12，每個(gè)圈電極套12與水夾套管板10的連接設(shè)置絲網(wǎng)或半圓管毛細(xì)管冷卻元件36，絲網(wǎng)或半圓管毛細(xì)管冷卻元件的作用是當(dāng)含有細(xì)微孔隙的物體與液體接觸時(shí)，使該液體因而沿孔隙上升，滲透或下降的現(xiàn)象。當(dāng)液體和固體(管壁)之間的附著力大于液體本身內(nèi)聚力時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生毛細(xì)現(xiàn)象。由于水具有黏性一水分子互相黏著附在其他物體上的特性，通過(guò)絲網(wǎng)或半圓管毛細(xì)管將冷卻水源源不斷送入電極套管壁，產(chǎn)生的水汽從絲網(wǎng)或半圓管毛細(xì)管外空間排出，從而使電極座套管壁不會(huì)發(fā)生過(guò)熱，從水汽排氣管四引出爐外。電極座15穿裝在電極套12中，電極座15的上端伸入爐體中用于插裝硅芯棒17，電極座15的下端穿過(guò)電極套12與電極8相連，電極套12的內(nèi)部安裝有冷卻水夾套，水夾套的進(jìn)水口 6通過(guò)管道與冷卻水源相連，水夾套的出水口 9通過(guò)管道與排水口相連；所述的水夾套管板10的內(nèi)腔通過(guò)進(jìn)水管35送入冷卻水；在所述的水夾套管板10上安裝有多圈原料氣噴嘴32，原料氣噴嘴32與進(jìn)氣分配管3的一端相連通，進(jìn)氣分配管3的另一端與原料進(jìn)氣環(huán)管2相連通；在水夾套管板10的外圈和中心分別連接有與爐體33的內(nèi)腔相通的尾氣出氣管5，尾氣出氣管5與尾氣出氣環(huán)管4相連通；冷卻水出水管 30與冷卻水夾套環(huán)管28相連，冷卻水夾套環(huán)管28通過(guò)冷卻水夾套7與水夾套管板10內(nèi)腔相通以便將其中的冷卻水排出。所述的爐體內(nèi)腔直徑不小于3米，高度大于4米，所述的用于安裝硅棒17的電極座15的數(shù)量不少于96個(gè)。所述的水夾套管板10中設(shè)有多圈電極套12，每個(gè)圈電極套12與水夾套管板10的連接設(shè)置絲網(wǎng)或半圓管毛細(xì)管冷卻元件36，半圓管孔徑為l-5mm，絲網(wǎng)孔徑為l_5mm。所述的水夾套管板10管板與原料氣噴嘴32和尾氣出氣管5連接的爐體內(nèi)腔出口處設(shè)置多孔或網(wǎng)格狀過(guò)濾罩子37。所述的水夾套管板10內(nèi)腔與水汽排氣管四相連通。所述的尾氣出氣管5安裝在水夾套管板10的最外圈和中心。所述的連接爐體33與水夾套管板10的法蘭上設(shè)有水夾套31，水夾套31的進(jìn)、出水口 27。所述的爐體33的上部安裝有上視鏡21，中部安裝有中視鏡16，下部安裝有下視鏡 14。所述的爐體33的中部還安裝有視鏡測(cè)溫口 25。本發(fā)明的有益效果
1、本發(fā)明采用多流道冷卻設(shè)計(jì)，更有效的冷卻系統(tǒng)，及時(shí)帶走輻射熱，維持壁面溫度， 防止硅在金屬表面沉積。2、本發(fā)明將多孔絲網(wǎng)或半圓管(利用毛細(xì)管原理)用于厚管板與電極座的連接及冷卻，通過(guò)絲網(wǎng)或半圓管毛細(xì)管將冷卻水源源不斷送入電極套管壁，產(chǎn)生的水汽從絲網(wǎng)或半圓管毛細(xì)管外空間排出，避免了高溫電極套被燒壞，并且減少了焊接工作量，同時(shí)解決了厚管板的熱變形問(wèn)題。3、本發(fā)明的爐內(nèi)壁進(jìn)行氮化增強(qiáng)磨損反射處理，增加內(nèi)壁硬度和強(qiáng)度，降低黑度系數(shù)，耐沖刷，使用壽命長(zhǎng)。對(duì)還原爐內(nèi)壁進(jìn)行特殊處理，在不銹鋼表面形成高反射率涂層， 減少輻射熱量損失。4、本發(fā)明的進(jìn)氣噴嘴分布和出氣口位置設(shè)置合理。進(jìn)、出氣口為多個(gè)，分多圈布置的特殊結(jié)構(gòu)形式對(duì)氣體在還原爐內(nèi)的速度分布、濃度分布和停留時(shí)間影響較大，有利于提高氣相沉積速率。5、本發(fā)明的水夾套管板管板與原料氣噴嘴和尾氣出氣管連接的爐體內(nèi)腔出口處設(shè)置多孔或網(wǎng)格狀過(guò)濾罩子，防止原料氣噴嘴和尾氣出口堵塞。
6、本發(fā)明的電極合理布置，均勻布置。即每一個(gè)電控制區(qū)的電極數(shù)相等，且可控調(diào)節(jié)。7、本發(fā)明的外筒上設(shè)置水冷雙層玻璃視鏡，且?guī)в胁y膨脹節(jié)，對(duì)外部視鏡，以及底盤的上管板、電極、進(jìn)氣口進(jìn)行冷卻，保證其在可靠的溫度下工作。底盤面積較大，設(shè)置多個(gè)進(jìn)水口和多個(gè)出水口，防止熱應(yīng)力變形。外筒上設(shè)置水冷雙層玻璃視鏡，通過(guò)視鏡可以觀察筒體內(nèi)硅棒的生長(zhǎng)情況，該視鏡由雙層玻璃構(gòu)成，為避免起霧，內(nèi)層玻璃用氫氣沖洗。視鏡起霧看不清爐內(nèi)硅棒生長(zhǎng)情況，影響還原爐操作控制。
8、本發(fā)明采用密封、快開(kāi)連接組件，拆式方便高效，可阻止流體往殼體外泄露。9、本發(fā)明的的冷卻系統(tǒng)能及時(shí)帶走輻射熱，維持壁面溫度，防止硅在金屬表面沉積。底盤面積較大，設(shè)計(jì)合適的冷卻系統(tǒng)防止熱應(yīng)力變形。對(duì)外部視鏡，以及底盤的上管板、 電極、進(jìn)氣口進(jìn)行冷卻，保證其在可靠的溫度下工作。防止進(jìn)氣口溫度過(guò)高，原料氣在噴嘴處發(fā)生反應(yīng)，堵塞噴嘴。外筒上設(shè)置水冷雙層玻璃視鏡，通過(guò)視鏡可以觀察筒體內(nèi)硅棒的生長(zhǎng)情況，該視鏡由雙層玻璃構(gòu)成，為避免起霧，內(nèi)層玻璃用氫氣沖洗。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的硅棒布置結(jié)構(gòu)示意圖之一。圖3是本發(fā)明的硅棒布置結(jié)構(gòu)示意圖之二。圖4是通用的電極套與管板焊透連接結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明的電極套與管板連接設(shè)置絲網(wǎng)冷卻元件結(jié)構(gòu)示意圖之一。圖6是本發(fā)明的電極套與管板連接設(shè)置半圓管冷卻元件結(jié)構(gòu)示意圖之二。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖1-6所示。一種鐘罩型大型多晶硅還原爐，它包括支座1、水夾套管板10和爐體33，水夾套管板10安裝在支座1上，爐體33通過(guò)法蘭安裝在水夾套管板10，連接爐體33與水夾套管板10的法蘭上設(shè)有水夾套31，水夾套31的進(jìn)水口 27與冷卻水源相連，水夾套31的進(jìn)水口 27的另一端相應(yīng)設(shè)有水夾套31的出水口 27與冷卻水排水管相連；所述的爐體33由爐筒內(nèi)壁18和弧形爐外筒19及球形爐外筒20組成，所述的爐筒內(nèi)壁18經(jīng)過(guò)氮化增強(qiáng)磨損反射處理，增加內(nèi)壁硬度和強(qiáng)度。并對(duì)爐內(nèi)壁進(jìn)行特殊處理，表面形成高反射率涂層。如圖 1所示，所述的爐筒內(nèi)壁18面對(duì)爐腔的一面內(nèi)壁進(jìn)行滲氮氮化處理，并設(shè)熱反射涂層；在爐筒內(nèi)壁18與弧形爐外筒19之間、爐筒內(nèi)壁18與球形爐外筒20之間均安裝有螺旋布置的支撐板對(duì)，弧形爐外筒19下部設(shè)有對(duì)筒體33進(jìn)行冷卻的冷卻水進(jìn)口 26，冷卻水在爐筒內(nèi)壁18與弧形爐外筒19及球形爐外筒20之間沿螺旋上升至爐體頂部設(shè)置的汽出口 23排出爐體33外；爐體33的上部安裝有上視鏡21，中部安裝有中視鏡16和視鏡測(cè)溫口 25，下部安裝有下視鏡14。所述的水夾套管板10中設(shè)有多圈電極套12，(圖4)每個(gè)圈電極套12 與水夾套管板10的連接設(shè)置絲網(wǎng)或半圓管毛細(xì)管冷卻元件36 (如圖5、6所示)，半圓管孔徑為l_5mm，絲網(wǎng)孔徑為l_5mm，絲網(wǎng)(圖5)或半圓管毛細(xì)管(圖6)冷卻元件的作用是當(dāng)含有細(xì)微孔隙的物體與液體接觸時(shí)，使該液體因而沿孔隙上升，滲透或下降的現(xiàn)象。當(dāng)液體和固體(管壁)之間的附著力大于液體本身內(nèi)聚力時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生毛細(xì)現(xiàn)象。由于水具有黏性一水分子互相黏著附在其他物體上的特性，通過(guò)絲網(wǎng)或半圓管毛細(xì)管將冷卻水源源不斷送入電極套管壁，產(chǎn)生的水汽從絲網(wǎng)或半圓管毛細(xì)管外空間排出，從水汽排氣管四引出爐外。電極座15穿裝在電極套12中，電極座15的上端伸入爐體中用于插裝硅芯棒17，電極座15的下端穿過(guò)電極套12與電極8相連，電極套12的內(nèi)部安裝有冷卻用水夾套，水夾套的進(jìn)水口 6通過(guò)管道與冷卻水源相連，水夾套的出水口 9通過(guò)管道與排水口相連；所述的水夾套管板10的內(nèi)腔通過(guò)進(jìn)水管7與進(jìn)水水環(huán)管觀相連通；在所述的水夾套管板10的上表面安裝有多圈原料氣噴嘴32，原料氣噴嘴出口處設(shè)置多孔或網(wǎng)格狀過(guò)濾罩子37，過(guò)濾罩子37的孔徑為5-10mm，網(wǎng)格間隔5_10mm以防止原料氣噴嘴出口堵塞。原料氣噴嘴32與進(jìn)氣分配管3的一端相連通，進(jìn)氣分配管3的另一端原料進(jìn)氣環(huán)管2相連通；在水夾套管板 10外圈和中心分別連接有與爐體33的內(nèi)腔相通的尾氣出氣管5，尾氣出氣口處設(shè)置多孔或網(wǎng)格狀過(guò)濾器37，防止尾氣出口堵塞。外圈尾氣出氣管5和中心尾氣出氣管5可單獨(dú)或聯(lián)合使用，如果單獨(dú)使用，另一出口可堵死，如圖2，3所示；冷卻水出水管30的進(jìn)水與冷卻水環(huán)管觀相連，并與水夾套管板10內(nèi)腔相通以便將其中的冷卻水排出。具體實(shí)施時(shí)根據(jù)安裝的硅棒17的數(shù)量的不同，爐體33內(nèi)腔的直徑至少為3米以， 圖2所示的還原爐中安有96個(gè)硅棒17，圖3所示的還原爐中安裝的硅棒17的數(shù)量為144 個(gè)。為了防止水夾套管板10中冷卻水氣化產(chǎn)生過(guò)熱，具體實(shí)施時(shí)水夾套管板10內(nèi)腔還可連接一個(gè)將水汽排出的水汽排氣管四。本發(fā)明未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種均溫型多晶硅還原爐，它包括支座(1)、水夾套管板(10)和爐體(33)，水夾套管板(10)安裝在支座(1)上，爐體(33)通過(guò)法蘭安裝在水夾套管板(10)，其特征是所述的爐體(33)由爐筒內(nèi)壁(18)和弧形爐外筒(19)及球形爐外筒(20)組成，所述的爐筒內(nèi)壁(18) 面對(duì)爐腔的一面內(nèi)壁氮化并設(shè)有熱反射涂層；在爐筒內(nèi)壁(18)與弧形爐外筒(19)之間、 爐筒內(nèi)壁(18)與球形爐外筒(20)之間均安裝有螺旋布置的支撐板(24)，弧形爐外筒(19) 下部設(shè)有對(duì)筒體(33)進(jìn)行冷卻的冷卻水進(jìn)口(26)，冷卻水在爐筒內(nèi)壁(18)與弧形爐外筒 (19)及球形爐外筒(20)之間沿螺旋上升至爐體頂部設(shè)置的汽出口(23)排出爐體(33)外； 所述的水夾套管板(10)中設(shè)有多圈電極套(12)，電極套(12)設(shè)有冷卻元件(36)，電極座 (15)穿裝在電極套(12)中，電極座(15)的上端伸入爐體中用于插裝硅芯棒(17)，電極座 (15)的下端穿過(guò)電極套(12)與電極(8)相連，電極套(12)的內(nèi)部安裝有冷卻水夾套，水夾套的進(jìn)水口(6)通過(guò)管道與冷卻水源相連，水夾套的出水口(9)通過(guò)管道與排水口相連；所述的水夾套管板(10)的內(nèi)腔通過(guò)進(jìn)水管(35)送入冷卻水；在所述的水夾套管板(10)上安裝有多圈原料氣噴嘴(32)，原料氣噴嘴(32)與進(jìn)氣分配管(3)的一端相連通，進(jìn)氣分配管 (3)的另一端與原料進(jìn)氣環(huán)管(2)相連通；在水夾套管板(10)的外圈和中心分別連接有與爐體(33)的內(nèi)腔相通的尾氣出氣管(5)，尾氣出氣管(5)與尾氣出氣環(huán)管(4)相連通；冷卻水出水管(30)與冷卻水夾套環(huán)管(28)相連，冷卻水夾套環(huán)管(28)通過(guò)冷卻水夾套(7)與水夾套管板(10)內(nèi)腔相通以便將其中的冷卻水排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的均溫型多晶硅還原爐，其特征是所述的多圈電極套(12)與水夾套管板(10)的連接處設(shè)置有絲網(wǎng)或半圓管毛細(xì)管冷卻元件(36)，半圓管孔徑為l_5mm， 絲網(wǎng)孔徑為l_5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的均溫型多晶硅還原爐，其特征是所述的爐內(nèi)壁進(jìn)行氮化增強(qiáng)反射處理，增加內(nèi)壁硬度和強(qiáng)度，以減少磨損，并在爐內(nèi)壁進(jìn)表面形成高反射率涂層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的均溫型多晶硅還原爐，其特征是所述的管板與原料氣噴嘴 (32)和尾氣出氣管(5)連接的爐體內(nèi)腔出口處設(shè)置多孔或網(wǎng)格狀過(guò)濾罩子(37)，孔徑為 5-10mm,網(wǎng)格間隔 5_10mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的均溫型多晶硅還原爐，其特征是所述的爐體內(nèi)腔直徑不小于 3米，所述的用于安裝硅棒(17)的電極座(15)的數(shù)量不少于96個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的均溫型多晶硅還原爐，其特征是所述的水夾套管板(10)內(nèi)腔頂部設(shè)有水汽排氣管(29)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的均溫型多晶硅還原爐，其特征是所述的尾氣出氣管(5)同時(shí)安裝在水夾套管板(10)的最外圈和中心。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的均溫型多晶硅還原爐，其特征是所述的連接爐體(33)與水夾套管板(10)的法蘭上設(shè)有水夾套(31)，水夾套(31)的進(jìn)水口(27)與冷卻水源相連，水夾套 (31)的進(jìn)水口(27)的另一端相應(yīng)設(shè)有水夾套(31)的出水口(27)與冷卻水排水管相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的均溫型多晶硅還原爐，其特征是所述的爐體(33)的上部安裝有上視鏡(21 )，中部安裝有中視鏡(16)，下部安裝有下視鏡(14)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的均溫型多晶硅還原爐，其特征是所述的爐體(33)的中部還安裝有視鏡測(cè)溫口(25)。
全文摘要
一種均溫型多晶硅還原爐，它包括支座(1)、水夾套管板(10)和爐體(33)，水夾套管板(10)安裝在支座(1)上，爐體(33)通過(guò)法蘭安裝在水夾套管板(10)，其特征是所述的爐體(33)由爐筒內(nèi)壁(18)和弧形爐外筒(19)及球形爐外筒(20)組成，所述的爐筒內(nèi)壁(18)面對(duì)爐腔的一面上設(shè)有熱反射涂層；在爐筒內(nèi)壁(18)與弧形爐外筒(19)之間、爐筒內(nèi)壁(18)與球形爐外筒(20)之間均安裝有螺旋布置的支撐板(24)，弧形爐外筒(19)下部設(shè)有對(duì)筒體(33)進(jìn)行冷卻的冷卻水進(jìn)出口(26)，冷卻水在爐筒內(nèi)壁(18)與弧形爐外筒(19)及球形爐外筒(20)之間沿螺旋上升至爐體頂部設(shè)置的汽出口(23)排出爐體(33)外，電極套(12)與水夾套管板(10)的連接設(shè)置絲網(wǎng)或半圓管毛細(xì)管冷卻元件(36)，原料氣噴嘴(32)和尾氣出氣管(5)的爐體內(nèi)腔出口處設(shè)置多孔或網(wǎng)格狀過(guò)濾罩子(37)。本發(fā)明爐型大，厚管板冷卻效果好，爐內(nèi)速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)均勻，節(jié)能效果顯著。
文檔編號(hào)C01B33/035GK102424387SQ20111026229
公開(kāi)日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者何松, 劉世平, 劉豐, 田朝陽(yáng), 肖天菊, 郭宏新, 陳瑜, 馬明 申請(qǐng)人:江蘇中圣高科技產(chǎn)業(yè)有限公司