[发明专利]多晶硅铸锭炉的硅液溢流保护系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种多晶硅铸锭炉的硅液溢流保护系统，属多晶硅铸锭炉的设计与制造技术领域。

背景技术

硅Si是光伏产业中最重要的一种基础材料，硅在地壳中含量丰富，仅次于氧，达25.7％。纯净的硅熔点1414℃，用于太阳能级多晶硅纯度一般在99.99％以上。硅在高温熔炼、烧结中，一般所用容器多为石英坩埚，在硅的熔点1414℃附近，坩埚的石英材料会变得松软，因此需要在石英坩埚外再用耐火材料或由高纯石墨制成的坚硬外壳坩埚的支撑，使其具有足够的温度和洁度特性。

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保护技术。具体操作上是沿坩埚下面保温板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。实际应用中，此项保护技术存在众多不可靠因素：首先，铺设在炉体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；其次是当坩埚破裂发生大面积溢流时，硅液即使熔断了金属熔断丝，但大量的硅液聚集在炉体底部，极有可能对炉体金属部件造成损坏，严重的话会引起重大设备事故，甚至人身安全。

发明内容

本发明的目的是提供一种设计合理，能有效避免硅液对炉体损伤的多晶硅铸锭炉的硅液溢流保护系统。

本发明为多晶硅铸锭炉的硅液溢流保护系统，包括炉体，置于炉体内底部带保温底板的保温笼体，置于保温笼体内带石英坩埚和石墨坩埚的热交换台，其特征在于石墨坩埚的底部两边开设有导流沟，保温底板的两边开设有导流孔，炉体的底部与导流孔的对应位置设有硅液溢流承接容器，硅液溢流承接容器内设有带控制器的金属熔断丝。

所述炉体的底部还可设有岩棉，硅液溢流承接容器置于岩棉上，以进一步提高对炉体的保护效果。

所述岩棉的中部还可设有中心护套和凸台套管，可进一步防止硅液与炉体的直接接触。

本发明设计合理，通过由导流沟、导流孔、带金属熔断丝的硅液溢流承接容器构成的汇流导流系统的作用，能有效防止承装硅液的坩埚在发生破裂或其它原因导致硅液溢出时，流向炉体底部的硅液在炉体底部堆积，高温硅液热能烧穿炉体钢板，从而引发灾难性事故的现象发生。避免了硅液对炉体的损伤。

附图说明

图1为本发明的整体结构剖视图；

图2为图1所示A部分的放大结构示意图；

图3为图1所示B部分的放大结构示意图；

图4为本发明使用状态时的结构剖视图。

具体实施方式

本发明主要由底部带岩棉10的炉体1，置于炉体1内底部带保温底板6的保温笼体5，置于保温笼体5内带石英坩埚2和石墨坩埚3的热交换台4，置于岩棉10中部的中心护套12和凸台套管11，开设于石墨坩埚3底部两边的导流沟13，开设于保温底板6两边的导流孔14，置于炉体1底部的岩棉10上与导流孔14对应位置的硅液溢流承接容器7，置于硅液溢流承接容器7内带控制器9的金属熔断丝8等构成。控制器9置于炉体1外；石墨坩埚3由高纯石墨制成，能承受二千多摄氏度的高温，在硅液熔化中，同时支撑石英坩埚2在高温下因软化现象不至于发生瘫落。

使用时，将石英坩埚2放入石墨坩埚3内，在石英坩埚2中装满多晶硅原材料15，用推车将装好多晶硅原材料15的石英坩埚2和石墨坩埚3送入炉体1内，并搁放在热交换台4上，调整位置让石英坩埚2和石墨坩埚3居中放置于热交换台4上面，以保证石墨坩埚3上面的导流沟13与下面保温底板6上面的导流孔14基本对齐。装炉完毕后，合紧炉体1，盖上保温笼体5，按正常生产工艺流程继续进行下一步操作。