[实用新型]一种多晶硅铸锭炉硅液溢流防护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及多晶硅生产技术，具体涉及一种多晶硅铸锭炉硅液溢流防护装置。

背景技术

多晶硅铸锭炉是用于制备太阳能级多晶硅锭的专业设备，随着光伏行业的蓬勃兴起而得到快速发展。多晶铸锭的生产过程实为硅料熔化重结晶的过程，需要经过装料、抽真空、加热、熔化、长晶、退火、冷却、出炉等工序。

实际生产过程中，如果装料所用的坩埚存在缺陷，则常在融化阶段出现的高温硅液会随着坩埚开裂的缝隙溢流到热场内，造成漏硅事故。而且近年来，国内企业为了增加多晶硅铸锭投料重量，将原有G5尺寸的热场升级到G6尺寸的热场，投料重量则可从450KG增加到800KG。随着投料量的大幅攀升，硅液溢流所带来的危害也成倍增加，因为溢流时容易出现大量熔融硅液集中喷射而出的状况，且一旦高温的硅液接触到不锈钢材质的炉体就可轻易地熔穿其内壁。由于炉体是中空且通水冷却，内壁熔穿后冷却水在炉内高温作用下会迅速汽化，瞬间形成高压气体产生爆炸。近两年来，随着G6热场改造在行业中的全面推进，国内各个企业发生硅液溢流最终导致炉体爆炸的事故也迅速攀升。

分析G6热场改造的特点，由于炉体内空间有限，为了满足G6尺寸热场的安装，隔热笼距离炉体内壁非常近，仅剩1～2cm的间距，该区域无法得到有效防护，这正是硅液容易熔穿炉壁的重要原因。

因此，如何大幅降低硅液溢流风险，同时避免爆炸事故的发生、保障人员的生命安全，保证G6热场改造安全地进行，是一个亟待解决问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种多晶硅铸锭炉硅液溢流防护装置。

为解决技术问题，本实用新型的解决方案是：

提供一种多晶硅铸锭炉硅液溢流防护装置，所述多晶硅铸锭炉包括炉体、隔热笼、石墨护板、定向散热块、石墨支撑柱、石英坩埚、顶部加热器和侧部加热器，所述隔热笼吊装在炉体上，定向散热块通过多个石墨支撑柱安装于炉体内，石墨护板安装于定向散热块的上表面；所述加热器安装于炉体上，并将石墨护板罩于该加热器内；所述石英坩埚安装于石墨护板内，所述石英坩埚内可用于填装硅料或硅溶液；所述多晶硅铸锭炉硅液溢流防护装置包括内防护层和外防护层，所述内防护层安装于多晶硅铸锭炉的隔热笼内壁，所述外防护层安装于多晶硅铸锭炉的炉体内壁；所述内防护层下部呈斜角结构，且连接到隔热笼下部内壁，内防护层上部与隔热笼侧边内壁相贴合连接，在隔热笼形成封闭空间。

作为一种改进，所述多晶硅铸锭炉的炉体底部内壁还安装有多层石棉，且外保护层下部夹合于石棉层与炉体底部内壁之间，外保护层上部贴合连接在炉体侧边内壁。

作为一种改进，所述外防护层和内防护层均为厚度1～2mm、高度200～400mm的耐高温金属钼片，其熔点为2610℃。

作为一种改进，所述外防护层钼片具有良好的导热性，其热导率为140.6W/(m·K)，可快速将硅液热量带走，使得硅液凝结为固体。

作为一种改进，所述内防护层下部的斜角结构与水平面呈15°～20°的夹角。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

采用钼片做隔热笼内防护层，钼片厚度仅为1～2mm，占用较小空间尺寸，不影响原有热场结构，同时也不会降低热场的保温性能；

内防护层钼片在隔热笼内壁形成封闭空间，可避免硅液喷射时从碳毡缝隙中流出，既能保证不锈钢隔热笼和碳毡不被硅液侵蚀又能防止硅液渗透至隔热笼外；

隔热笼内保护层所带斜角可将硅液导流至铺设有多层石棉保护的炉体中部区域，避免硅液与保护薄弱区域的炉内壁接触；

在炉体底部内壁，石棉铺设空间不足的区域增加的外防护层，可以进一步阻隔硅液与炉体的直接接触；同时，防护层所用钼片具有良好的导热性，可以将硅液所携带的热量传导至炉体底部并由冷却水带走，进而快速冷却硅液使其结晶为固体，最终彻底避免炉体熔穿事故的发生。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构剖视图。

图2为图1中的外防护层和内防护层连接结构局部放大示意图。

图3为本实用新型的内防护层的斜角结构示意图。

图中的附图标记为：1.炉体；2.隔热笼；3.石墨护板；4.定向散热块；5.石墨支撑柱；6.石棉；7.外防护层；8.内防护层；9.石英坩埚；10.侧部加热器；11.硅溶液；12.顶部加热器。

具体实施方式

以下的实施例可以使本专业技术领域的技术人员更全面的了解本实用新型，但不以任何方式限制本实用新型。