[实用新型]用于多晶铸锭炉热场的角部加强壳

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于多晶铸锭炉热场的角部加强壳。

背景技术

现有技术中，铸造法生长硅晶体是将多晶硅在坩埚内熔化，通过碳纤维硬毡或其他种类保温材料保证热场内的温度有合适的利于晶体定向凝固的温度梯度，且在晶体生长过程中优选中心温度低，边缘温度高的温度梯度，以保证从中心部位开始长晶，边缘部位后长晶，使得杂质在硅锭结晶过程中分凝至边缘部位和顶部位置积聚，将其切除后，剩余部分均可正常使用。

然而在目前主流的生产800kg以上重量的多晶硅铸锭和450kg以上重量的多晶硅铸锭的热场中，保温层中角部的厚度均比侧面的厚度要薄，而且尤以800kg以上的铸锭中为重。800kg的多晶硅铸锭热场保温层角/侧的厚度比为0.71和0.56，这直接导致了铸锭炉热场中角部的保温要低于侧面的保温，在铸锭的晶体生长过程中，容易造成角部形成更大的过冷度，使晶粒有在角部先凝固结晶生长的趋势，从而不利于杂质在边缘部位积聚排除。

在多晶硅铸锭生产过程中，硅料在坩埚中加热融化，如果坩埚出现破裂，高温硅液会从坩埚中流出，沿着隔热笼保温层边缘吸附、渗透和溢流至炉体底部。炉体底部由溢流棉保护，用以避免熔穿的危险。然而在铸锭炉热场角部的位置，距离炉体侧壁位置最近，尤其是在800kg以上铸锭的热场中，热场角部和炉体侧壁十分接近。而溢流棉在炉底的高度基本与隔热底板的高度一致，而且其底部中心的厚度要大于边缘的厚度，因而炉底边缘部位的溢硅防护相对很薄弱。若高温硅液在隔热笼角部渗透穿透，溢流至炉底侧面造成的炉体熔穿风险最高、危害最大。

中国专利ZL103320848A，提出了一种多晶铸锭炉，在隔热层内壁上覆盖有反射保护层，利用反射保护层的反射作用，提高铸锭内部隔热层保温效果和硅锭四周温度，减慢硅锭在结晶阶段四周的结晶速度。然而，它主要是整体提高了铸锭下部的保温效果，并没有解决角部和侧部的保温效果差异，角部结晶速度偏快的趋势并未得到良好解决。另外，中国专利ZL203668548U，提出了一种多晶炉，在多晶炉炉体的底部靠近炉壁的地方加一层超导热材料层，超导热材料层紧贴炉壁，接受到的高温能很快的散发到炉壁上，避免小面积局部高温损坏设备，因而对于炉体熔穿、保护炉体安全有一定的效果。但是，此方法主要是降低了炉底熔穿的风险，对于炉底侧面的熔穿风险几乎没有效果。目前，各种公开出版物和市面上尚未见到用于提高多晶炉热场角部保温和防止漏硅时高温硅液吸附、渗透，对硅液进行导流的装置产品出现。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于多晶铸锭炉热场的角部加强壳。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种用于多晶铸锭炉热场的角部加强壳，覆盖于所述多晶铸锭炉热场隔热笼的下角部，包括位于外层的能够防硅液吸附及渗透的防护层、位于内层的保温层，所述防护层和保温层能够拆卸地连接或者不能够拆卸地连接。

在某些实施方式中，所述防护层和保温层通过胶黏剂粘结成不能够拆卸的一个整体。

在某些实施方式中，所述防护层为碳/碳复合材料防护层或者为钼合金防护层。

在某些进一步实施方式中，所述碳/碳复合材料防护层的密度为1.5g/cm3，厚度为3mm，其抗弯强度为110MPa，弯曲模量为25GPa，抗压强度为160MPa，室温强度保持到2500℃，对热应力不敏感，所述钼合金防护层采用Mo-Ti-Zr合金，厚度为1.5mm，其在1600℃下的抗拉强度为100MPa。

在某些实施方式中，所述保温层为碳纤维硬毡层或碳纤维软毡层。

在某些进一步实施方式中，所述碳纤维硬毡层的密度为0.18g/cm3，厚度为7mm，在硅料熔化附近温度的1500℃的导热系数为0.40W/(m·K)，所述碳纤维软毡层的密度为0.14g/cm3，厚度为10mm，在硅料熔化附近温度的1500℃的导热系数为0.35W/(m·K)。

在某些实施方式中，所述用于多晶铸锭炉热场的角部加强壳与所述多晶铸锭炉热场隔热笼的下角部形状一致并紧贴在所述多晶铸锭炉热场隔热笼的下角部。

在某些实施方式中，所述防护层上开设有用于穿设螺栓从而固定于所述多晶铸锭炉热场隔热笼上的固定孔。

在某些实施方式中，所述防护层是一体的或者是多部件拼装而成的。