一种多晶硅还原炉电极结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多晶硅还原炉电极结构，包括电极(1)和设于电极上的绝缘组件，绝缘组件包括敷设在电极上的绝缘功能层(4)、以及依次套装在绝缘功能层上的密封瓷环(5)和绝缘套(3)，绝缘功能层处于电极的直筒段从电极头锥部以下延伸至托台(8)的位置，其采用陶瓷粉末制成，密封瓷环与绝缘功能层紧密贴合。所述电极结构能够减少多晶硅还原炉运行过程中的缺相现象。

A Polycrystalline Silicon Reduction Furnace Electrode Structure

The utility model discloses an electrode structure of a polycrystalline silicon reduction furnace, which comprises an electrode (1) and an insulating component on the electrode. The insulating component comprises an insulating functional layer (4) laid on the electrode, a sealing ceramic ring (5) and an insulating sleeve (3) arranged on the insulating functional layer in turn. The insulating functional layer is located in a straight cylinder section of the electrode extending from the cone of the electrode head to the position of the bracket (8). Made of ceramic powder, the sealing ceramic ring is closely connected with the insulating functional layer. The electrode structure can reduce the phase absence phenomenon during the operation of the polycrystalline silicon reduction furnace.

【技术实现步骤摘要】
一种多晶硅还原炉电极结构
本技术属于多晶硅生产
，涉及一种多晶硅还原炉电极结构。
技术介绍
还原炉运行缺相是制约多晶硅产量及其他重要经营指标的关键原因之一，每月影响还原炉产量3％左右，其直接经济损失可达近百万。其中运行前期和中期单相接地缺相还原炉占总炉次数的15％，早期缺相直接对还原炉内的温场产生极大影响，形成区域性热量不平衡，导致减产、菜花、倒炉等问题的概率增大。目前，国内大部分企业采用的还原炉的绝缘结构基本相同，即主要依靠四氟套和分体瓷环来防止电极与底盘之间爬电以控制缺相问题的发生。其中，分体瓷环仅具有绝缘作用，而没有密封作用，当还原炉运行时，会有导电物质进入分体瓷环与电极之间的缝隙中，运行时间长了，绝缘程度会变得很低，出现接地缺相断电现象，从而中断晶体的生产。而国外采用的绝缘结构基本是密封式的绝缘件，相对而言密封式的绝缘件能够更好的消除四氟套碳化问题，但是爬电问题还是不能够得到很好的解决。对于36和48对棒还原炉，目前主要存在以下问题：1、相比于小型还原炉而言，36和48对棒还原炉横向体积增大，电极头和瓷环在炉内更易结硅，更易爬电导致还原炉缺相甚至停炉，因绝缘导致缺相是还原炉缺相的主要原因之一；2、四氟套受炉内温场辐射，热损碳化现象比12和24对棒还原炉更加严重，长期运行导致四氟套碳化严重，绝缘降低后会导致负载接地的概率增大，而更换四氟套的工作量大且时间长；3、生长过程中产生的大量硅粉进入瓷环和电极之间的凹槽，在高温状态下，密度达到一定程度会导致爬电产生，更严重的情况下会产生结硅导致爬电，出于保障生产速率的考虑，硅粉的产生只能减少不能避免，在这种情况下，只依赖分体瓷环和四氟套无法避免出现爬电接地缺相的情况。因此亟需一种用于多晶硅还原炉电极的绝缘组件，以解决上述技术问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种能够减少多晶硅还原炉运行过程中缺相现象的多晶硅还原炉电极结构。为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：一种多晶硅还原炉电极结构，包括电极和设于电极上的绝缘组件，绝缘组件包括敷设在电极上的绝缘功能层、以及依次套装在绝缘功能层上的密封瓷环和绝缘套，绝缘功能层处于电极的直筒段从电极头锥部以下延伸至托台的位置，其采用陶瓷粉末制成，密封瓷环与绝缘功能层紧密贴合。可选的，绝缘功能层采用氧化铝、氮化硅或二氧化锆粉末制成。可选的，绝缘功能层的厚度为250-500μm，耐压范围为2500-4000v。可选的，密封瓷环包括能够覆盖底盘上的电极安装孔的上部瓷环和处于电极安装孔内的下部瓷环。上部瓷环的长度从电极头锥部以下延伸至电极安装孔的顶端，下部瓷环的长度从电极安装孔的顶端延伸至电极上的托台。可选的，上部瓷环的截面形状为双层突肩环。可选的，密封瓷环采用氮化硅制成。可选的，绝缘套处于电极安装孔中，其上部套装在密封瓷环的下部瓷环上，其下部向下延伸而与电极的直筒段贴合。可选的，绝缘组件还包括绝缘环，绝缘环处于电极安装孔中，并设于绝缘功能层与密封瓷环之间，其长度与密封瓷环的下部瓷环长度相等。可选的，绝缘组件还包括屏蔽环，屏蔽环罩设在电极上，处于电极安装孔的上方并覆盖密封瓷环的上部瓷环。可选的，绝缘套和绝缘环均采用聚四氟乙烯制成，屏蔽环采用氮化硅或氧化铝制成。采用本技术多晶硅还原炉电极结构能够改善现有技术中多晶硅还原炉运行过程中因缺损、结硅、爬电导致的缺相问题，减少多晶硅减产、菜花、倒炉频发的现状，以提升多晶硅的产量。本技术多晶硅还原炉电极结构适用于所有炉型的还原炉，特别适用于36和48对棒还原炉中。附图说明图1为本技术具体实施例中多晶硅还原炉电极结构的结构示意图；图2为电极上的绝缘功能层的结构示意图。图中：1-电极，2-屏蔽环，3-绝缘套，4-绝缘功能层，5-密封瓷环，6-绝缘环，7-底盘，8-托台。具体实施方式下面将结合本技术中的附图，对本技术中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。为了降低多晶硅还原炉运行过程中缺相问题，本技术提供一种多晶硅还原炉电极结构，包括电极和设于电极上的绝缘组件，绝缘组件包括敷设在电极上的绝缘功能层、以及依次套装在绝缘功能层上的密封瓷环和绝缘套，绝缘功能层处于电极的直筒段从电极头锥部以下直至托台的位置，其采用陶瓷粉末制成，密封瓷环与绝缘功能层紧密贴合。通过在电极上设置上述绝缘功能层，能够提升电极的耐压和整体绝缘性能，防止放电，最终可有效降低多晶硅还原炉运行过程中的缺相问题。实施例：如图1、2所示，本实施例中的多晶硅还原炉电极结构包括电极1和设于电极1上的绝缘组件。其中，电极1安装在底盘7上的电极安装孔内，其上部从电极安装孔中伸出，其下部与底盘紧密贴合。电极1包括一体成型的上、下两部分，上部分为电极头锥部，用于导电，其外径逐渐变大；下部分为电极的直筒段，其外径不发生变化。电极1上还设有托台8，托台8处于电极安装孔中。其中，所述绝缘组件特别适用于36和48对棒还原炉中。所述绝缘组件包括敷设在电极上的绝缘功能层4、以及依次套装在绝缘功能层4上的密封瓷环5和绝缘套3。如图2所示，绝缘功能层4处于电极的直筒段，绝缘功能层的长度为L，从电极头锥部以下延伸直至托台8。绝缘功能层4采用陶瓷粉末制成。本实施例中，绝缘功能层4采用氧化铝、氮化硅、或二氧化锆粉末制成，其纯度大于99.99％，绝缘功能层并非采用混合物制成，并且不包含金属导体粉末。可选的，绝缘功能层4的厚度为250-500μm，比如厚度为300μm；绝缘功能层的耐压范围为2500-4000v，比如耐压3000v。具体来说，绝缘功能层4为一个由陶瓷粉末采用表面强化改性技术处理而制成的功能镀层。绝缘功能层4由一体成型的电极经过基体表面石英砂预处理，即进行表面机加工处理，经表面机加工处理完成后其表面光洁度≥0.8，再由AT13进行打底，最后在打底了的电极上敷设陶瓷粉末，从而形成所述绝缘功能层4。当温度变化大于180℃的情况下，绝缘功能层与基体之间的结合强度大于25MPA。密封瓷环5与绝缘功能层4紧密贴合，以用于起密封作用，起到隔绝硅粉的作用。本实施例中，密封瓷环5为上下结构，其包括能够覆盖电极安装孔的上部瓷环和处于电极安装孔内的下部瓷环。上部瓷环的长度是从电极头锥部以下延伸至电极安装孔的顶端，下部瓷环的长度是从电极安装孔的顶端(即底盘的上表面)延伸至电极上的托台8。上部瓷环和下部瓷环的内径相同，而上部瓷环的外径大于下部瓷环的外径，突出于底盘7上，从而可以覆盖电极安装孔。其中，上部瓷环与电极紧密贴合，起到隔绝硅粉作用。本实施例中，密封瓷环5优选采用氮化硅材质，下部位于四氟套与电极头锥部之间，内部直径相同上部外径大于下部，突出处于底盘之上，覆盖电极安装孔。如图2所示，上部瓷环的截面形状为双层突肩形，当然也可以采用多层突肩环。通过采用这种形状，一方面保障了底盘7与电极间的间隙大于爬电距离，且一体式的构造能够减少爬电机率；另一方面也便于安装和与电极头分离。本实施中，绝缘套3位于底盘7与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多晶硅还原炉电极结构，包括电极(1)和设于电极上的绝缘组件，其特征在于，绝缘组件包括敷设在电极上的绝缘功能层(4)、以及依次套装在绝缘功能层上的密封瓷环(5)和绝缘套(3)，绝缘功能层处于电极的直筒段从电极头锥部以下延伸至托台(8)的位置，其采用陶瓷粉末制成，密封瓷环与绝缘功能层紧密贴合。

【技术特征摘要】
1.一种多晶硅还原炉电极结构，包括电极(1)和设于电极上的绝缘组件，其特征在于，绝缘组件包括敷设在电极上的绝缘功能层(4)、以及依次套装在绝缘功能层上的密封瓷环(5)和绝缘套(3)，绝缘功能层处于电极的直筒段从电极头锥部以下延伸至托台(8)的位置，其采用陶瓷粉末制成，密封瓷环与绝缘功能层紧密贴合。2.如权利要求1所述的多晶硅还原炉电极结构，其特征在于，绝缘功能层(4)采用氧化铝、氮化硅或二氧化锆粉末制成。3.如权利要求1所述的多晶硅还原炉电极结构，其特征在于，绝缘功能层(4)的厚度为250-500μm，耐压范围为2500-4000v。4.如权利要求1-3任一项所述的多晶硅还原炉电极结构，其特征在于，密封瓷环(5)包括能够覆盖底盘上的电极安装孔的上部瓷环和处于电极安装孔内的下部瓷环，上部瓷环的长度从电极头锥部以下延伸至电极安装孔的顶端，下部瓷环的长度从电极安装孔的顶端延伸至电极上的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘长圣，呼维军，陈国辉，张瑜龙，李大伟，王玉丽，
申请(专利权)人：新特能源股份有限公司，
类型：新型
国别省市：新疆,65