一种中频炉熔炼多晶硅的装置及使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种的中频炉熔炼多晶硅的装置及使用方法，属于多晶硅熔炼技术领域，包括叠合式石墨坩埚；水冷式线圈，用于给开炉烧结过程中的加热以及为所述叠合式石墨坩埚内的硅料加热；耐火材料，所述耐火材料布置在所述叠合式石墨坩埚和水冷式线圈之间，所述耐火材料中预制有预制深孔，所述预制深孔用于将耐火材料、硅溶胶中的水蒸汽排出，同时为之后熔炼过程中耐火材料受热膨胀提供缓冲。具有防膨胀的同时兼备除湿排气的功效。胀的同时兼备除湿排气的功效。胀的同时兼备除湿排气的功效。

【技术实现步骤摘要】
一种中频炉熔炼多晶硅的装置及使用方法


[0001]本申请涉及多晶硅熔炼
，尤其涉及一种中频炉熔炼多晶硅的装置及使用方法。

技术介绍

[0002]目前，世界光伏产业的年平均增长率为31.2％，其增长速度在全球能源发电市场上位列第一。据估计，到2030年，光伏发电将占世界总发电量的33.3％以上.到2050年，太阳能将成为推动人类发展重要的能源。随着各个国家出台相关政策和制定相应计划，光伏产业真正走向快速发展的道路。
[0003]多晶硅是硅材料中最主要的光伏材料，是影响硅材料制备产业发展规模的重要环节。多晶硅熔炼一般采用中频线圈感应加热，在中频炉打炉过程中，如果使用定型坩埚(石英、石墨、氧化铝等)，因为坩埚密封原因，耐火材料里面的水蒸气无法排出，导致中频炉胶泥潮湿、线圈打火等问题出现；而且在熔炼的过程中，耐火材料受热膨胀易挤压石墨坩埚致使其破裂，不仅影响生产效率，更进一步容易引发安全生产的事故。

技术实现思路

[0004]本申请实施例的目的是提供一种中频炉熔炼多晶硅的装置及使用方法，以解决相关技术中存在的耐火材料里面的水蒸气无法排出，导致中频炉胶泥潮湿、线圈打火等问题，同时还可以起到防止耐火材料受热膨胀挤压石墨坩埚致使其破裂的问题。
[0005]根据本申请实施例，提供一种中频炉熔炼多晶硅的装置，包括：
[0006]叠合式石墨坩埚；
[0007]水冷式线圈，用于给开炉烧结过程中的加热以及为所述叠合式石墨坩埚内的硅料加热；
[0008]耐火材料，所述耐火材料布置在所述叠合式石墨坩埚和水冷式线圈之间，所述耐火材料中预制有预制深孔，所述预制深孔用于将耐火材料、硅溶胶中的水蒸汽排出，同时为之后熔炼过程中耐火材料受热膨胀提供缓冲。
[0009]可选地，所述叠合式石墨坩埚主要由多块掏心柱状石墨料和一块带底的掏心柱状石墨料从上至下依次叠合而成，叠缝处采用硅溶胶与石墨粉的拌合物填充。
[0010]可选地，所述硅溶胶与石墨粉按任意比混合而成。
[0011]可选地，所述叠合式石墨坩埚的顶层石墨坩埚上开有圆弧形缺口，用于连接炉嘴。
[0012]可选地，所述叠合式石墨坩埚的顶部具有石墨坩埚盖子，上面开有搅拌孔，供搅拌杆伸入。
[0013]可选地，所述预制深孔具有多个，均匀围绕所述叠合式石墨坩埚一周。
[0014]可选地，所述预制深孔制作如下：将排气管设置于所述耐火材料中，打炉完成后被提出形成预制深孔。
[0015]可选地，所述排气管采用耐高温的不锈钢或者涂有耐高温复合材料涂层。
[0016]可选地，还包括：承载台，所述承载台位于所述叠合式石墨坩埚的底部。
[0017]根据本申请实施例，提供一种中频炉熔炼多晶硅的装置的使用方法，包括如下步骤：
[0018]S1：向所述叠合式石墨坩埚中加硅料；
[0019]S2：通过水冷式线圈加热叠合式石墨坩埚，进行烧结，烧结过程中，耐火材料以及叠合式石墨坩埚缝隙处硅溶胶中的水汽通过耐火材料中的预制深孔排出，在后续的多晶硅熔炼的过程中，耐火材料受热膨胀，通过预制深孔提供缓冲。
[0020]本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0021]由于大规模熔炼多晶硅的坩埚尺寸大且一次成型工艺困难、成本巨大，本申请的叠合式石墨坩埚并非一体成型的坩埚，在开炉烧结过程中水蒸气会顺着预留预制的深孔排出，避免了耐火材料中的水分渗透扩散到胶泥中，导致胶泥潮湿，进一步发生线圈打火现象；在此同时，预制深孔可以为多晶硅熔炼过程中的耐火材料受热膨胀提供膨胀挤压的空间，避免了挤压石墨坩埚造成坩埚的损坏。
[0022]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0023]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
[0024]图1是根据一示例性实施例示出的一种中频炉耐火材料除湿放气的装置的主剖视图。
[0025]图中的附图标记有：
[0026]1、水冷式线圈；2、叠合式石墨坩埚；3、盖子；4、排气管；5、耐火材料；6、循环水冷却系统；7、承载台；8、隔热保护层；9、中频感应加热电源。
具体实施方式
[0027]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0028]在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
[0029]在中频炉开炉烧结过程中，因为坩埚密封原因，如果使用定型坩埚(石英、石墨、氧化铝等)，耐火材料5里面的水蒸气无法排出，导致中频炉胶泥潮湿、出现线圈打火等现象。基于此，本申请专利技术专利提供了一种中频炉熔炼多晶硅的装置，参考图1，本申请专利技术专利提供了一种中频炉熔炼多晶硅的装置，包括：叠合式石墨坩埚2、水冷式线圈1和耐火材料5，所述水冷式线圈1用于给开炉烧结过程中的加热以及为所述叠合式石墨坩埚2内的硅料加
热；所述耐火材料5布置在所述叠合式石墨坩埚2和水冷式线圈1之间，所述耐火材料5中预制有预制深孔，所述预制深孔用于将耐火材料5、硅溶胶中的水蒸汽排出，同时为之后熔炼过程中耐火材料5受热膨胀提供缓冲。
[0030]由于大规模熔炼多晶硅的坩埚尺寸大且一次成型工艺困难、成本巨大，本申请的叠合式石墨坩埚2并非一体成型的坩埚，在开炉烧结过程中水蒸气会顺着预留预制的深孔排出，避免了耐火材料5中的水分渗透扩散到胶泥中，导致胶泥潮湿，进一步发生线圈打火现象；在此同时，预制深孔可以为多晶硅熔炼过程中的耐火材料5受热膨胀提供膨胀挤压的空间，避免了挤压石墨坩埚造成坩埚的损坏。
[0031]本实施例中，所述叠合式石墨坩埚2主要由多块掏心柱状石墨料和一块带底的掏心柱状石墨料从上至下依次叠合而成，叠缝处采用硅溶胶与石墨粉的拌合物填充。图中示意给出了三块掏心柱状石墨料和一块带底的掏心柱状石墨料叠合而成，这种结构的石墨坩埚易于加工和安装。
[0032]优选地，所述硅溶胶与石墨粉按任意比混合而成，优选质量比为3～4：6～8，更优选质量比为3：7。
[0033]所述叠合式石墨坩埚2的顶层石墨坩埚上开有圆弧形缺口，用于连接炉嘴。所述叠合式石墨坩埚2的顶部具有石墨坩埚盖子3，上面开有搅拌孔，供搅拌杆伸入。
[0034]进一步地，所述预制深孔具有多个，均匀围绕所述叠合式石墨坩埚2一周。
[0035]具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中频炉熔炼多晶硅的装置，其特征在于，包括：叠合式石墨坩埚；水冷式线圈，用于给开炉烧结过程中的加热以及为所述叠合式石墨坩埚内的硅料加热；耐火材料，所述耐火材料布置在所述叠合式石墨坩埚和水冷式线圈之间，所述耐火材料中预制有预制深孔，所述预制深孔用于将耐火材料、硅溶胶中的水蒸汽排出，同时为之后熔炼过程中耐火材料受热膨胀提供缓冲。2.根据权利要求1所述的一种中频炉熔炼多晶硅的装置，其特征在于，所述叠合式石墨坩埚主要由多块掏心柱状石墨料和一块带底的掏心柱状石墨料从上至下依次叠合而成，叠缝处采用硅溶胶与石墨粉的拌合物填充。3.根据权利要求2所述的一种中频炉熔炼多晶硅的装置，其特征在于，所述硅溶胶与石墨粉按任意比混合而成。4.根据权利要求1所述的一种中频炉熔炼多晶硅的装置，其特征在于，所述叠合式石墨坩埚的顶层石墨坩埚上开有圆弧形缺口，用于连接炉嘴。5.根据权利要求1所述的一种中频炉熔炼多晶硅的装置，其特征在于，所述叠合式石墨坩埚的顶部具有石墨坩埚盖子，上面开有搅拌孔，供搅拌杆伸入。...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘立新，李琳伟，
申请(专利权)人：长沙新立硅材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：