CN203999910U - 防爆多晶硅铸锭炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种防爆多晶硅铸锭炉，解决了现有的在多晶硅生产过程中由于液态硅的溢流容易导致铸锭炉爆炸的问题。包括在内炉壁（13）与外炉壁（14）之间设置有上夹层，在内封头（1）与外封头（5）之间设置有底夹层，在上夹层与底夹层的连接处设置有将两夹层隔离的档圈（9），在上夹层的下端的铸锭炉下炉体上设置有下炉体进水口（6），在上夹层的上端的铸锭炉下炉体上设置有下炉体出水口（7），在上夹层中注满有冷却水（11），在底夹层的底部中央的铸锭炉下炉体上设置有冷却气入口（4），在底夹层的上端的铸锭炉下炉体上设置有冷却气出口（3），在底夹层中注满有冷却气体（10）。保证了多晶硅铸锭炉生产过程的安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种多晶硅铸锭炉，特别涉及一种采用水冷和气体冷却相结合的多晶硅铸锭炉,杜绝了铸锭炉由于溢流而发生爆炸事故的发生。
背景技术
目前，在多晶硅铸锭过程中，一般使用陶瓷石英坩埚，将硅料放入到陶瓷石英坩埚中，再将陶瓷石英坩埚放入到多晶硅铸锭炉中，通过加热使硅料熔化。由于石英坩埚在生产、搬运、装料过程中常常会存在制造缺陷或磕碰引起的内部隐裂，该隐裂通过普通手段很难检查到，在加热过程中，当硅料完全熔化后，高温液态硅就会从有缺陷的坩埚缝隙中流出，由于液态硅具有较好的流动性，会很快流到铸锭炉体底部。由于炉体为双层夹套结构，在夹套中通有冷却水，同时炉体底部有焊缝接口，溢流的高温液态硅料与低温的炉壁会出现高低温冲击的现象，使焊缝开裂，此时夹套中的冷却水就会流入炉腔内，流入的冷却水与高温的硅液接触后会瞬间汽化，水蒸气与高温的石墨在使炉内迅速反应发生爆炸。另外，由于目前铸锭车间均为大生产方式，一个车间装有几十台铸锭炉，一旦一台发生爆炸，为了保证生产安全，其他铸锭炉也必须被迫进入极冷状态，造成生产的极大经济损失，给生产设备和操作人员也带来了极大的安全隐患。
发明内容
本实用新型提供了一种防爆多晶硅铸锭炉，解决了现有的在多晶硅生产过程中由于液态硅的溢流容易导致铸锭炉爆炸的技术问题。
本实用新型是通过以下技术方案解决以上技术问题的：
一种防爆多晶硅铸锭炉，包括多晶硅铸锭炉下炉体，在多晶硅铸锭炉下炉体的内炉壁与外炉壁之间设置有上夹层，在多晶硅铸锭炉下炉体的内封头与外封头之间设置有底夹层，在上夹层与底夹层的连接处设置有将两夹层隔离的档圈，在上夹层的下端的铸锭炉下炉体上设置有下炉体进水口，在上夹层的上端的铸锭炉下炉体上设置有下炉体出水口，在上夹层中注满有冷却水，在底夹层的底部中央的铸锭炉下炉体上设置有冷却气入口，在底夹层的上端的铸锭炉下炉体上设置有冷却气出口，在底夹层中注满有冷却气体，并通入循环冷却气体。
在上夹层中设置有冷却水导流板，在底夹层中设置有螺旋导流板。
本实用新型通过对多晶硅铸锭工艺过程分析，并在实验的基础上，结合热工学、半导体材料学、流体力学、材料学等学科，通过分析确定理想的气体冷却介质和压力流量，保证了多晶硅铸锭炉生产过程的安全。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的封头处的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行详细说明：
一种防爆多晶硅铸锭炉，包括多晶硅铸锭炉下炉体12，在多晶硅铸锭炉下炉体12的内炉壁13与外炉壁14之间设置有上夹层，在多晶硅铸锭炉下炉体12的内封头1与外封头5之间设置有底夹层，在上夹层与底夹层的连接处设置有将两夹层隔离的档圈9，在上夹层的下端的铸锭炉下炉体上设置有下炉体进水口6，在上夹层的上端的铸锭炉下炉体上设置有下炉体出水口7，在上夹层中注满有冷却水11，在底夹层的底部中央的铸锭炉下炉体上设置有冷却气入口4，在底夹层的上端的铸锭炉下炉体上设置有冷却气出口3，在底夹层中注满有冷却气体10。
在上夹层中设置有冷却水导流板8，在底夹层中设置有螺旋导流板2。
本实用新型的下炉体的封头部分采用四通道气体冷却，通过与冷却水的冷却性能比较，确定出理想的冷却气体介质和冷却气体的流速。由于溢流发生时，下炉体的封头部分为气体冷却，封头内如果出现泄漏，只存在气体由于温度变化而发生膨胀现象，相对现有技术的下炉体的封头部分为水冷却时，水泄露后水的气化膨胀体积要小很多。其次，本实用新型的冷却气体选用非氧化非易燃气体，还可以防止与高温石墨反应发生爆炸，本实用新型以氮气作为气体冷却介质。
Claims (2)
1.一种防爆多晶硅铸锭炉，包括多晶硅铸锭炉下炉体（12），在多晶硅铸锭炉下炉体（12）的内炉壁（13）与外炉壁（14）之间设置有上夹层，在多晶硅铸锭炉下炉体（12）的内封头（1）与外封头（5）之间设置有底夹层，其特征在于，在上夹层与底夹层的连接处设置有将两夹层隔离的档圈（9），在上夹层的下端的铸锭炉下炉体上设置有下炉体进水口（6），在上夹层的上端的铸锭炉下炉体上设置有下炉体出水口（7），在上夹层中注满有冷却水（11），在底夹层的底部中央的铸锭炉下炉体上设置有冷却气入口（4），在底夹层的上端的铸锭炉下炉体上设置有冷却气出口（3），在底夹层中注满有冷却气体（10）。
2.根据权利要求1所述的一种防爆多晶硅铸锭炉，其特征在于，在上夹层中设置有冷却水导流板（8），在底夹层中设置有螺旋导流板（2）。
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|---|---|---|---|---|
| CN108842182A (zh) * | 2018-09-27 | 2018-11-20 | 宜昌南玻硅材料有限公司 | 一种多晶硅水冷铸锭炉溢流保护装置 |
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