[发明专利]热场温度均匀的多晶硅铸锭炉复合保温结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种多晶硅铸锭炉，特别涉及一种多晶硅铸锭炉热场的保温结构。

背景技术

目前，多晶硅铸锭炉内的保温结构均是采取两层紧贴的碳纤维保温毡来进行热场内温度保持的，由于碳纤维本身的导热性能较差，可以很好地减少热量的散失，国产碳纤维的保温性能已经达到进口产品的性能；但这种保温结构导致的热能量流失，在铸锭过程中单位产品能耗仍占铸锭成本的30%以上。如何更加有效地避免热量耗散，是降低多晶硅铸锭成本的关键。通过能量传导方式的研究，在高温阶段，多晶硅铸锭炉的保温层主要是通过热辐射和热传导的方式进行能量传导的，通过大量的生产试验，如何减少保温层的热辐射热传导是降低多晶硅铸锭成本的关键。

发明内容

本发明提供了一种热场温度均匀的多晶硅铸锭炉复合保温结构，解决了现有的多晶硅铸锭炉保温结构的热场温度均匀性差导致热能量损失较高的技术问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

一种热场温度均匀的多晶硅铸锭炉复合保温结构，包括铸锭炉内的碳纤维外保温层、碳纤维内保温层和铸锭炉加热器，在碳纤维外保温层与碳纤维内保温层之间设置有空心层，在空心层中设置有镜面高温钼屏，在镜面高温钼屏上设置有碳碳螺杆穿过孔，碳碳螺杆依次穿过碳纤维外保温层、镜面高温钼屏上设置的碳碳螺杆穿过孔和碳纤维内保温层后与碳碳螺母连接在一起，在碳碳螺杆穿过孔外侧的碳碳螺杆上设置有镜面高温钼屏的外侧氮化硼固定件，在碳碳螺杆穿过孔内侧的碳碳螺杆上设置有镜面高温钼屏的内侧氮化硼固定件。

在碳纤维内保温层的两表面上均设置有矩阵式锥孔，矩阵式锥孔的孔口直径为5毫米，孔间距为8毫米，锥孔的锥度为64度。

在碳纤维内保温层的表面上设置的矩阵式锥孔的锥孔口的表面积之和是碳纤维内保温层的表面积的二分之一。

本发明通过对多晶硅铸锭热场保温结构分析，设计出一种节能效果更加明显，反射效率更高，漫发射比例明显提高的新型保温结构，可以有效降低生产过程中的能耗，通过漫发射提高热场内温度的均匀性，更有利于长晶过程工艺的控制。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中的A处局部放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种热场温度均匀的多晶硅铸锭炉复合保温结构，包括铸锭炉内的碳纤维外保温层1、碳纤维内保温层4和铸锭炉加热器8，在碳纤维外保温层1与碳纤维内保温层4之间设置有空心层9，在空心层9中设置有镜面高温钼屏3，在镜面高温钼屏3上设置有碳碳螺杆穿过孔10，碳碳螺杆2依次穿过碳纤维外保温层1、镜面高温钼屏3上设置的碳碳螺杆穿过孔10和碳纤维内保温层4后与碳碳螺母5连接在一起，在碳碳螺杆穿过孔10外侧的碳碳螺杆2上设置有镜面高温钼屏的外侧氮化硼固定件7，在碳碳螺杆穿过孔10内侧的碳碳螺杆2上设置有镜面高温钼屏的内侧氮化硼固定件11。

在碳纤维内保温层4的两表面上均设置有矩阵式锥孔6，矩阵式锥孔6的孔口直径为5毫米，孔间距为8毫米，锥孔的锥度为64度。

在碳纤维内保温层4的表面上设置的矩阵式锥孔6的锥孔口的表面积之和是碳纤维内保温层4的表面积的二分之一。

内、外保温层通过碳碳螺杆2连接，并通过碳碳螺母5压紧，在内、外保温层之间形成有空心层9，保证了内、外保温层之间不直接接触，减少热传导的面积。通过碳碳螺杆2、外侧氮化硼固定件7和内侧氮化硼固定件11固定空心层9中的镜面高温钼屏3，镜面高温钼屏3反射铸锭炉加热器8和碳纤维内保温层4所辐射到其表面上的能量，能量反射会热场内部有效减少热场散失，碳纤维内保温层4的双面的独特的矩阵式锥孔设计，孔口直接5毫米，孔间距8毫米，倒角64度，铸锭炉加热器8发出的热辐射能量在碳纤维内保温层4的锥孔位置处发生吸收和漫发射，在平面位置发生吸收和镜面直线发射，锥孔面积和平面面积实现直线反射面积和漫反射面积1：1，热场内温度均匀性更好，这样可以有效弥补铸锭炉加热器8发热辐射方向单一的缺点。

本发明是对现有的铸锭炉保温层进行重新设计，设计了一种新的复合保温结构，充分利用了碳纤维耐高温性和金属钼的优良反射性，通过内保温层的锥孔设计增加热场内漫反射的能量，弥补加热器热区过于集中，热场内温度均匀性不理想的问题。该结构既可以实现节能的效果又可以对热场温度均匀性产生改善作用。通过硬质碳纤维层和高温钼屏结合的方式，实现热能的最大化利用，通过内保温毡独特的漫反射锥孔的设计实现热场内温度的均匀控制，既可以提高能量的利用率又提高了热区内稳定的均匀性，便于铸锭工艺的调整和控制。