[发明专利]一种高效率的还原炉电极修复方法

说明书

本发明公开了一种还原炉电极修复方法，包括以下步骤：(1)、对还原炉电极上待修复的区域表面进行清洁和打磨处理；(2)、用惰性气体负载待喷涂颗粒经加热至200～800℃后喷涂于待修复的区域表面；(3)、按照实际使用尺寸要求对还原炉电极表面涂层进行机械加工，即得修复后的还原炉电极。本发明所述还原炉电极修复方法可以使修复体致密且与电极基体材料结合强度高；能基于电极构件形状，通过控制喷嘴尺寸、喷涂参数、轨迹等优化电极材料的沉积精度，降低后续加工量；修复体厚度及形状不受限，可用于各种损毁程度的电极修复；适用的材料广，且可同时修复基体和涂层，效率高；喷涂过程简单，无需热处理，成本低，生产效率高。

技术领域

本发明涉及一种电极修复方法，具体涉及一种高效率的还原炉电极修复方法。

背景技术

中国作为多晶硅生产大国，产量为世界第一，约占世界总产量的一半。其中多晶硅的生产，改良西门子法是国际上生产多晶硅的主流技术，其核心设备为还原炉，其中还原炉中的导电电极是影响多晶硅纯度的关键部件之一。国内目前大部分厂家使用的电极为纯铜材质，锥形段表面设置有银涂层，以降低电极提与石墨座间的接触电阻，以实现还原炉的快速、稳定启动(典型的电极形状如图1所示)，在生产过程中电极头部受到硅芯介质的加热，在强酸性气体氛围中受到腐蚀，同时由于倒棒、磕碰等原因，极易造成纯铜电极的缺损，从而使电极失去使用价值，对已因缺损而失去使用价值的电极进行修复再制造，使修复后的电极接近或超过原有新电极的质量和性能，不但为使用厂家节省大量的生产成本，避免资源浪费，还将大大提高生产效率，有着极高的经济效益。

电极的修复技术有电弧喷涂、等离子体喷涂、高速火焰喷涂以及爆炸喷涂等传统热喷涂技术，这些技术的特征是将被喷涂材料送入由喷枪喷射出的高温高速火焰或等离子体射流中，使其迅速受热，以熔融或半熔融形态高速喷射到经预处理的基体材料表面，熔融粒子撞击基体后冷却、凝固、堆垛形成涂层从而达到修复再制造的目的。

上述修复方法均需要在较高温度下完成。在热源作用下，空气卷入会导致喷涂粒子和气体反应，如氧化等，使得喷涂后出现氧化物。采用保护气体，可可减少氧化物夹杂，但缺陷仍不可避免。此外，这些技术的粒子飞行速度介于80到800m/s之间，颗粒的陆续堆叠不够充分和部分颗粒的反弹散失，造成涂层有气孔，与基体表面的结合力以及涂层内部结合力欠佳，往往因为达不到电极本身原有的强度性能而影响电极使用寿命，频繁更换电极也降低了生产效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种高效率的还原炉电极修复方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种还原炉电极修复方法，包括以下步骤：

(1)、对还原炉电极上待修复的区域表面进行清洁和打磨处理；

(2)、用惰性气体负载待喷涂颗粒经加热至200～800℃后喷涂于待修复的区域表面；

(3)、按照实际使用尺寸要求对还原炉电极表面涂层进行机械加工，即得修复后的还原炉电极。

本发明所述修复方法是首先通过对电极进行表面处理，尽量保证修复面的洁净及低粗糙度，然后在喷涂前对待喷涂颗粒进行预热，控制待喷涂颗粒粒子的软化程度，调控粉末粒子撞击基体时撞击力度与塑性变形程度，一方面使涂层与基体达到冶金结合状态，结合强度接近铸件强度，另一方面改善了粉末粒子沉积状态，使涂层逐层堆叠平整，修复厚度不受影响，对不同尺寸大小、不同损毁程度电极均可实现修复。采用本发明所述方法获得的电极能够与还原炉电极本身强度相媲美，解决了电极使用寿命短、修复效果差，从而导致生产效率低下的问题。