專利名稱：多晶硅還原爐鐘罩與底盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及太陽能領(lǐng)域的多晶硅制造技術(shù)，特別涉及多晶硅還原爐，具體是一種多晶硅還原爐鐘罩與底盤。
背景技術(shù)：
多晶硅是半導(dǎo)體、大規(guī)模集成電路和太陽能產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)原材料?，F(xiàn)有技術(shù)中廣泛采用SiHCl3還原法制備多晶硅。SiHCl3與H2反應(yīng)生成硅的過程在還原爐中進(jìn)行，主要反應(yīng)為SiHCl3 (g)+H2=Si (s)+3HCl(g)，上述反應(yīng)要求溫度控制在1100°C左右才能有效進(jìn)行。為減少設(shè)備材料對產(chǎn)品的污染，現(xiàn)有還原爐的制造材料選用不銹鋼，由于其使用溫度許用上限低于爐內(nèi)維持反應(yīng)所必需的高溫，為避免鐘罩內(nèi)壁和底盤上表面的溫度超出鋼材的使用溫度而發(fā)生石墨化傾向而產(chǎn)生安全隱患，鐘罩及底盤均采用外壁冷卻水套換熱，以降低鐘罩及底盤的壁面溫度。隨著多晶硅SiHCl3還原法生產(chǎn)工藝的日漸成熟和生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，還原爐的技術(shù)研發(fā)趨向大型化，M對棒還原爐和36對棒還原爐已逐漸成為主流反應(yīng)器，這兩種規(guī)格的還原爐直徑均在an以上。在爐內(nèi)維持反應(yīng)必需的壓力和高溫條件下，還原爐的鐘罩和底盤為滿足設(shè)備強度要求而相應(yīng)加厚，導(dǎo)熱性能隨之大幅下降，因此在相同的設(shè)計條件和爐體結(jié)構(gòu)下，必須加大冷卻水套中的冷卻水流量，從而將設(shè)備與反應(yīng)空間接觸面的壁面溫度控制在材料的許用溫度范圍內(nèi)，否則，還原爐的鐘罩及底盤材料可能出現(xiàn)石墨化傾向而發(fā)生安全隱患，降低還原爐的使用壽命。另一方面，現(xiàn)有大型還原爐的直徑較大，為滿足設(shè)備強度要求，在相同的設(shè)計條件和爐體結(jié)構(gòu)下，不銹鋼材料的厚度加大，導(dǎo)致設(shè)備制造的材料成本大幅增加，設(shè)備重量也相應(yīng)增大。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種多晶硅還原爐鐘罩與底盤，大大提高還原爐外壁與底盤的傳熱效果，從而降低鐘罩內(nèi)壁與底盤上表面的溫度，避免出現(xiàn)石墨化傾向，延長還原爐的使用壽命；同時，降低冷卻水的消耗量，減少生產(chǎn)成本，節(jié)約材料成本，減輕設(shè)備重量。本實用新型的多晶硅還原爐鐘罩與底盤采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)多晶硅還原爐鐘罩與底盤，包括鐘罩、底盤，所述鐘罩包括內(nèi)壁與外壁，所述底盤包括上表面與下表面。作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述鐘罩與底盤采用碳鋼-不銹鋼復(fù)合板材料制造。作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述鐘罩外壁采用復(fù)合板的碳鋼層作為基層材料，所述鐘罩內(nèi)壁采用復(fù)合板的不銹鋼層材料；所述底盤下表面采用復(fù)合板的碳鋼層作為基層材料，所述底盤上表面采用復(fù)合板的不銹鋼材料。作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述鐘罩的外壁外側(cè)設(shè)有冷卻水夾套，所述底盤的下表面外側(cè)設(shè)有水冷結(jié)構(gòu)。作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述冷卻水夾套上設(shè)有冷卻水進(jìn)口 A與冷卻水出口 A。作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述冷卻水進(jìn)水口 A位于鐘罩的下部，所述冷卻水出口 A位于鐘罩的頂部。作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述水冷結(jié)構(gòu)包含冷卻水進(jìn)口 B與冷卻水出口 B0本實用新型的工作原理是采用碳鋼-不銹鋼復(fù)合板制造多晶硅還原爐鐘罩和底盤，復(fù)合板的碳鋼層作為基層材料，用作還原爐的外表面，即鐘罩外壁和底盤下表面；不銹鋼層作為還原爐的內(nèi)表面，即鐘罩內(nèi)壁和底盤上表面，以減少設(shè)備材質(zhì)對產(chǎn)品的污染。碳鋼的導(dǎo)熱性能優(yōu)于不銹鋼，在相同的設(shè)計條件和爐體結(jié)構(gòu)下，復(fù)合板鐘罩能更快地將還原爐內(nèi)壁的熱量傳遞到外壁，還原爐底盤能更快地將底盤上表面的熱量傳遞到下表面，通過冷卻水夾套內(nèi)的冷卻水將熱量吸收并帶走，傳熱效果得到改善，從而降低鐘罩內(nèi)壁和底盤上表面的溫度，避免還原爐鐘罩及底盤鋼材在高溫下出現(xiàn)石墨化傾向，提高了還原爐的使用壽命，減少了設(shè)備不安全因素的出現(xiàn)。采用碳鋼-不銹鋼復(fù)合板鐘罩及底盤，其冷卻夾套中可采用較小的冷卻水流量，從而可降低冷卻水的消耗量以降低生產(chǎn)成本。碳鋼的強度性能優(yōu)于不銹鋼，在相同的設(shè)計條件和爐體結(jié)構(gòu)下，較薄的復(fù)合板鐘罩及底盤即可滿足設(shè)備的強度要求，較之現(xiàn)有的不銹鋼鐘罩及底盤，不但材料成本大大降低，設(shè)備重量也相應(yīng)減輕。本實用新型的多晶硅還原爐鐘罩與底盤能更好地適應(yīng)還原爐大型化發(fā)展需要。

圖1是本實用新型多晶硅還原爐鐘罩與底盤的示意圖。附圖標(biāo)記1鐘罩2鐘罩外壁3鐘罩內(nèi)壁5底盤上表面 6底盤下表面 7冷卻水夾套9冷卻水出口 A 10冷卻水進(jìn)口 B 11冷卻水出口 B
具體實施方式下面結(jié)合具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步說明。如圖1所示，本實用新型多晶硅還原爐鐘罩與底盤包括鐘罩1、底盤4，鐘罩1包括鐘罩外壁2與鐘罩內(nèi)壁3，鐘罩外壁2采用復(fù)合板的碳鋼層作為基層材料；鐘罩內(nèi)壁3采用復(fù)合板的不銹鋼層材料。鐘罩1的碳鋼外壁2采用冷卻水夾套7，設(shè)置冷卻水進(jìn)口 A8和冷卻水出口 A9，冷卻水出口 A9位于鐘罩1的頂部。底盤4包括底盤上表面5與底盤下表面6，采用復(fù)合板的碳鋼層作為基層材料，用作底盤的下表面6 ；底盤上表面5采用復(fù)合板的不銹鋼層材料。底盤下表面6采用水冷結(jié)構(gòu)12，設(shè)置冷卻水進(jìn)口 BlO和冷卻水出Π Bll0本實例的工作過程是多晶硅還原爐工作時，通過向冷卻水夾套7與水冷結(jié)構(gòu)12 中注入冷卻水，及時將還原爐內(nèi)壁的溫度傳遞至還原爐外壁，大大降低還原爐內(nèi)壁的溫度，
4底盤
8冷卻水進(jìn)口 A 12水冷結(jié)構(gòu)。而還原爐外壁，即鐘罩外壁2與底盤下表面6采用復(fù)合板的碳鋼層材料，實現(xiàn)更快更好的傳熱效果，從而降低鐘罩內(nèi)壁3和底盤上表面5的溫度，避免還原爐鐘罩1及底盤4的材料在高溫下出現(xiàn)石墨化傾向，提高了還原爐的使用壽命，減少了設(shè)備不安全因素的出現(xiàn)。
權(quán)利要求1.多晶硅還原爐鐘罩與底盤，包括鐘罩、底盤，其特征在于所述鐘罩包括內(nèi)壁與外壁，所述底盤包括上表面與下表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅還原爐鐘罩與底盤，其特征在于所述鐘罩與底盤采用碳鋼-不銹鋼復(fù)合板材料制造。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多晶硅還原爐鐘罩與底盤，其特征在于所述鐘罩外壁采用復(fù)合板的碳鋼層作為基層材料，所述鐘罩內(nèi)壁采用復(fù)合板的不銹鋼層材料；所述底盤下表面采用復(fù)合板的碳鋼層作為基層材料，所述底盤上表面采用復(fù)合板的不銹鋼材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多晶硅還原爐鐘罩與底盤，其特征在于所述鐘罩的外壁外側(cè)設(shè)有冷卻水夾套，所述底盤的下表面外側(cè)設(shè)有水冷結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多晶硅還原爐鐘罩與底盤，其特征在于所述水冷結(jié)構(gòu)包含冷卻水進(jìn)口 B與冷卻水出口 B。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多晶硅還原爐鐘罩與底盤，其特征在于所述冷卻水夾套上設(shè)有冷卻水進(jìn)口 A與冷卻水出口 A。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多晶硅還原爐鐘罩與底盤，其特征在于所述冷卻水進(jìn)水口A 位于鐘罩的下部，所述冷卻水出口 A位于鐘罩的頂部。
專利摘要本實用新型提供的多晶硅還原爐鐘罩與底盤，包括鐘罩、底盤，所述鐘罩包括內(nèi)壁與外壁，所述底盤包括上表面與下表面。所述鐘罩與底盤采用碳鋼-不銹鋼復(fù)合板材料制造，復(fù)合板的碳鋼層作為基層材料，用作還原爐的外表面；復(fù)合板的不銹鋼層作為還原爐的內(nèi)表面，以減少設(shè)備材質(zhì)對產(chǎn)品的污染。在相同的設(shè)計條件和爐體結(jié)構(gòu)下，碳鋼材料的強度性能和導(dǎo)熱性能均優(yōu)于不銹鋼，因此以復(fù)合板取代傳統(tǒng)的不銹鋼材料制造還原爐的鐘罩及底盤，大大改善了還原爐內(nèi)壁與冷卻水夾套之間的傳熱效果，從而避免鐘罩及底盤因傳熱效果不好而受爐內(nèi)高溫影響出現(xiàn)石墨化傾向。本實用新型在降低材料成本和設(shè)備重量的同時，減少設(shè)備不安全因素的出現(xiàn)，提高了還原爐的使用壽命。
文檔編號C01B33/03GK202131104SQ201120236278
公開日2012年2月1日 申請日期2011年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月6日
發(fā)明者宋瑜, 李東曦, 那日薩 申請人:上海森松化工成套裝備有限公司