多晶硅鑄錠爐節能裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種多晶硅鑄錠爐節能裝置，解決了現有的多晶硅鑄錠爐在生產過程中熱量損耗大從而導致耗電量大的問題。包括多晶硅鑄錠爐上爐體（1）和多晶硅鑄錠爐下爐體（7），在多晶硅鑄錠爐上爐體（1）的頂端設置有隔熱籠升降裝置（2），隔熱籠升降裝置與在多晶硅鑄錠爐中設置的隔熱籠（3）機械連接，在多晶硅鑄錠爐內分別設置有上矩形百葉窗（5）和下矩形百葉窗（6），在隔熱籠（3）的外側壁上固定設置有齒條板基座板（11），在齒條板基座板上沿上下垂直方向間隔地設置有上傳動齒（17）和下傳動齒（18），矩形百葉窗的葉片軸上的齒輪與上傳動齒或下傳動齒嚙合，使整個多晶硅生產的熱效率得到了更加充分地利用，節省了電能。
【專利說明】多晶硅鑄錠爐節能裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種在多晶硅鑄錠爐中使用的節能裝置，特別涉及一種多晶硅鑄錠爐在加熱、熔化和退火工藝階段提升爐中熱效率，在長晶階段使下爐腔快速散熱上爐腔保溫減少散熱和冷卻工藝階段使爐中熱量盡快散去的節能裝置。
【背景技術】
[0002]多晶硅的生長主要是通過硅料在多晶硅鑄錠爐中的定向生長來完成的。在這個過程中，多晶硅原料在鑄錠爐內經歷從固態到熔化，再長晶到固態的生長過程。整個生產過程需要消耗大量的電能，目前，行業的平均能耗指標是每生產I公斤多晶硅需要耗電8度，若平均每爐按照620公斤裝硅料的話，生產一爐需要4960度的用電量。現有的多晶硅鑄錠爐的結構沒有考慮各工藝對熱量的充分利用，另外爐內隔熱籠四周側壁上設置的保溫氈結構和位置不合理，造成了在多晶硅生產的加熱、熔化、長晶、退火和冷卻五個工藝過程中該保溫時熱量散失嚴重，該散熱時，熱量散失又慢的缺陷。
【發明內容】
[0003]本發明提供了一種多晶硅鑄錠爐節能裝置，解決了現有的多晶硅鑄錠爐在生產過程中熱量損耗大從而導致耗電量大的技術問題。
[0004]本發明是通過以下技術方案解決以上技術問題的:
[0005]一種多晶硅鑄錠爐節能裝置，包括多晶硅鑄錠爐上爐體和多晶硅鑄錠爐下爐體，在多晶硅鑄錠爐上爐體的頂端設置有隔熱籠升降裝置，隔熱籠升降裝置與在多晶硅鑄錠爐中設置的隔熱籠機械連接在一起，在隔熱籠的四周側壁上設置有保溫氈，在多晶硅鑄錠爐的爐壁上設置有水冷套，在多晶硅鑄錠爐上爐體的內側壁上沿上下垂直方向設置有上矩形百葉窗，在多晶硅鑄錠爐下爐體的內側壁上沿上下垂直方向設置有下矩形百葉窗，在上矩形百葉窗葉片上設置有上矩形百葉窗葉片驅動轉軸，在上矩形百葉窗葉片驅動轉軸的一端固定設置有上矩形百葉窗葉片驅動齒輪，在下矩形百葉窗葉片上設置有下矩形百葉窗葉片驅動轉軸，在下矩形百葉窗葉片驅動轉軸的一端固定設置有下矩形百葉窗葉片驅動齒輪，在隔熱籠的外側壁上固定設置有齒條板基座板，在齒條板基座板上沿上下垂直方向間隔地設置有上傳動齒和下傳動齒，在齒條板基座板與上矩形百葉窗葉片驅動齒輪之間設置有上中介傳動齒輪，上中介傳動齒輪與上矩形百葉窗葉片驅動齒輪嚙合，在齒條板基座板與下矩形百葉窗葉片驅動齒輪之間設置有下中介傳動齒輪，下中介傳動齒輪與下矩形百葉窗葉片驅動齒輪嚙合；在多晶硅鑄錠爐的內側壁上設置有高溫吸熱涂層。
[0006]上矩形百葉窗葉片驅動齒輪的齒數、上中介傳動齒輪的齒數、下矩形百葉窗葉片驅動齒輪的齒數和下中介傳動齒輪的齒數是相同的，上傳動齒的齒數和下傳動齒的齒數是相同的，上傳動齒的齒數是上矩形百葉窗葉片驅動齒輪的齒數的四分之一，上傳動齒與下傳動齒的間距為170毫米。
[0007]在長方體形的隔熱籠的每個側面的左右兩端均設置有齒條板基座板，在每個齒條板基座板上均間隔地設置有上傳動齒和下傳動齒，在長方體形的隔熱籠的每個側面所對應的多晶硅鑄錠爐的爐壁上均設置有兩個上矩形百葉窗和兩個下矩形百葉窗。
[0008]本發明通過在爐體中增加反射屏提高了生產過程中加熱和熔化階段的熱利用率，同時在爐壁內側面上增加高吸收率的爐壁涂層，在長晶和冷卻階段通過打開反射屏的百葉窗，使爐內熱量被爐壁涂層盡快吸收，加快了的多晶硅的散熱進程，使整個多晶硅生產的熱效率得到了更加充分地利用，節省了電能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是本發明的結構示意圖；
[0010]圖2是本發明的橫向截面結構示意圖；
[0011]圖3是本發明的矩形百葉窗開合結構示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖對本發明進行詳細說明:
[0013]一種多晶硅鑄錠爐節能裝置，包括多晶硅鑄錠爐上爐體I和多晶硅鑄錠爐下爐體7，在多晶硅鑄錠爐上爐體I的頂端設置有隔熱籠升降裝置2，隔熱籠升降裝置2與在多晶硅鑄錠爐中設置的隔熱籠3機械連接在一起，在隔熱籠3的四周側壁上設置有保溫氈4，在多晶硅鑄錠爐的爐壁上設置有水冷套19，在多晶硅鑄錠爐上爐體I的內側壁上沿上下垂直方向設置有上矩形百葉窗5，在多晶硅鑄錠爐下爐體7的內側壁上沿上下垂直方向設置有下矩形百葉窗6，在上矩形百葉窗葉片8上設置有上矩形百葉窗葉片驅動轉軸9，在上矩形百葉窗葉片驅動轉軸9的一端固定設置有上矩形百葉窗葉片驅動齒輪10，在下矩形百葉窗葉片13上設置有下矩形百葉窗葉片驅動轉軸14，在下矩形百葉窗葉片驅動轉軸14的一端固定設置有下矩形百葉窗葉片驅動齒輪15，在隔熱籠3的外側壁上固定設置有齒條板基座板11，在齒條板基座板11上沿上下垂直方向間隔地設置有上傳動齒17和下傳動齒18，在齒條板基座板11與上矩形百葉窗葉片驅動齒輪10之間設置有上中介傳動齒輪12，上中介傳動齒輪12與上矩形百葉窗葉片驅動齒輪10嚙合，在齒條板基座板11與下矩形百葉窗葉片驅動齒輪15之間設置有下中介傳動齒輪16，下中介傳動齒輪16與下矩形百葉窗葉片驅動齒輪15嚙合；在多晶硅鑄錠爐的內側壁上設置有高溫吸熱涂層20。
[0014]上矩形百葉窗葉片驅動齒輪10的齒數、上中介傳動齒輪12的齒數、下矩形百葉窗葉片驅動齒輪15的齒數和下中介傳動齒輪16的齒數是相同的,上傳動齒17的齒數和下傳動齒18的齒數是相同的，上傳動齒17的齒數是上矩形百葉窗葉片驅動齒輪10的齒數的四分之一，上傳動齒17與下傳動齒18的間距為170毫米。
[0015]在長方體形的隔熱籠3的每個側面的左右兩端均設置有齒條板基座板11，在每個齒條板基座板11上均間隔地設置有上傳動齒17和下傳動齒18，在長方體形的隔熱籠3的每個側面所對應的多晶硅鑄錠爐的爐壁上均設置有兩個上矩形百葉窗和兩個下矩形百葉窗。
[0016]本發明是基于在多晶硅生產的加熱、熔化、長晶、退火和冷卻五個工藝過程對爐內的熱量的聚集和散發有不同的要求而開發的。在加熱和熔化工藝過程中，硅料需要大量的吸熱，這時設置在爐體內的隔熱籠3降到了爐底，上矩形百葉窗5和下矩形百葉窗6上的百頁均處于上下垂直的閉合狀態，坩堝中的熱輔射通過在隔熱籠3的四周側壁上設置的保溫氈4輻射到百葉窗的葉片上后又被反射回坩堝中，減少爐內的熱量損失。在長晶階段，隔熱籠升降裝置2將隔熱籠3按照工藝緩慢向上提升170毫米，這時齒條板基座板11上的下傳動齒18與下中介傳動齒輪16嚙合，下中介傳動齒輪16與下矩形百葉窗葉片驅動齒輪15嚙合，使下矩形百葉窗葉片驅動轉軸14轉動90度，將下矩形百葉窗葉片13打開成水平狀，以利于坩堝底部的熱量直接輻射到爐體7內壁通過爐壁的高溫吸熱涂層20持續不斷地帶走熱量，滿足長晶的工藝要求。在退火階段，隔熱籠升降裝置2將隔熱籠3從170毫米處降下，當到達底部時齒條板基座板11上的下傳動齒18與下中介傳動齒輪16嚙合，下中介傳動齒輪16與下矩形百葉窗葉片驅動齒輪15嚙合，使下矩形百葉窗葉片驅動轉軸14反方向轉動90度，將下矩形百葉窗葉片13關閉成垂直狀。在冷卻階段，隔熱籠升降裝置2將隔熱籠3向上提升到達380毫米，這時齒條板基座板11上的下傳動齒18通過中介傳動齒輪16，將下矩形百葉窗葉片驅動齒輪15驅動，使下矩形百葉窗葉片驅動轉軸14轉動90度，將下矩形百葉窗葉片13打開成水平狀，當提升高度大于170毫米時，上傳動齒17驅動上中介傳動齒輪12，將上矩形百葉窗葉片驅動齒輪10驅動，使上矩形百葉窗葉片驅動轉軸9轉動90度，將上矩形百葉窗葉片8打開成水平狀。通過打開的百葉窗熱量直接輻射到爐壁上的高溫吸熱涂層20吸收，來增加吸熱量，提高降溫速度。在不同的工藝階段，即保證了爐內熱量的不損失浪費，又實現了該冷卻時，爐內熱量被迅速帶走的要求，節省了生產過程的電能，提1? 了生廣效 率。
【權利要求】
1.一種多晶硅鑄錠爐節能裝置，包括多晶硅鑄錠爐上爐體(I)和多晶硅鑄錠爐下爐體(7)，在多晶硅鑄錠爐上爐體(I)的頂端設置有隔熱籠升降裝置(2)，隔熱籠升降裝置(2)與在多晶硅鑄錠爐中設置的隔熱籠(3)機械連接在一起，在隔熱籠(3)的四周側壁上設置有保溫氈(4)，在多晶硅鑄錠爐的爐壁上設置有水冷套(19)，其特征在于，在多晶硅鑄錠爐上爐體(I)的內側壁上沿上下垂直方向設置有上矩形百葉窗(5)，在多晶硅鑄錠爐下爐體(7)的內側壁上沿上下垂直方向設置有下矩形百葉窗(6)，在上矩形百葉窗葉片(8)上設置有上矩形百葉窗葉片驅動轉軸(9)，在上矩形百葉窗葉片驅動轉軸(9)的一端固定設置有上矩形百葉窗葉片驅動齒輪(10)，在下矩形百葉窗葉片(13)上設置有下矩形百葉窗葉片驅動轉軸(14)，在下矩形百葉窗葉片驅動轉軸(14)的一端固定設置有下矩形百葉窗葉片驅動齒輪(15 )，在隔熱籠(3 )的外側壁上固定設置有齒條板基座板(11 )，在齒條板基座板(11)上沿上下垂直方向間隔地設置有上傳動齒(17)和下傳動齒(18)，在齒條板基座板(11)與上矩形百葉窗葉片驅動齒輪(10)之間設置有上中介傳動齒輪(12)，上中介傳動齒輪(12)與上矩形百葉窗葉片驅動齒輪(10)嚙合，在齒條板基座板(11)與下矩形百葉窗葉片驅動齒輪(15)之間設置有下中介傳動齒輪(16)，下中介傳動齒輪(16)與下矩形百葉窗葉片驅動齒輪(15)嚙合；在多晶硅鑄錠爐的內側壁上設置有高溫吸熱涂層(20)。
2.根據權利要求1所述的一種多晶硅鑄錠爐節能裝置，其特征在于，上矩形百葉窗葉片驅動齒輪(10)的齒數、上中介傳動齒輪(12)的齒數、下矩形百葉窗葉片驅動齒輪(15)的齒數和下中介傳動齒輪(16)的齒數是相同的,上傳動齒(17)的齒數和下傳動齒(18)的齒數是相同的，上傳動齒(17)的齒數是上矩形百葉窗葉片驅動齒輪(10)的齒數的四分之一，上傳動齒(17)與下傳動齒(18)的間距為170毫米。
3.根據權利要求2所述的一種多晶硅鑄錠爐節能裝置，其特征在于，在長方體形的隔熱籠(3 )的每個側面的左右兩端均設置有齒條板基座板(11)，在每個齒條板基座板(11)上均間隔地設置有上傳動齒(17)和下傳動齒(18)，在長方體形的隔熱籠(3)的每個側面所對應的多晶硅鑄錠爐的爐壁上均設置有兩個上矩形百葉窗和兩個下矩形百葉窗。
【文檔編號】C30B29/06GK203782273SQ201420130756
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年3月23日 優先權日:2014年3月23日
【發明者】于麗君, 周社柱, 王曉東, 劉茂生, 張瑾 申請人:山西中電科新能源技術有限公司