[实用新型]高纯硅提纯炉

说明书

技术领域：

本实用新型属于一种非金属冶炼炉，具体为一种高纯度硅提纯炉。

背景技术：

硅是一种重要的电子、光学材料，在信息、通讯、航空航天、环保等广阔领域发挥着重要的作用，市场需求也越来越大。如太阳能电池用硅就远不能满足需求，目前太阳能电池用硅主要有三个来源：一是半导体多晶硅弯头料、碎料，二是半导体多晶硅厂用多余的产能生产太阳能电池级多晶硅，三是电子级多晶硅生产的头尾料、锅底料。而目前“西门子法”硅生产方法，工艺复杂，使用有毒气体，成本高，产量低，建厂投资大，周期长，技术要求高。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种大型热交换提纯炉，将1500℃的熔硅通过温度和时间的控制，同时加入一些助剂，达到去杂提纯，生产出4N级高纯硅的目的。

本实用新型的技术方案是：提纯炉包括炉体、炉架、升降机、坩埚、循环冷却盘、硅钼棒、温度感应器及控制柜，硅钼棒、温度感应器、坩埚、循环冷却盘设置在炉体内。

炉体由双层不锈钢板制成，设有熔硅入注口、观察口、抽真空口、注气口，底部炉门与升降杆相连，可微机控制或手动控制升降。

升降机包括变频升降电机、升降杆。

坩埚放置在循环冷却盘上。

循环冷却盘固定在升降杆顶部，盘内在降温过程中通有循环冷却水。

控制柜内设智能仪表和晶闸管控制器，与温度感应器、硅热棒、组成PID温度控制系统。

本实用新型的技术效果是：由于炉体密封度好，控制升温、降温的温度、时间、变化速度精确，使硅熔液在结晶过程与杂质的分离得到有效的控制，硅锭中的硅含量达到99.99％。

附图说明：

附图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式：

结合附图实施例说明本实用新型结构特征如下：

高纯硅提纯炉由炉体1、炉架2、升降机3，、坩埚4、循环冷却盘5、硅钼棒6、温度感应器7及控制柜8组成。

炉体1放置在炉架2上，由双层不锈钢板制成，设有熔硅注入口10、观察口11、抽真空口12、注气口13，底部炉门14与升降杆3相连，可微机控制或手动控制升降。

升降机3包括调频升降电机9、升降杆3。

坩埚4放置在循环冷却盘5上。

循环冷却盘5固定在升降杆3顶部，盘内在降温过程中通有循环冷却水。

控制柜8内设智能仪表和晶闸管控制器，与温度感应器7、硅钼棒6、组成PID温度控制系统。

温度感应器7有多个，设置在炉内壁上部、中部，与控制柜信号相连。

硅钼棒6由控制器8控制供电，供电电路中设有电流限制环节保护晶闸管正常工作。

本实用新型的工作过程如下：

1、将1500℃的熔硅通过注入口10注入特制1的密闭提纯炉内的坩埚4内。

2、将提纯炉内空气通过抽真空口12抽成真空。

3、通过注气口13向炉内加入保护性气体氬气，避免提纯过程中无序的氧化反应。

4、通过炉内热元件硅钼棒6，使炉内温度升至1600℃，并保持3小时。

5、开始降温，注入O₂，H₂O(蒸气)，把炉中Fe，Al，Ca等杂质形成化合物，在熔硅中加入适量造渣剂，使杂质形成低熔点、低比重的熔渣，浮于熔硅表面。

6、在22小时内将提纯炉内温度从1600℃降到常温。降温过程中将冷却循环水注入循环冷却盘5内，同时由升降机3将坩埚4缓慢地降到提纯炉炉底14。后期连同炉底14一起下降，打开炉门，温度降到常温。