浅谈氢化炉/还原炉电极的安装

摘 要：从改良西门子法多晶硅生产系统来分析，氢化炉/还原炉是生产多晶硅的核心设备，也是决定系统产能、能耗、环保指标，以及可靠性、安全性的关键因素。氢化炉/还原炉是依靠炉筒边与炉底盘、电极与炉底盘密闭，炉内有三氯氢硅、氢气等易燃易爆的介质，在1100℃左右进行反应。电极是整个还原炉比较脆弱的地方，因此电极的安装一定要满足在高温高压腐蚀性气体的情况下运行。介绍了氢化炉/还原炉电极的特点、安装工艺和安装注意事项。

关键词：多晶硅 电极 绝缘 定位 洁净度 气密性

中图分类号：TK17 文献标识码：A 文章编号：1007—3973（2012）009—019—03

1 前言

随着新能源政策的大力推行，我国多晶硅项目日益渐多。多晶硅项目的核心装置在于氢化/还原厂房，其核心设备为氢化炉/还原炉；电极作为氢化炉/还原炉的重要组成部分，其安装质量直接关系到氢化炉/还原炉的运行、多晶硅产品的质量好坏。因此在多晶硅项目建设中熟悉、掌握电极安装工艺流程和安装注意事项尤为重要。

2 电极的特点

氢化炉/还原炉电极材料为具有高导电率、高强度、高弹性模量的铍青铜，电极采用中空高纯水冷却能耐很大电流，顶部与石墨件配合，配合面积>80%以避免接触电阻过大而产生局部高温。

3 施工工艺流程

3.1 工艺流程

3.2 安装电极的施工要求和施工准备

3.2.1 施工要求

在开始安装电极之前，应满足下列条件：

（1）氢化炉/还原炉底座板已就位，且已经找平找正（垂直度、平行度）。

（2）氢化炉、还原炉清洗脱脂钝化干燥满足安装要求。

（3）氢化炉/还原炉底座板的上下两面和电极孔已清洗干净、达到洁净度要求。

（4）电极本体及附件已经清洗干净、达到洁净度要求。

3.2.2 施工准备

（1）所用电极及附件应预先试装，检查规格是否同电极孔一致，部件是否齐全，并检查是否存在损坏的和有缺陷的部件。

（2）氢化炉/还原炉电极组件（如图1所示）。

（3）将电极安装到一个氢化炉/还原炉需要部件（如表1）。

（4）将电极安装到氢化炉/还原炉必须使用的工具（如表2）。

3.3 施工工艺

3.3.1 材料转运

将氢化炉/还原炉电极装运箱放到氢化炉/还原炉厂房的主层上，尽量靠近安装电极的氢化炉/还原炉地板的顶侧。

3.3.2 开箱检查

打开装有用于氢化炉/还原炉安装的电极的箱子，核实合适的电极用于氢化炉或还原炉，同时核实是否提供有安装需要的所有部件并检查是否存在损坏的和有缺陷的部件。

3.3.3 清洗安装材料

严格按照清洗标准对特氟隆套管、特氟隆垫圈、不锈钢垫圈、不锈钢螺纹型环进行清洗，达到洁净度要求。

3.3.4 安装特氟隆套管

从氢化炉/还原炉顶侧开始组装，取下一个特氟隆套管并将其插入氢化炉/还原炉底板的内环六个孔的其中之一个（如图2所示）。重复将套管插入底板内环上余下的五个孔。完成内环后，以同样的方式处理中环和外环，直到底板上的每一个孔都装有特氟隆套管。

3.3.5 安装电极

取下一个还原炉电极编号后将其插入氢化炉/还原炉内环的六个孔的其中一个（如图3所示）。重复将电极插入底板内环上余下的五个孔，完成内环后以同样的方式组装中环和外环，直到底板上的每一个孔都装有电极。

3.3.6 组装电极

开始安装内环上的电极，以根据图4所示顺序安装一个特氟隆垫圈、一个不锈钢垫圈和一个不锈钢螺纹型环。

3.3.7 电极定位

在四颗M12不锈钢螺栓上都使用少量（

重复步骤3.3.6和此步骤，组装内环上余下的电极，然后接着组装中环。组装完中环后，接着以同样的方式组装外环。当全部完成后，还原炉的下侧应组装为如图6所示。

3.3.8 安装石英盖

氢化炉/还原炉下侧上的安装完成后，收集所有散开的材料并进行处理。返回氢化炉/还原炉底板顶侧的还原炉厂房主层，在每一个电极上方安装石英盖，如图7所示。

3.3.9 气密性试验

氢化炉/还原炉在电极安装完毕后，还应将炉筒吊装就位后进行气密性试验，检验电极、炉底盘是否密闭。

4 注意事项

（1）电极本体的螺纹牙距较小，螺纹较细，在转运、清洗、放置的过程中应尽量放置于洁净软塑料垫上，以防损伤螺纹。

（2）电极安装前，应在电极接水管端的底部编号，为安装冷却水管提供依据。

（3）电极定位时，应当考虑到特氟隆软管倒钩安装就位后与电极、母排的间距，以免间距过近引发击穿现象。

（4）电极紧固以后，应对电极绝缘性能进行检查，绝缘合格方可进行气密性试验。

（5）电极用扭矩扳手紧固以后，还应根据情况对所有电极不锈钢螺栓进行热紧，气密性试验合格后方能进行下一工序。

5 结论

氢化炉/还原炉电极安装是在炉底座板已就位且找平找正的前提下进行的，电极安装后需经绝缘检查、气密性试验合格才能进行冷却水管和电极铜排、电缆的连接。通过对氢化炉/还原炉电极的特点、安装工艺和安装注意事项的介绍，使氢化炉/还原炉电极的安装工作事半功倍，具有较强的指导意义。

参考文献：

[1] 董黎明.多晶硅氢化炉及还原炉的研发[J].节能与环保，2009（9）.

[2] 《氢化炉/还原炉安装手册》[S].