多晶硅钟罩旋转清洗装置研究和设计.doc

多晶硅钟罩旋转清洗装置研究和设计.doc1 多晶硅钟罩旋转清洗装置研究和设计摘要采用改良西门子法生产多晶硅, 其中还原炉和氢化炉是改良西门子法生产多晶硅的核心设备,钟罩的洁净直接影响生产能耗及成本,通过研究设计旋转清洗装置有效解决生产实际问题, 为生产提供强有力的保障, 为公司节能降耗提供措施。该研究已获得成功并已经申报专利, 发明专利号为 。关键词多晶硅还原炉氢化炉清洗装置中图分类号: TQ127 文献标识码: A 文章编号: 1671-7597 ( 2013 ) 16-0012-01 目前多晶硅生产多数采用改良西门子法, 其一直是多晶硅生产最主要的工艺方法, 用来生产半导体行业电子级多晶硅; 改良西门子法是一种化学方法, 主要由三***氢硅与氢气在 1050 ℃~ 1150 ℃, 一定压力下进行还原气象沉积反应,生产高纯多晶硅。还原炉和氢化炉是改良西门子法生产多晶硅的核心设备, 其运行好坏直接影响多晶硅质量及生产成本。还原炉和氢化炉为电耗较高的设备,一般为降低电耗及成本, 采取调整工艺参数、提供进料温度、提高冷却水温、清洗钟等方法,然而钟罩清洗多多晶硅生产非常重要,钟罩清洗不干净、光洁度不够, 常常导致硅芯击不穿或产品质量污染, 因此设计并制作钟罩清洗装置,应用于生产中的必要性较高。 2 1 钟罩旋转清洗装置的设计原理国内多晶硅钟罩清洗多种多样,有高压清洗、化学溶剂低压清洗、机械抛光等。我公司多晶硅生产原有清洗装置( 上海力仕) 采用为碱液中压清洗, 在使用过程中发现不能将钟罩清洗干净, 不能满足生产需求。经过多次人工刷洗摸索和实践,设计了并制作转动机械清洗装置。 2 钟罩旋转清洗装置结构设计 旋转结构设计根据钟罩结构分为筒体和封头,筒体部分为圆形直筒结构且内壁光滑; 封头采用半椭圆形标准封头结构, 整体内部无插入管等内部零件影响, 因此确定清洗装置可采用旋转结构。并考虑旋转要求平稳、摆动小、均匀对称, 因此同一高度刷子对称布置, 不同高度刷子螺旋上升, 有效克服钟罩内壁椭圆度问题,达到旋转摆动小,平稳的特点。确定采用旋转结构,动力装置自然采用电机带动,经过计算校核,电机选择型号为 Y160M-4 , 11KW 三相异步电动机。考虑到清洗装置旋转清洗可能出现刮擦钟罩内壁,阻力增大导致损伤设备,采用皮带传输结构,有效解决联轴器硬性连接的弊端。转子部分采用 DN80 不锈钢管制作,长度为 m ,要求钢管直线度小于 10 mm/m ,总长直线度小于 20 mm。轴承选择, 考虑转轴重力支撑和径向摆动受力, 因此选择向心推力轴承,其特点主要用于同时具有径向、轴向负荷传动轴的安装、固定之中。 3 安装方式采用背面对背面成对安装,即背靠背安装。 刷子结构设计结合钟罩内壁清洗光洁度要求,清洗过程中刷子不能损伤钟罩内壁, 结合不锈钢金属的硬度及特性, 采用尼龙材料作为刷子原材料, 尼龙具有使用温度范围大、热膨胀系数小、机械强度高、耐磨损强及耐疲劳性好、无毒、质轻等优良特性。通过计算、摩擦力选择等进行选择, 直径为Ф mm, 具有一定的韧性和硬性。尼龙的硬度远低于金属, 尼龙韧性表现在与钟罩内壁擦洗时不会损伤钟罩内壁, 并具有较强耐磨性。经过实测钟罩内壁直径尺寸,对尼龙柔性分析,刷子尼龙长度为 80 mm ,刷子根部距离钟罩内壁约 60 mm ,