GB∕T 10067.416-2019 电热和电磁处理装置基本技术条件 第416部分：多晶硅铸锭炉 GB∕T10067.416-2019 标准压缩包解压密码：www.bzxz.net

ICS25.180.10
中华人民共和国国家标准
GB/T10067.416—2019
电热和电磁处理装置基本技术条件第416部分：多晶硅铸锭炉
Basic specifications for electroheating and electromagnetic processing installations-Part 416:Polysilicon ingotfurnace2019-08-30发布
国家市场监督管理总局
中国国家标准化管理委员会
2020-03-01实施
规范性引用文件
术语和定义
产品分类
技术要求
试验方法·
检验规则
标志、包装、运输和贮存
订购与供货
GB/T10067.416—2019
GB/T10067《电热和电磁处理装置基本技术条件》分为以下部分：第1部分：通用部分；
第2部分：电弧加热装置；
第21部分：大型交流电弧炉；
第3部分：感应电热装置；
第31部分：中频无心感应炉；
第32部分：电压型变频多台中频无心感应炉成套装置：第33部分：工频无心感应熔铜炉；第34部分：晶体管式高频感应加热装置；第35部分：中频真空感应熔炼炉；第4部分：间接电阻炉；
第41部分：网带式电阻加热机组：第42部分：推送式电阻加热机组；第43部分：强迫对流井式电阻炉；第44部分：箱式电阻炉；
第45部分：真空火炉；
第46部分：罩式电阻炉；
第47部分：真空热处理和钎焊炉；第48部分：台车式电阻炉；
第49部分：自然对流井式电阻炉；第410部分：单晶炉；
第411部分：电热浴炉；
第412部分：箱式淬火炉；
第413部分：实验用电阻炉；
第414部分：工业宝石炉：
第415部分：铝材退火炉；
第416部分：多晶硅铸锭炉；
第5部分：高频介质加热设备；
第8部分：电渣重熔炉。
本部分为GB/T10067的第416部分。本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本部分由中国电器工业协会提出。本部分由全国工业电热设备标准化技术委员会（SAC/TC121)）归口GB/T10067.416—2019
本部分起草单位：江苏华盛天龙光电设备股份有限公司、西安电炉研究所有限公司、成都超迈光电科技有限公司、江苏星特亮科技有限公司、常州市乐萌压力容器有限公司、国家电炉质量监督检验中心本部分主要起草人：李留臣、李琨、张松林、周正星、潘燕萍、黄晓军、张永武、徐海波、束天和。1范围
电热和电磁处理装置基本技术条件第416部分：多晶硅铸锭炉
GB/T10067.416—2019
GB/T10067的本部分规定了多晶品硅铸锭炉（以下简称多晶炉）的术语和定义产品分类，技术要求，试验方法，检验规则、标志、包装，运输和贮存以及订购与供货本部分适用于定向凝固生长太阳能级多晶硅锭的多晶炉。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T150—2011（所有部分）压力容器GB/T2900.23—2008电工术语工业电热装置GB3095—2012环境空气质量标准GB/T5959.1一2019电热和电磁处理装置的安全第1部分：通用要求污水综合排放标准
GB8978—1996
GB/T10066.1一2019电热和电磁处理装置的试验方法第1部分：通用部分电热设备的试验方法第4部分：间接电阻炉GB/T10066.4—2004
GB/T10067.1—2019
电热和电磁处理装置的基本技术条件第1部分：通用部分GB/T10067.4-
GB12348—2008
电热装置基本技术条件第4部分：间接电阻炉工业企业厂界环境噪声排放标准大气污染物综合排放标准
GB162971996
JB/T9691—1999
3术语和定义
电热设备产品型号编制方法
GB/T2900.23一2008.GB/T10066.4—2004界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
多晶炉polysilicon ingot furnace利用多晶硅定向凝固技术生产用于太阳能级多晶硅锭的一种工业电热设备。3.2
工作室尺寸dimensions of workingchamber多晶炉设计时规定并在图纸上标明的晶体生长室的空间尺寸。注：工作室尺寸用内径和高度表示。3.3
熔料量charge
多晶炉设计时规定的每炉次一次最大的装料量。1
GB/T10067.416—2019
working temperature
工作温度
多晶炉设计时规定的多晶硅材料熔化及长晶等过程中充许使用的温度范围。3.5
最高加热温度
maximumtemperature
多晶炉设计时规定的能够满足对加热系统进行预先熳烧处理目的而需达到的加热温度。4产品分类
多晶炉产品的型号应按JB/T9691—1999编制。4.1
多晶炉按其工作室尺寸或铸锭的规格进行分类4.2
a）按工作室内径尺寸（单位为厘米)分为多个品种；按照铸锭的规格分为多个品种（通常以此分类方法为主）：b）
1）G5多晶炉；
2）G6多晶炉；
3）G7多晶炉。
3在多晶炉的产品标准中应按GB/T10067.1一2019中第4章的规定进一步按产品的结构类型、气4.3
氛、最高工作温度等进行分类。4.4
在具体产品标准中对各个型号的多晶炉应分别列出以下各项参数：a)
电源电压，V；
电源频率，Hz；
相数；
晶锭规格，mm；
熔料量，kg；
工作室尺寸，mm；
额定功率，kW；
工作温度，℃；www.bzxz.net
最高加热温度，℃；
工作电压，V；
极限真空度，Pa;
压升率，Pa/h；
空炉抽空时间，h；
气体耗量，L/h；
水流量，m\/h；
主机质量，t；
主机外形尺寸，mm。
5技术要求
5.1一般技术要求
多晶炉的技术要求应符合GB/T10067.4一2005中第5章的规定2
5.2对设计和制造的补充要求
5.2.1总体要求
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多晶炉主要由真空炉体、加热隔热系统、电源供应与控制系统、真空与供气系统、水冷系统、钢结构平台及楼梯部件组成。
多品炉的炉体通常由上炉体、下炉体及顶部炉盖组成。炉体通常为内热式水冷炉壁结构。在多晶炉通电加热前，抽气系统应能把炉室抽到预定的真空度。在加热阶段，输人功率应能调节，在冷却阶段，硅锭应能在不同真空度下和中性气体（包括情性气体，下同）中冷却。5.2.2材料
所有处于炉室内的材料应适应设计规定的气氛、真空度、温度，并在该环境下保持稳定的成分和性能。
5.2.3工作电压
多晶炉的工作电压在产品技术参数中规定。在正常工作条件下，炉内应不产生火花放电。5.2.4炉壳
炉壳应采用水冷结构。筒体的设计和制造应符合GB/T150一2011（所有部分）的规定。炉壳内表面应光洁平整。内外壁可用不锈钢材料制成5.2.5炉室
多晶炉的加热系统应根据铸锭工艺要求进行设计制造炉室的设计应把热胀冷缩引起的变形，以及热损失限制到最小程度多晶炉加热元件的引出部分应采取水冷却措施，确保真空密封和正常工作。5.2.6水冷系统
水冷系统应能使炉壳的筒体、封头的表面温升不超过5.3.6的规定；采用全水冷的电源装置（一般应采用可循环冷却水），在水压不足或压力过高时应有指示或报警信号，关键水冷部位还应具备超温报警信号。各路冷却水路应装设开关，以便调节流量方便维修。对水冷系统水质的要求如下：
a)pH值6~9;
氯离子浓度≤10mg/L；
碳酸钙浓度≤50mg/L（不加人化学试剂）；c）
悬浮物≤10mg/L；
e）溶解氧量≤10mg/L。
5.2.7抽气系统
多晶炉的抽气系统由真空机组、管道、阀门、控制系统、真空计等组成。系统中应设置安全阀门，在发生停电事故时应能自动关闭管道，以防止空气和真空泵油进入炉内5.2.8充气系统
多晶炉的充气系统通常是由气体流量控制单元来实现，并应具备安全防爆装置，在多晶炉产品技术3
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参数中可具体规定不同的充气压力数值。5.2.9测量、控制和记录
5.2.9.1一般要求
多晶炉的测量、控制和记录应符合GB/T10067.4一2005中5.2.9（除5.2.9.6以外）的各项规定和5.2.9.2～5.2.9.11的规定。
5.2.9.2控制装置
多晶炉应配备专门的控制柜，用来安装仪器、仪表和控制元件等。控制系统应配备速度控制单元，温度控制单元及功率部件、晶体生长控制器、冷却水温度显示、报警、运行状态报警装置和继电控制单元等。
5.2.9.3炉温控制系统
多晶炉的炉温控制系统应具有自适应和自调节控制功能。对温度控制器如有不同要求可按9.2提出。
5.2.9.4真空仪表
多晶炉应配备真空检测仪器，用来测量0.1Pa～10000Pa之间的真空度。5.2.9.5晶体生长控制器
多晶炉应配备晶体生长控制器，以实现熔化，长晶，冷却等过程的全自动化。在多晶炉产品技术参数中应具体规定硅锭的允许偏差。5.2.9.6加热系统
多晶炉的加热系统通常是由变压器、电缆、电极、加热器、上部保温板、隔热保温笼、定向凝固块、下保温板等部分构成，主要完成对多晶硅原料的加热熔化，定向凝固生长，原位退火，冷却等工艺过程。5.2.9.7自动化水平
多晶炉应采用计算机控制。产品的主要技术功能（速度控制、温度控制等)应完善可靠：辅助技术功能（晶体计长，过程监控诊断等）应配置齐全。整个铸锭工艺过程可为用户提供使用方便，人机交互界面友好，软件功能强大，实现铸锭工艺过程自动化控制或实现网络群控的软件。5.2.9.8报警和保护装置
多晶炉的运动部件应具有超程报警和保护装置，对长晶过程中有可能发生的漏硅和漏水事故应设计预防装置。
5.2.9.9环境保护
多晶炉及零部件生产过程中的环境空气污染应符合GB3095—2012和GB16297—1996的规定5.2.9.10污水排放
多晶炉及零部件生产过程中的污水排放应符合GB8978一1996的规定。5.2.9.11噪音
多晶炉生产、配套零部件和使用过程噪声应符合GB12348一2008的规定5.3性能要求
5.3.1一般要求
GB/T10067.416—2019
多晶炉的性能应符合GB/T10067.4—2005中5.3和5.3.2～5.3.11的要求。5.3.2工作温度
在工作温度范围内，多晶炉应能够满足晶体生长的要求。5.3.3工作真空度
多晶炉的工作真空度应按具体生长晶体的工艺条件而定，并在具体产品标准中规定，5.3.4空炉抽气时间
多晶炉应能在30min内抽气到所要求的工作真空度。5.3.5压升率
多晶炉的压升率应不超过6Pa/h。5.3.6表面温度
多品炉炉体的表面温度应不超过35℃。5.3.7加热能力和热炉抽气能力
在炉温和多晶料都等于环境温度条件下，把质量等于熔料量的多晶料盛人，并装人炉内，启动抽气系统。当炉内达到预定真空度时开始加热。应在具体产品技术参数中规定从冷态上升到硅料熔化温度所需时间。
5.3.8运动参数相对偏差和速度百分偏差多晶炉在其速度控制系统的调速范围内，各项运动参数的实际测量值与指示计的指示值（或显示值）的相对偏差应不大于5%；各项运动参数的速度百分偏差应不大于2%；各运动机构运转应工作灵活，在正常铸锭工艺条件下应无明显振动。5.3.9爬行量
多晶炉的保温罩部件以低速（速度范围下限）上升（或下降）作相对运动时的爬行量应在晶体炉产品技术参数中具体规定。
5.3.10能耗指标
多晶炉的铸锭功率能耗应在晶体炉产品技术参数中注明，5.3.11其他
多晶炉其他方面的性能应分别符合5.2以及在具体产品技术参数和供货合同中的相应规定。5
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5.4成套要求
在具体产品中应列出供方规定的多晶炉成套供应范围，一般包括下列各项：多晶炉主机；
b）控制装置；
加热电源：
加热及保温系统；
电源电缆：
抽气机组各组件；
充气装置：
钢结构平台及楼梯；
选配部件，如晶体移出机构等；j）备件。
在具体产品标准中可对上述项目做必要的补充，并应列出各个项目的具体内容，包括型号、规格和数量。
需方如对供方规定供应的项目有不同要求，可按9.2提出6试验方法
6.1一般要求
多晶炉的试验应按GB/T10066.12019和GB/T10066.4—2004进行。6.2压升率的测量
按GB/T10066.1—2019中9.11.3的规定。额定加热功率的检查
多晶炉使用的石墨加热器应与加热电源匹配，即多晶炉所配置的加热电源，最大输出电压与最大输出电流之比，为发热体电阻，其数值应与石墨加热器的电阻匹配，保证加热电源的额定功率输出。6.4加热能力和热炉抽气能力试验本试验的目的在于测定多晶炉的加热能力和热炉抽气能力，并检验多晶炉的热炉运行情况。进行加热能力试验，把炉温设定在最高工作温度上，当炉室真空度达到6.5Pa时开始加热，并根据产品标准中规定的升温程序，把炉温升到设定值，保温30min，加热开始后在产品标准规定的时间内炉温应达到设定值，炉室应在5.3.3规定的时间内达到规定的工作真空度。停炉后应按GB/T5959.1—2019的18.5.2进行检查。6.5运动参数相对偏差的测量
在规定的速度范围内，保温罩部件处于某一（任意选定)位置，取某一（任意设定）速度（指示计指示值或显示值），用秒表和百分表（或千分表）测量该速度下保温罩部件上升（或下降）速度。测量5次，取平均值。相对偏差按式(1)计算：相对偏差一指示值(或显示值)一实际测量值指示值（或显示值）
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