多晶硅的生产带动石墨热场需求量的提升

• 张星 2024年1月25日 来源：中研网 219 6
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石墨热场在高温处理和加工过程中具有重要的作用和优势。其优良的导热性能和均匀的热分布能够满足各种工艺的需求，同时在材料加工、能源、环保、化学等领域中有着广泛的应用。

石墨热场（石墨加热器）是一种在高温环境下提供均匀热分布的设备，它在许多工业领域中都具有重要应用。通过控制石墨热场的温度和均匀性，能够实现对材料的高温处理和加工，进而满足各种不同的需求。石墨热场是一种以石墨为基础的高温加热设备，其工作原理主要是通过石墨的导热性能来实现。石墨是一种优良的导热材料，具有高导热系数和良好的热稳定性。通过石墨制成的加热器可以迅速将热量传递到处理区域，并实现良好的热分布，从而满足各种高温处理工艺的需求。

石墨热场可以根据其加热方式和结构特点分为多种类型，如石墨炉、石墨坩埚、石墨辐射加热器等。不同类型的石墨热场具有各自的特点和应用范围。例如，石墨炉具有较高的加热速度和热效率，适用于大规模生产;石墨坩埚则适用于对温度和气氛要求较高的实验;石墨辐射加热器则具有加热均匀、节能环保的优点，适用于各种工业生产领域。

石墨热场在许多领域中都有广泛的应用，如材料加工、能源、环保、化学等领域。具体应用包括：

材料加工：石墨热场可用于高温烧结、熔炼、热处理等工艺，以制备高性能的材料和零部件。

能源领域：石墨热场可用于太阳能电池、燃料电池等新能源设备的制造过程中，以实现高效能量转换。

环保领域：石墨热场可用于工业废气、废液的处理和回收，以及垃圾焚烧等环保工程中。

化学领域：石墨热场可用于化学反应过程中的加热和催化，以及实验室的科研工作。

常见的石墨热场是18寸，22寸和24寸。一种流行的设计方案是采用石墨材料制作热场隔热部件。标准的石墨保温材料由板状或者多层毯状石墨化碳纤维材料组成，在靠近热场中心的内表面往往需要加覆一层石墨纸或碳碳复合材料薄板用来提高热反射率和防止高压气流的冲刷。由于石墨材料本身所具有的多孔性和可渗透性，各层隔热材料之间不需要预留额外的空间。石墨材料具有优良的隔热性能，成本通常较金属屏低，而且非常易于使用。就制造成本，耐用性和可维护性而言，石墨隔热软毡较石墨隔热硬毡具有的优势。通过生产实践，金属隔热屏往往不适于环境恶劣的真空钎焊工艺。

热场一般包括(石墨材料)压环、保温盖、上中下保温罩、石墨坩埚(三瓣埚)、坩埚托杆、坩埚托盘、电极、加热器、导流筒、石墨螺栓，且为了防止漏硅，炉底、金属电极、托杆都设置了保护板、保护套。

石墨热场是多晶硅铸锭炉的心脏，其内装石墨加热器、隔热层、坩埚和硅料等。多晶硅工艺生产过程中多晶硅铸锭炉加热室的结构设计显得至关重要。石墨的来源广泛，可加工成各种形状，且具有热惯性小，可以快速加热，耐高温，耐热冲击性好，辐射面积大，加热效率高，基本性能稳定等特点，成为了现在石墨热场的主要原料。

2022年，在光伏行业高景气发展状态下，多晶硅生产企业不断扩大产能，产品产量也进一步提高。2022年我国累计生产多晶硅81.1万吨，同比增长60.59%，多晶硅的生产带动石墨热场需求量的提升。据统计，2022年国内石墨热场行业市场规模约为14.55亿元，较2021年增长了20.85%。

图表：2020-2022年中国石墨热场行业市场规模情况

随着石墨材料被广泛应用，人们对它的性能要求也越来越高，因此我们生产的石墨加热器也是根据用户的需求而设计生产。

一般有两种：一种是普通管状加热器(如加热管、管式电热管等);另一类为可旋转、可调整或可自动调温的石墨加热器(如：电磁感应加热器、电子脉冲管)。

普通管状加热器(如炭化管或电热丝加热)使用最多，因为其发热快，工作稳定，但成本较高;而旋转管状加热器(如电阻丝/电磁管加热)，使用方便，但其功率较大且不够稳定，发热慢。

1、加热速度快

石墨加热器功率密度大，热流密度高;

在相同的工艺条件下，加热管的平均尺寸比炭化管大很多。

一般炭化管加热器的热交换时间为6~8 min，而石墨加热器加热器的热交换时间可达10~15 min;

可以使升温速度加快5倍左右;

2、使用寿命长

石墨加热器工作时，由于其良好的导热性、耐高温性及较大的热膨胀系数，使加热器运行稳定、寿命长;

石墨加热器是采用优质天然石墨作为原料，经过高科技加工而成的一种高性能的加热器

石墨加热器壳体选用优质碳素钢或不锈钢制造，结构合理，外形美观;

石墨加热器使用寿命长(约是炭化管或电热丝加热器长寿命)、节能(约占整个窑功率1/3)。

耐高温，其使用温度可达1200℃以上。

采用了进口的耐高温材料，从而使它能长期使用在1600-1800℃甚至更高的温度下。

3、安全性高

在工业高温炉中，使用安全至关重要，它是工业生产的重要组成部分之一。

石墨加热器采用了新型的安全保护装置及可靠保护系统。

对炉内的工作情况、设备的运转及电源的电压进行监视，一旦发现异常情况，就会发出声光报警或自动切断电源。

具有过载保护和温度保护器，防止超温而引起加热器损坏或者影响加热器的使用寿命;

石墨加热器采用优质石墨作为导热介质加热，具有耐高温、耐磨损、使用寿命长等特点;

4、环保节能

石墨加热器是一种低能耗的加热设备，无任何污染，没有噪音

石墨加热器在使用中不会产生有害气体及烟尘，其烟尘是由金属氧化物和杂质构成;

由于石墨的导热性能好，加热时不需要任何保温措施;

石墨加热器热工性能好，热效率高(95%以上)，使用寿命长;

石墨加热器不会对环境造成污染。

《2023-2028年中国石墨行业供需分析及发展前景研究报告》由中研普华产业研究院撰写，本报告对该行业的供需状况、发展现状、行业发展变化等进行了分析，重点分析了行业的发展现状、如何面对行业的发展挑战、行业的发展建议、行业竞争力，以及行业的投资分析和趋势预测等等。报告还综合了行业的整体发展动态，对行业在产品方面提供了参考建议和具体解决办法。

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