CN101962187B - 串联型双炉芯碳化硅冶炼炉 - Google Patents

Abstract

一种串联型双炉芯碳化硅冶炼炉，其炉身包括与炉头连接的侧墙、设置在侧墙与炉头围成区域内的第一炉芯、第二炉芯。第一炉芯的第一端与第二炉芯的第一端电性连接，第一炉芯的第二端及第二炉芯的第二端与炉头电性连接。炉头包括炉墙、第一固体石墨电极、第二固体石墨电极、第一导电铜排及第二导电铜排。第一固体石墨电极、第二固体石墨电极嵌入炉墙，且第一固体石墨电极、第二固体石墨电极的第一端对应的与第一炉芯、第二炉芯的第二端电性连接。第一固体石墨电极、第二固体石墨电极的第二端对应的与第一导电铜排、第二导电铜排电性连接。

Description

串联型双炉芯碳化硅冶炼炉

技术领域：

本发明涉及碳化硅冶炼技术领域，特别涉及一种串联型双炉芯碳化硅冶炼炉。

背景技术：

现有各国生产碳化硅，绝大多数采用的是一个炉芯，这种单炉芯生产方式已有100多年的历史，许多国家力图改进这种高能耗、低产出的落后生产方式，至今成功的甚少。

目前仅在加大炉体规模提高机械化水平方面有所发展，这些都没有从根本上解决单产能耗高、优等品率低等问题。例如，现有的碳化硅冶炼炉多数采用艾奇逊炉，为了增加产量，碳化硅厂往往都是建造大功率冶炼炉，而大功率冶炼炉的炉身长度一般为90米以上，需要的生产场地面积大及设置较长的大电路供电线路才能将电流输送至与炉身连接的两个炉头，而利用大电路供电线路输送电能时，会加大电能损耗，如此增加了碳化硅冶炼单产能耗。另外，炉身采用两组侧墙设计，不仅增加了建炉成本，还使碳化硅冶炼炉产生的热量容易散失，如此降低了碳化硅冶炼炉的热效率，继而影响碳化硅的品质。

发明内容：

有鉴于此，有必要提供一种降低单产能耗、提高碳化硅品质的串联型双炉芯碳化硅冶炼炉。

一种串联型双炉芯碳化硅冶炼炉，包括供电装置、炉身及炉头。供电装置用于将高压电网提供的交流电转换成合适的直流电，并将直流电提供给炉头。串联型双炉芯碳化硅冶炼炉的炉头为一个，炉身包括侧墙、第一炉芯、第二炉芯。侧墙的两端都与炉头连接。第一炉芯、第二炉芯设置在侧墙与炉头围成的用于堆放生产碳化硅的原料的区域内。第一炉芯的第一端与第二炉芯的第一端电性连接，第一炉芯的第二端及第二炉芯的第二端与炉头电性连接。炉头包括炉墙、第一固体石墨电极、第二固体石墨电极、第一导电铜排及第二导电铜排。第一固体石墨电极、第二固体石墨电极嵌入炉墙，且第一固体石墨电极、第二固体石墨电极的第一端对应的与第一炉芯的第二端及第二炉芯的第二端电性连接。第一固体石墨电极、第二固体石墨电极的第二端对应的与第一导电铜排、第二导电铜排电性连接。第一导电铜排、第二导电铜排还对应的与供电装置的正负极电性连接以将供电装置产生的直流电提供给第一固体石墨电极、第二固体石墨电极。

上述串联型双炉芯碳化硅冶炼炉，在一个炉头上设置用于与供电装置的正、负极连接的第一固体石墨电极、第二固体石墨电极，以完成为串联的第一炉芯、第二炉芯的供电，进而使第一炉芯、第二炉芯发热对原料进行冶炼以生成碳化硅。如此，缩短了大电路供电线路、减少供电线路电能损耗，继而降低碳化硅冶炼单产能耗，同时节省了供电线路中母线、导电铜排的使用量。进一步的，只使用侧墙与炉头围成区域收容第一炉芯、第二炉芯及用于生产碳化硅的原料，如此节省了一面侧墙，同时由于侧墙的减少，可以有效降低第一炉芯、第二炉芯所产生的热量的散失，提高串联型双炉芯碳化硅冶炼炉的热效率，继而提高碳化硅的品质。

附图说明：

图1是一较佳实施方式的串联型双炉芯碳化硅冶炼炉的平面示意图。

图2是另一较佳实施方式的串联型双炉芯碳化硅冶炼炉的平面示意图。

图中：串联型双炉芯碳化硅冶炼炉10、供电装置20、炉身30、侧墙31、第一炉芯32、第二炉芯33、炉头40、炉墙41、第一固体石墨电极42、第一导电铜排43、第二固体石墨电极44、第二导电铜排45、绝缘壁46、支撑壁47、原料50、串联型双炉芯碳化硅冶炼炉11

具体实施方式：

如图1所示，串联型双炉芯碳化硅冶炼炉10包括供电装置20、炉身30及炉头40。

供电装置20用于将高压电网提供的交流电转换成合适的直流电，并将直流电提供给炉头40。

炉身30包括侧墙31、第一炉芯32、第二炉芯33。侧墙31的两端都与炉头40连接。

第一炉芯32、第二炉芯33设置在侧墙31与炉头40围成区域内。第一炉芯32的第一端与第二炉芯33的第一端电性连接，第一炉芯32的第二端及第二炉芯33的第二端与炉头40电性连接。在本实施方式中，侧墙31与炉头40围成区域为矩形，第一炉芯32、第二炉芯33呈“L”型，第一炉芯32与第二炉芯33电性连接后，整体构成矩形炉芯。第一炉芯32、第二炉芯33为由石墨粉组成的电阻式炉芯，第一炉芯32、第二炉芯33的形状为扁平状。

炉头40包括炉墙41、第一固体石墨电极42、第一导电铜排43、第二固体石墨电极44、第二导电铜排45、隔离壁46及支撑壁47。

炉墙41与侧墙31相连接，如此，炉墙41与侧墙31围成所述收容第一炉芯32、第二炉芯33及用于生产碳化硅的原料的区域。其中，炉墙41与侧墙31连接的面为内侧，与连接侧墙31的面相被的面为外侧。在本实施方式中，炉墙41采用粘土砖砌成。在其他实施方式中，炉墙41采用高铝砖砌成。

第一固体石墨电极42、第二固体石墨电极44嵌入炉墙41，且第一固体石墨电极42、第二固体石墨电极44的第一端对应的与第一炉芯32的第二端及第二炉芯33的第二端电性连接。第一固体石墨电极42、第二固体石墨电极44的第二端对应的与第一导电铜排43、第二导电铜排45电性连接。第一导电铜排43、第二导电铜排45还对应的与供电装置20的正、负极电性连接，以将供电装置20产生的直流电提供给第一固体石墨电极42、第二固体石墨电极44。

隔离壁46设置在炉墙41的与侧墙31接触的侧面上，且隔离壁46位于第一固体石墨电极42、第二固体石墨电极44之间，以防止第一固体石墨电极42、第二固体石墨电极44之间发生短路。其中，隔离壁46使用的砖块采用绝缘、耐热材料制成，例如，砖块为粘土砖、高铝砖等。在本实施方式中，隔离壁46设置在炉墙41中心线内侧。

支撑壁47设置在炉墙41的未与侧墙31接触的侧面上，支撑壁47用于支撑炉墙41，以防止因侧墙31与炉头40所围成区域的用于生产碳化硅的原料50对炉墙41的推挤，而造成炉墙41侧倒。在本实施方式中，支撑壁47设置在炉墙41中心线外侧。

如图2所示的另一较佳实施方式的串联型双炉芯碳化硅冶炼炉11的平面示意图。串联型双炉芯碳化硅冶炼炉11的组成部件与图1中的串联型双炉芯碳化硅冶炼炉10的组成部件完全相同，串联型双炉芯碳化硅冶炼炉11也包括供电装置20、炉身30及炉头40，与图1中的串联型双炉芯碳化硅冶炼炉10的区别在于侧墙31为“U”形，第一炉芯32的第一端、第二炉芯33的第一端都为弧形，第一炉芯32与第二炉芯33电性连接后，整体构成“U”形炉芯。

上述串联型双炉芯碳化硅冶炼炉10、11，采用单炉头设计，亦即，在一个炉头上设置用于与供电装置20的正、负极连接的第一固体石墨电极42、第二固体石墨电极44，以完成为串联的第一炉芯32、第二炉芯33的供电，进而使第一炉芯32、第二炉芯33发热对原料进行冶炼以生成碳化硅。如此，缩短了大电路供电线路、减少供电线路电能损耗，降低碳化硅冶炼单产能耗，同时节省了供电线路中母线、导电铜排的使用量。进一步的，采用单侧墙设计，亦即，只使用侧墙31与炉头40围成区域收容第一炉芯32、第二炉芯33及用于生产碳化硅的原料，如此节省了一面侧墙，同时由于侧墙的减少，可以有效降低第一炉芯32、第二炉芯33所产生的热量的散失，提高串联型双炉芯碳化硅冶炼炉10、11的热效率，继而提高碳化硅的品质。

Claims (5)

1.一种串联型双炉芯碳化硅冶炼炉，包括供电装置、炉身及炉头；供电装置用于将高压电网提供的交流电转换成合适的直流电，并将直流电提供给炉头；其特征在于：串联型双炉芯碳化硅冶炼炉的炉头为一个，该炉身包括侧墙、第一炉芯、第二炉芯，侧墙的两端都与炉头连接，第一炉芯、第二炉芯设置在侧墙与炉头围成的用于堆放生产碳化硅的原料的区域内，第一炉芯的第一端与第二炉芯的第一端电性连接，第一炉芯的第二端及第二炉芯的第二端与炉头电性连接；该炉头包括炉墙、第一固体石墨电极、第二固体石墨电极、第一导电铜排及第二导电铜排，第一固体石墨电极、第二固体石墨电极嵌入炉墙，且第一固体石墨电极、第二固体石墨电极的第一端对应的与第一炉芯的第二端及第二炉芯的第二端电性连接，第一固体石墨电极、第二固体石墨电极的第二端对应的与第一导电铜排、第二导电铜排电性连接，第一导电铜排、第二导电铜排还对应的与供电装置的正、负极电性连接以将供电装置产生的直流电提供给第一固体石墨电极、第二固体石墨电极。

2.根据权利要求1所述的串联型双炉芯碳化硅冶炼炉，其特征在于：该炉头还包括隔离壁，该隔离壁设置在炉墙中心线内侧，用于以防止第一固体石墨电极、第二固体石墨电极之间发生短路。

3.根据权利要求1所述的串联型双炉芯碳化硅冶炼炉，其特征在于：该炉头还包括支撑壁，该支撑壁设置在炉墙中心线外侧，用于支撑炉墙。

4.根据权利要求1所述的串联型双炉芯碳化硅冶炼炉，其特征在于：该侧墙与炉头围成区域为矩形，第一炉芯、第二炉芯呈“L”型，第一炉芯与第二炉芯电性连接后，整体构成矩形炉芯。

5.根据权利要求1所述的串联型双炉芯碳化硅冶炼炉，其特征在于：该侧墙与炉头围成区域为“U”形，该第一炉芯的第一端、第二炉芯的第一端都为弧形，第一炉芯与第二炉芯电性连接后，整体构成“U”形炉芯。