CN201272692Y - 一种能回收废气的碳化硅冶炼炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种能回收废气的碳化硅冶炼炉，解决了传统的冶炼炉结构生产过程中产生的能燃烧的废气直接顺炉体缝隙排出在炉表燃烧，没有回收利用，造成能源极大浪费的缺点，采用将碳化硅冶炼炉体设置在一个可密闭的炉窑内，炉窑上设置多个集气管连通炉窑内外。达到收集、排出、利用冶炼废气的目的。本实用新型制造简单，回收废气效果明显，有效利用了能源，降低了冶炼生产成本。

Description

一种能回收废气的碳化硅冶炼炉

技术领域

本实用新型属于碳化硅冶炼技术领域，涉及到一种能回收废气的碳化硅冶炼炉。

背景技术

人造碳化硅的工业化生产，已有110多年历史，是由美国人艾奇逊创造发明的，到现在人们仍然都用着艾奇逊炉和方法进行工业生产，只是炉子加大了许多，机械化水平也有所提高。但是，冶炼碳化硅所生成的大量废气，仍然采用炉表点燃的方法将其燃烧掉，不但造成大气污染，而且浪费了大量的能源。这种冶炼炉从外观上看属于开放式生产，废气是无序排放。到目前为止，有关资料中只简单介绍了国外有可能采用的几种废气的处理方法，但没有相关技术方案的报道。中国专利CN1212183公开了一种冶炼碳化硅的炉气回收装置，用一个能罩住冶炼炉的炉罩，封闭冶炼炉，在炉罩上设置出口，将废气引出。这种装置体积庞大，制造成本很高，且只能在小型碳化硅冶炼炉上使用，无法在中型或大型碳化硅冶炼炉上使用。这种装置最大的不足是，在冶炼过程中偶然发生意外喷炉，造成炉罩内部空间压力骤然增大时，炉罩下面水槽的密封性和本身牢固性将会损毁，生产被迫停止，炉罩内外形成CO混合气体，易发生整体爆炸的事故和不安全性。

目前，碳化硅冶炼主要是用直槽型电阻炉和U型电阻炉生产，这两种炉型都称之为艾奇逊炉。这种冶炼电阻炉有供电系统、母线、电极、炉头和透气的活动炉墙及炉底组成。炉内装有石墨炉芯和按一定碳硅比混合的反应料及保温乏料。石墨炉芯是用来为冶炼反应提供能量的发热电阻。装好的冶炼炉在送电后尽可能快的将冶炼功率提高到最高，并保持恒功率送电冶炼，只到送够规定的总电量，然后停炉进入下一个工序。这种传统的冶炼炉结构，生产过程中产生的能燃烧的废气直接顺炉体缝隙排出在炉表燃烧，没有回收利用，造成能源的极大浪费。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足和缺点，提供安全性高、操作型强、适于使用的能回收废气的碳化硅冶炼炉。

本实用新型的技术方案是：

一种能回收废气的碳化硅冶炼炉，碳化硅冶炼炉炉体设置在一个密闭炉窑内，炉窑上设置至少一个集气管连通炉窑内外，炉窑一侧面设有可开闭的进出料口。

所述炉窑上设有可开闭的观察窗和排气孔。

所述碳化硅冶炼炉炉体可移动。

所述炉窑内设有压力探头、温度探头、气体浓度探头、红外线摄像头。

所述炉窑内设有起吊设备。

所述炉窑内设有喷水降温管道。

所述炉窑内设有煤焦油汇聚槽。

所述炉窑内的碳化硅冶炼炉炉体为两台炉的炉体，并排设置。

所述炉窑内的碳化硅冶炼炉炉体为U型炉炉体。

本实用新型有如下优点：

1、采用碳化硅冶炼炉体设置在一个可密闭的炉窑内，可使碳化硅冶炼时产生的可燃烧气体集中在炉窑内，通过集气管道将可燃烧气体引出冶炼炉窑外，并且加以回收利用，避免了CO气体对车间职工造成的危害，又改变了冶炼废气在炉表燃烧给设备造成的损坏，同时达到冶炼碳化硅产品不产生CO等有害气体的效果，减少空气污染，保护了环境。另外，废气可用来发电，节约了能源。

2、由于碳化硅冶炼炉炉体十分庞大，将其设置在密闭空间内，必须在建炉时一起构造。本实用新型所采用的将炉体设置炉窑中的方法，适于将炉体、炉窑一同构造，具有工业适用型。

3、本实用新型的炉窑将炉体密闭在一个集气空间内，炉窑本身固定，设集气管连通炉窑内外，可以防止冶炼炉冶炼过程中发生意外喷炉造成炉窑内部空间压力骤然增大时，炉窑本身牢固耐压不爆炸损毁，同时及时通过集气管将内部气体排到炉窑体外，使内外压力平衡，保证冶炼炉运行的安全。

4、设置压力探头、温度探头、气体浓度探头、红外线摄像头等仪器探头。方便连接外部集气过程和集气系统自动化控制设备，自动、及时调整和控制冶炼炉表气压，达到安全生产的目的。

5、采用将炉体移动设置，通过活动板车等移动方法，可将炉体方便的移动进出炉窑。可以降低冶炼炉窑的高度，便于装炉，出炉，冷却等其它工序的进行，更好的达到循环作业目的。

附图说明

图1、2为本实用新型冶炼炉炉体内部截面示意图。

图3、4为本实用新型另一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

实施例一：

如图1、2所示，该碳化硅冶炼炉体由炉头1、炉底2、电极3、炉墙4组成，将炉体设置在一个可密闭的炉窑5内，炉窑与炉体之间形成一个废气聚集的空间。炉窑上设置一个集气管6，将冶炼过程中聚集在上述空间内的废气排出炉窑。炉窑5的一侧面设置一个可开闭的进出料口7。冶炼炉需要的原料和冶炼完成的产品都通过进出料口7进出。冶炼过程中，进出料口7密封。

工作时，首先将炉芯石墨17、反应料18、保温乏料19按碳化硅冶炼工艺装入炉体内，关好进出料口7，密闭窑体，向窑内注入氮气和少量硫醇检查气密性，送电冶炼，炉体内冶炼反应会产生大量的可燃气体集中在炉窑内，通过集气管6送到窑体外部的集气总管道20，总管道20上设有阀门21与风机22相接，风机出口与储气罐或其它用气系统相连接，达到收集或直接利用冶炼碳化硅产生的可燃烧气体的目的。

实施例二：

如图1、2所示，该碳化硅冶炼炉体由炉头1、炉底2、电极3、炉墙4组成，将炉体设置在一个可密闭的炉窑5内，炉窑5内部空间大于炉体体积，之间形成一个废气聚集的空间。炉窑上设置三个集气管6，将冶炼过程中聚集在上述空间内的废气排出炉窑。炉窑5的一侧面设置一个可开闭的进出料口7。冶炼炉需要的原料和冶炼完成的产品都通过进出料口7进出。冶炼过程中，进出料口7封闭。

炉窑5上设有可开闭的观察窗8和排气孔9，炉窑内设有压力探头10、温度探头11、气体浓度探头12、红外线摄像头13等仪器探头，方便连接外部集气过程和集气系统自动化控制设备，自动、及时调整和控制冶炼炉表气压，达到安全生产的目的。炉窑5内设有天车14等起吊设备。炉窑内还设有喷水降温管道15和煤焦油汇聚槽16。

将炉芯石墨17、反应料18、保温乏料19按碳化硅冶炼工艺装入炉体内，关好炉窑进出料口7，密闭窑体，向窑内注入氮气和少量硫醇检查气密性，送电冶炼，炉体内冶炼反应会产生大量的可燃气体集中在炉窑内，通过三个集气管6送到窑体外部的集气总管道20，总管道20上设有阀门21与风机22相接，风机出口与储气罐或其它用气系统相连接，达到收集或直接利用冶炼碳化硅产生的可燃烧气体的目的。

送电冶炼完成后，自然降温8小时左右，开始间断式喷淋降温，直至无水煤气产生时停止喷淋。先向窑内注入氮气，再打开密闭的进出料口7，按碳化硅冶炼出炉工艺进行出炉，炉出完后整理炉窑为下一循环做准备。

实施例三：

如图3、4所示，该碳化硅冶炼炉体由炉头1、炉底2、电极3、炉墙4组成，炉体为活动炉体，设置在活动板车上，炉体连同活动板车一同设置在一个可密闭的炉窑5内，炉窑5内部空间大于炉体体积，之间形成一个废气聚集的空间。炉窑上设置八个集气管6，将冶炼过程中聚集在上述空间内的废气排出炉窑。炉窑5的一侧面设置一个可开闭的进出料口7。打开进出料口7，牵引活动板车可以使炉体通过进出料口进出炉窑5。冶炼炉需要的原料和冶炼完成的产品都把炉体牵引到炉窑5外装卸。冶炼过程中，进出料口7封闭。

炉窑5上设有可开闭的观察窗8和排气孔9，炉窑内设有压力探头10、温度探头11、气体浓度探头12、红外线摄像头13等仪器探头，方便连接外部集气过程和集气系统自动化控制设备，自动、及时调整和控制冶炼炉表气压，达到安全生产的目的。炉窑5内设有煤焦油汇聚槽16。

先在炉窑外将炉芯石墨17、反应料18、保温乏料19按碳化硅冶炼工艺装入设在板车上的炉体内，再把活动炉体送入炉窑5内。关好进出料口7，密闭窑体，向窑内注入氮气和少量硫醇检查气密性，送电冶炼，炉体内冶炼反应会产生大量的可燃气体集中在炉窑内，通过集气管6送到窑体外部的集气总管道20，总管道20上设有阀门21与风机22相接，风机出口与储气罐或其它用气系统相连接，达到收集或直接利用冶炼碳化硅产生的可燃烧气体的目的。

送电冶炼完成后，自然降温8小时左右。先向窑内注入氮气，再打开密闭的进出料口7，将板车牵引出炉窑，按碳化硅冶炼出炉工艺进行出炉，炉出完后整理炉窑为下一循环做准备。

实施例四：

本例结构与实施例一相同，碳化硅冶炼炉为两个，炉体并排设置在炉窑5内，集气管6为五个。

实施例五：

本例结构与实施例三相同，碳化硅冶炼炉为U型炉，集气管6为两个。

本实用新型的实施例不限于上述几种，任何依据本实用新型技术方案及具体实施方式的方案组合所构成的实施例，都用于支持本实用新型，落入本实用新型的保护范围。

工业化实践中，集气管6的设置数量根据冶炼炉功率，冶炼炉功率越大，数量越多，应当足以快速充分的排出炉窑内部冶炼产生的可燃烧气体为宜。

实际建造中，碳化硅冶炼炉炉体的炉头和炉墙与炉窑体合二为一，也是一种实施方式。

Claims (9)

1、一种能回收废气的碳化硅冶炼炉，其特征在于碳化硅冶炼炉炉体设置在一个密闭炉窑(5)内，炉窑(5)上设置至少一个集气管(6)连通炉窑(5)内外，炉窑(5)一侧面设有可开闭的进出料口(7)。

2、如权利要求1所述的能回收废气的碳化硅冶炼炉，其特征在于炉窑(5)上设有可开闭的观察窗(8)和排气孔(9)。

3、如权利要求1所述的能回收废气的碳化硅冶炼炉，其特征在于碳化硅冶炼炉炉体可移动。

4、如权利要求1所述的能回收废气的碳化硅冶炼炉，其特征在于炉窑(5)内设有压力探头(10)、温度探头(11)、气体浓度探头(12)、红外线摄像头(13)。

5、如权利要求1所述的一种能回收废气的碳化硅冶炼炉，其特征在于炉窑(5)内设有起吊设备。

6、如权利要求1所述的一种能回收废气的碳化硅冶炼炉，其特征在于炉窑(5)内设有喷水降温管道(15)。

7、如权利要求1所述的一种能回收废气的碳化硅冶炼炉，其特征在于炉窑(5)内设有煤焦油汇聚槽(16)。

8、如权利要求1所述的一种能回收废气的碳化硅冶炼炉，其特征炉窑(5)内的碳化硅冶炼炉炉体为两台炉的炉体，并排设置。

9、如权利要求1、3或8所述的一种能回收废气的碳化硅冶炼炉，其特征炉窑(5)内的碳化硅冶炼炉炉体为U型炉炉体。

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