CN208022714U - 一种碳化硅冶炼炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种碳化硅冶炼炉，包括炉体、尾气回收系统，所述炉体与尾气回收系统相连；所述炉体包括炉墙、第一炉芯、第二炉芯，所述炉头电极包括第一炉头电极、第二炉头电极、导电铜排，所述第一炉头电极与第二炉头电极一端均与导电铜排连接，所述第一炉头电极的另一端与所述第一炉芯电性连接，所述第二炉头电极的另一端与第二炉芯电性连接；本实用新型采用弧形双炉芯作为热源，相比传统采用单炉芯的碳化硅冶炼炉，具有炉内温度梯度小、温度场均匀，传热速度快，热效率高的优点，能避免喷炉事故发生，有利于冶炼过程中碳化硅大颗粒晶体的形成。

Description

一种碳化硅冶炼炉

技术领域

本实用新型涉及碳化硅冶炼领域，具体涉及一种碳化硅冶炼炉，属于碳化硅冶炼技术领域。

背景技术

工业碳化硅又称耐火砂或金刚砂，分子式为SiC，碳化硅冶炼是将无烟煤(C)、石英砂(SiO₂)等原料按一定比例混合，在料堆两端放置固体石墨电极形成导电通路，通电一段时间后产生碳化硅结晶，冶炼炉需要持续供电，由于碳化硅冶炼过程中电能消耗巨大，使其在生产成本中占据巨大的比重，因此节约能耗、提高产能成为企业普遍关注的问题。传统碳化硅冶炼一般采用单芯冶炼炉，在冶炼过程中炉芯附近热量集中，热量在向外传递的过程中减弱，造成反应物受热不均匀、热量损失较大的问题。

无烟煤与石英砂的反应过程中有大量的以一氧化碳气体为主的冶炼尾气产生，目前传统工业碳化硅的冶炼基本采用艾奇逊冶炼炉进行冶炼，尾气经过燃烧处理后排放，未充分利用CO的附加值，不仅造成热量的损失、能源的浪费，同时还会对环境造成污染。

目前出现的碳化硅冶炼炉：

CN204508819U公开了一种绿色碳化硅大功率高效冶炼炉，包括冶炼炉墙体，冶炼炉墙体上设置有带有投料口和加温控的投料台、用于碳化硅加工的反应器、操作台、带有风管的进风部；所述冶炼炉墙体的底部设置有隔温层，所述隔温层的下部设置有安装底座，安装底座的前后分别设置有支撑轮；所述安装底座的中间位置设置有差速转向驱动机构；所述安装底座上设置有控制器，控制器连接差速转向驱动机构，仅解决冶炼炉的移动问题，存在一定的缺陷。

CN104129787B公开了一种是与尾气回收的碳化硅冶炼设备，包括：炉体、基座、气体回收装置，基座包括凸台和卸料槽，卸料槽设置在凸台长度方向的两侧，卸料槽槽底低于凸台顶部，炉体安置在基座的凸台上，炉体两侧的下部设有炉门，通过打开炉门进行卸料、填料，仅解决生产过程中卸料、填料的问题，未解决冶炼过程中热量损失大等问题，存在一定的不足。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于在碳化硅冶炼过程中单炉芯附近热量集中，造成反应物受热不均匀、热量损耗较大、热效率不高的问题。

为解决本实用新型的技术问题，所采取的技术方案如下：

一种碳化硅冶炼炉，包括炉体、尾气回收系统，所述炉体与尾气回收系统相连；

所述炉体包括炉墙、第一炉芯、第二炉芯，所述炉墙上设有炉头电极，所述炉墙为耐火砖炉墙；

所述第一炉芯、第二炉芯均为圆弧形结构，使得炉内温度梯度小，温度场均匀，热量向外传递程度减弱，减少热量损失；

所述炉头电极包括第一炉头电极、第二炉头电极、导电铜排，所述第一炉头电极与第二炉头电极一端均与导电铜排连接，所述第一炉头电极的另一端与所述第一炉芯电性连接，所述第二炉头电极的另一端与第二炉芯电性连接。

进一步地，所述尾气回收系统包括集气装置、尾气储存装置，所述集气装置通过管路与所述尾气储存装置连接。

进一步地，所述集气装置包括尾气回收罩、尾气回收罩底座；

所述尾气回收罩底座固定连接在炉墙上，所述尾气回收罩与尾气回收罩底座密封连接，所述尾气回收罩上还设有尾气风机，所述尾气回收罩与炉墙之间留有空间形成集气室，CO气体通过尾气风机排出。

进一步地，所述尾气回收罩由至少一块拼接而成，便于整个尾气回收罩的安装与拆卸。

进一步地，所述尾气回收罩上设有易燃易爆警报系统以及氮气保护系统。

进一步地，所述炉墙内表面设有透气的隔热层，能够对炉体内部温度进行保温，阻隔热量的散失。

进一步地，所述隔热层有至少一块可拆装的隔热板组成。

进一步地，所述第一炉头电极和第二炉头电极的两侧设有冷却水箱，所述水箱内设有隔板，所述隔板上设有透水板。

本实用新型工作原理：

碳化硅冶炼炉中炉头电极一端与炉芯连接，一端与导电铜排连接，所述导电铜排与供电系统连接形成闭合回路，通过两个圆弧形结构的第一炉芯与第二炉芯对冶炼原料无烟煤和石英砂进行加热，双炉芯系统对反应料加热更均匀，避免因为热量集中所导致的喷炉事故发生；碳化硅冶炼炉使反应的物料逐渐加热到细结晶生成温度1800℃，再加热到碳化硅生长所必须的温度2000℃-2500℃，以保证生成大颗粒结晶；反应过程中有含大量CO的气体从保温料顶部溢出，通过尾气风机将气体排出，送往下一工序进行处理。

本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型采用弧形双炉芯作为热源，相比传统采用单炉芯的碳化硅冶炼炉，具有炉内温度梯度小、温度场均匀，传热速度快，热效率高的优点，能避免喷炉事故发生，有利于碳化硅晶体生长。

2、本实用新型设有尾气回收系统，反应过程中产生的CO气体通过尾气风机排出，再通过管路送往通过尾气储存装置进行下一工序的操作，充分利用CO的附加值，有效的降低热量的损失、能源的浪费，同时还不会对环境造成污染。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1本实用新型横截面结构示意图；

图2本实用新型顶部俯视结构示意图；

图3本实用新型左视结构示意图。

附图标注说明：

1、炉墙，2、尾气回收罩，3、尾气回收罩底座，4、第一炉芯，5、第二炉芯，6、管路，7、尾气储存装置，8、第一炉头电极，9、冷却水箱一，10、反应料，11、保温料，12、第二炉头电极，13冷却水箱二。

具体实施方式

以下面结合附图以及具体实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例1

如图1-2所示，实施例1为一种碳化硅冶炼炉，包括炉体、尾气回收系统，所述炉体与尾气回收系统相连；

所述炉体包括炉墙1、第一炉芯4、第二炉芯5，所述炉墙1上设有炉头电极，所述炉墙为耐火砖炉墙；

所述第一炉芯4、第二炉芯5均为圆弧形结构，使得炉内温度梯度小，温度场均匀，热量向外传递程度减弱，减少热量损失；

所述炉头电极包括第一炉头电极8、第二炉头电极12、导电铜排，所述第一炉头电极8与第二炉头电极12一端均与导电铜排连接，所述第一炉头电极8的另一端与所述第一炉芯4电性连接，所述第二炉头电极12的另一端与第二炉芯5电性连接。

所述尾气回收系统包括集气装置、尾气储存装置7，所述集气装置通过管路6与所述尾气储存装置7连接。

所述集气装置包括尾气回收罩2、尾气回收罩底座3；

所述尾气回收罩底座3固定连接在炉墙1上，所述尾气回收罩2与尾气回收罩底座3密封连接，所述尾气回收罩1上还设有尾气风机，所述尾气回收罩2与炉墙1之间留有空间形成集气室，反应料10在反应过程中产生的CO气体通过尾气风机排出，所述反应料10的外层设有保温料11。

所述尾气回收罩2由至少一块拼接而成，便于整个尾气回收罩2的安装与拆卸。

所述尾气回收罩2上设有易燃易爆警报系统以及氮气保护系统。

所述炉墙1内表面设有透气的隔热层14，能够对炉体内部温度进行保温，阻隔热量的散失。

所述隔热层14有至少一块可拆装的隔热板组成。

所述第一炉头电极8和第二炉头电极12的两侧设有冷却水箱，如冷却水箱一9、冷却水箱二13，所述冷却水箱内设有隔板，所述隔板上设有透水板。

上述实施例是对本实用新型的进一步说明，而不是限制本实用新型的范围。不脱离本实用新型的整个技术范围，可进行各种修改和改变。

Claims (7)

1.一种碳化硅冶炼炉，其特征在于，包括炉体、尾气回收系统，所述炉体与尾气回收系统相连；

所述炉体包括炉墙、第一炉芯、第二炉芯，所述炉墙上设有炉头电极，所述炉墙为耐火砖炉墙；

所述第一炉芯、第二炉芯均为圆弧形结构；

所述炉头电极包括第一炉头电极、第二炉头电极、导电铜排，所述第一炉头电极与第二炉头电极一端均与导电铜排连接，所述第一炉头电极的另一端与所述第一炉芯电性连接，所述第二炉头电极的另一端与第二炉芯电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种碳化硅冶炼炉，其特征在于，所述尾气回收系统包括集气装置、尾气储存装置，所述集气装置通过管路与所述尾气储存装置连接。

3.根据权利要求2所述的一种碳化硅冶炼炉，其特征在于，所述集气装置包括尾气回收罩、尾气回收罩底座；

所述尾气回收罩底座固定连接在炉墙上，所述尾气回收罩与尾气回收罩底座密封连接，所述尾气回收罩上还设有尾气风机，所述尾气回收罩与炉墙之间留有空间形成集气室。

4.根据权利要求3所述的一种碳化硅冶炼炉，其特征在于，所述尾气回收罩上设有易燃易爆警报系统以及氮气保护系统。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种碳化硅冶炼炉，其特征在于，所述炉墙内表面设有透气的隔热层。

6.根据权利要求5所述的一种碳化硅冶炼炉，其特征在于，所述隔热层由至少一块可拆装的隔热板组成。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的一种碳化硅冶炼炉，其特征在于，所述第一炉头电极和第二炉头电极的两侧设有冷却水箱，所述冷却水箱内设有隔板，所述隔板上设有透水板。