CN217844717U - 一种硅碳棒烧结炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种硅碳棒烧结炉，包括圆筒形炉体外壳、加热碳管、碳粉层、隔离保温层、进料管组件和出料管组件，其技术要点是：加热碳管的中部设有横截面为半包围结构的舟皿，所述舟皿由水平底面、设于水平底面两侧的弧形侧壁组成，水平底面与两个弧形侧壁的连接处分别与加热碳管接触，水平底面上均匀设有矩阵状通孔，弧形侧壁沿其长度方向均匀设有多个贯通口，隔离保温层中沿炉体外壳轴向均匀间隔设有多个环形保温腔，炉体外壳外部设有感应头位于环形保温腔中的温度传感器。本实用新型解决了现有硅碳棒烧结装置对硅碳棒表面烧结效果不均匀的问题，保温效果好，节约能源，相对现有硅碳棒烧结装置，制作和生产成本低。

Description

一种硅碳棒烧结炉

技术领域

本实用新型涉及硅碳棒生产设备技术领域，具体涉及一种硅碳棒烧结炉。

背景技术

烧结炉是一种在高温下，使材料生坯通过烧结获得所需的物理、力学性能以及微观结构的专用设备，使生坯固体颗粒的相互键联，晶粒长大，空隙(气孔)和晶界渐趋减少，通过物质的传递，其总体积收缩，密度增加，最后成为具有某种显微结构的致密多晶烧结体的炉具。

硅碳棒是用高纯度绿色六方碳化硅为主要原料，按一定料比加工制坯，经高温硅化再结晶烧结而制成的棒状、管状非金属高温电热元件。目前，硅碳棒在进行生产时先成型后烧结，即先将碳化硅生料和沥青等粘合剂，用挤压机及模具挤压成空心硅碳棒毛坯，然后再放于烧结炉中进行烧结，最终烧结成硅碳棒电热元件。

现有的硅碳棒烧结装置在使用过程中存在如下问题：

1、炉膛中保护气氛分布不均，尤其是炉中舟皿底部，再加之碳管上下部温度升温速度不同，容易导致硅碳棒表面烧结效果不同；2、炉体为维持炉内温度在设定范围内，炉内保温层厚度较厚，导致炉体的体积较大，制作成本高。

发明内容

本实用新型的目的是为了提供一种结构合理、使用可靠的硅碳棒烧结炉，解决现有硅碳棒烧结装置对硅碳棒表面烧结效果不均匀的问题，保温效果好，节约能源，相对现有硅碳棒烧结装置，制作和生产成本低。

本实用新型的技术方案是：

一种硅碳棒烧结炉，包括圆筒形炉体外壳、设于炉体外壳中且与其同心的加热碳管、设于加热碳管外表面与炉体外壳内壁之间的碳粉层和隔离保温层、设于炉体外壳两端的进料管组件和出料管组件，其技术要点是：所述加热碳管的中部设有横截面为半包围结构的舟皿，所述舟皿由水平底面、设于水平底面两侧的弧形侧壁组成，所述水平底面与两个弧形侧壁的连接处分别与加热碳管接触，水平底面上均匀设有矩阵状通孔，弧形侧壁沿其长度方向均匀设有多个贯通口，所述隔离保温层中沿炉体外壳轴向均匀间隔设有多个环形保温腔，所述炉体外壳外部设有感应头位于环形保温腔中的温度传感器。

上述的硅碳棒烧结炉，所述进料管组件和出料管组件分别包括利用绝缘耐热部与加热碳管连接的进料管或出料管、与进料管或出料管连接的法兰盘，所述法兰盘外缘与炉体外壳两侧端面连接，进料管和出料管的外周设有冷却水夹套，所述冷却水夹套中设有与进料管或出料管同心的螺旋状冷却水管。

上述的硅碳棒烧结炉，所述进料管和出料管一端插入炉体外壳中，所述绝缘耐热部位于隔离保温层的包围中，所述绝缘耐热部的内壁中部设有环形凸台，所述环形凸台被夹持于加热碳管端面与进料管或出料管端面之间，环形凸台的顶面与加热碳管、进料管和出料管内表面平齐。

上述的硅碳棒烧结炉，所述进料管或出料管上设有氮气充入管，所述氮气充入管由位于进料管或出料管中的水平段、与水平段一端连接的垂直段组成，所述垂直段上部设有外螺纹，所述进料管或出料管上表面设有与外螺纹连接的螺纹连接座，所述垂直段上另螺纹连接有锁紧螺母。通过锁紧螺母对氮气充入管的垂直段进行定位。

上述的硅碳棒烧结炉，所述加热碳管由同心的两段碳管分体结构构成，两段碳管分体结构之间利用环形陶瓷隔片分隔且两段碳管分体结构的靠近端共同与电源的一个电极连接，两段碳管分体结构的另一端分别与电源的另一个电极连接，方便操作，利于组装，且两段碳管分体结构更有利于炉内温度均匀，当有一段碳管分体结构出现故障时，可单独替换，节约资源。

上述的硅碳棒烧结炉，所述炉体外壳的底部中间位置设有升降油缸，炉体外壳的底部四角设有围绕升降油缸的导向气缸，所述升降油缸和导向气缸的缸座共同固定在同一底板上。有利于调整烧结炉高度。

上述的硅碳棒烧结炉，所述进料管或出料管上另设有安全阀，当炉内压力过高时，安全阀开启泄压。

上述的硅碳棒烧结炉，所述进料管和出料管外端分别铰接有防火门。

上述的硅碳棒烧结炉，所述温度传感器的数量为两个，沿炉体外壳轴向间隔布置，分别对应两段碳管分体结构。

上述的硅碳棒烧结炉，所述炉体外壳为卧式结构，炉体外壳的轴心线与水平面平行，炉体外壳由上、下半圆形壳体构成。方便安装，易于操作。

本实用新型的有益效果是：

1、利用加热碳管中横截面为半包围结构的舟皿将硅碳棒坯料架设于加热碳管中，由于舟皿底面中部不与加热碳管接触，避免硅碳棒坯料底部加热过快，使硅碳棒坯料上、下部加热速度均匀化，与此同时，通过设置矩阵状通孔和贯通口，使保护气氛均匀散布于硅碳棒坯料所在空间，解决了现有硅碳棒烧结装置对硅碳棒表面烧结效果不均匀的问题，显著增强硅碳棒烧结效果，节省烧结时间。

2、由于隔离保温层中沿炉体外壳轴向均匀间隔设有多个环形保温腔，形成空气保温层，一方面增强保温效果，另一方面节约隔离保温层原料，节约能源，相对现有硅碳棒烧结装置，制作和生产成本低。

3、采用感应头位于环形保温腔中的温度传感器感测炉温，保证检测需求的情况下，延长温度传感器使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的外形图；

图3是图1中炉体外壳中横向剖面图。

图中：1.防火门、2.安全阀、3.冷却水夹套、4.螺旋状冷却水管、5.法兰盘、6.炉体外壳、601.上半圆形壳体、602.下半圆形壳体、7.隔离保温层、8.温度传感器、9.环形保温腔、10.电极、11.碳粉层、12.电极、13.氮气充入管、14.锁紧螺母、15.螺纹连接座、16.出料管、17.绝缘耐热部、18.导向气缸、19.底板、20.升降油缸、21.进料管、22.加热碳管、23.舟皿、24.硅碳棒坯料、25.矩阵状通孔、26.贯通口、27.环形陶瓷隔片、28.环形凸台。

具体实施方式

结合附图对本实用新型作详细描述。

如图1-图3所示，该硅碳棒烧结炉，包括圆筒形炉体外壳6、设于炉体外壳6中且与其同心的加热碳管22、设于加热碳管22外表面与炉体外壳6内壁之间的碳粉层11和隔离保温层7、设于炉体外壳6两端的进料管组件和出料管组件。

其中，所述加热碳管22的中部设有横截面为半包围结构的舟皿23，所述舟皿23由水平底面、设于水平底面两侧的弧形侧壁组成，所述水平底面与两个弧形侧壁的连接处分别与加热碳管22接触，水平底面上均匀设有矩阵状通孔25，弧形侧壁沿其长度方向均匀设有多个贯通口26。所述隔离保温层7中沿炉体外壳轴向均匀间隔设有多个环形保温腔9。所述炉体外壳6外部设有感应头位于环形保温腔中的温度传感器8。

本实施例中，所述进料管组件和出料管组件分别包括利用绝缘耐热部17与加热碳管22连接的进料管21或出料管16、与进料管21或出料管16连接的法兰盘5，所述法兰盘5外缘与炉体外壳6两侧端面连接，进料管21和出料管16的外周设有冷却水夹套3，所述冷却水夹套3中设有与进料管21或出料管16同心的螺旋状冷却水管4。所述进料管21和出料管16一端插入炉体外壳6中，所述绝缘耐热部17位于隔离保温层7的包围中，所述绝缘耐热部17的内壁中部设有环形凸台28，所述环形凸台28被夹持于加热碳管端面与进料管21或出料管16端面之间，环形凸台28的顶面与加热碳管22、进料管21和出料管16内表面平齐。

所述出料管16上设有氮气充入管13，所述氮气充入管13由位于出料管16中的水平段、与水平段一端连接的垂直段组成，所述垂直段上部设有外螺纹，所述出料管16上表面设有与外螺纹连接的螺纹连接座15，所述垂直段上另螺纹连接有锁紧螺母14。通过锁紧螺母14对氮气充入管13的垂直段进行定位。所述进料管21上另设有安全阀2，当炉内压力过高时，安全阀开启泄压。所述进料管21和出料管16外端分别铰接有防火门1。

所述加热碳管22由同心的两段碳管分体结构构成，两段碳管分体结构之间利用环形陶瓷隔片27分隔且两段碳管分体结构的靠近端共同与电源的一个电极10连接，两段碳管分体结构的另一端分别与电源的另一个电极12连接，方便操作，利于组装，且两段碳管分体结构更有利于炉内温度均匀，当有一段碳管分体结构出现故障时，可单独替换，节约资源。所述温度传感器8的数量为两个，沿炉体外壳6轴向间隔布置，分别对应两段碳管分体结构。

所述炉体外壳6的底部中间位置设有升降油缸20，炉体外壳6的底部四角设有围绕升降油缸20的导向气缸18，所述升降油缸20和导向气缸18的缸座共同固定在同一底板19上。有利于调整烧结炉高度。所述炉体外壳6为卧式结构，炉体外壳6的轴心线与水平面平行，炉体外壳6由上、下半圆形壳体601、602构成。方便安装，易于操作。

使用时，预先利用氮气充入管13将保护气体充入炉体中，使保护气体安全置换炉中氧气；将承入硅碳棒坯料24的舟皿23推入加热碳管22中，参见图1、图3。关闭防火门1，启动电源，加热碳管22逐渐升温，从而加热烧结硅碳棒坯料24。在此过程中，利用螺旋状冷却水管4充入冷却水，避免碳管温度过高造成进料管21和出料管16损坏。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型创造范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种硅碳棒烧结炉，包括圆筒形炉体外壳、设于炉体外壳中且与其同心的加热碳管、设于加热碳管外表面与炉体外壳内壁之间的碳粉层和隔离保温层、设于炉体外壳两端的进料管组件和出料管组件，其特征在于：所述加热碳管的中部设有横截面为半包围结构的舟皿，所述舟皿由水平底面、设于水平底面两侧的弧形侧壁组成，所述水平底面与两个弧形侧壁的连接处分别与加热碳管接触，水平底面上均匀设有矩阵状通孔，弧形侧壁沿其长度方向均匀设有多个贯通口，所述隔离保温层中沿炉体外壳轴向均匀间隔设有多个环形保温腔，所述炉体外壳外部设有感应头位于环形保温腔中的温度传感器。

2.根据权利要求1所述的硅碳棒烧结炉，其特征在于：所述进料管组件和出料管组件分别包括利用绝缘耐热部与加热碳管连接的进料管或出料管、与进料管或出料管连接的法兰盘，所述法兰盘外缘与炉体外壳两侧端面连接，进料管和出料管的外周设有冷却水夹套，所述冷却水夹套中设有与进料管或出料管同心的螺旋状冷却水管。

3.根据权利要求2所述的硅碳棒烧结炉，其特征在于：所述进料管和出料管一端插入炉体外壳中，所述绝缘耐热部位于隔离保温层的包围中，所述绝缘耐热部的内壁中部设有环形凸台，所述环形凸台被夹持于加热碳管端面与进料管或出料管端面之间，环形凸台的顶面与加热碳管、进料管和出料管内表面平齐。

4.根据权利要求2所述的硅碳棒烧结炉，其特征在于：所述进料管或出料管上设有氮气充入管，所述氮气充入管由位于进料管或出料管中的水平段、与水平段一端连接的垂直段组成，所述垂直段上部设有外螺纹，所述进料管或出料管上表面设有与外螺纹连接的螺纹连接座，所述垂直段上另螺纹连接有锁紧螺母。

5.根据权利要求1所述的硅碳棒烧结炉，其特征在于：所述加热碳管由同心的两段碳管分体结构构成，两段碳管分体结构之间利用环形陶瓷隔片分隔且两段碳管分体结构的靠近端共同与电源的一个电极连接，两段碳管分体结构的另一端分别与电源的另一个电极连接。

6.根据权利要求1所述的硅碳棒烧结炉，其特征在于：所述炉体外壳的底部中间位置设有升降油缸，炉体外壳的底部四角设有围绕升降油缸的导向气缸，所述升降油缸和导向气缸的缸座共同固定在同一底板上。

7.根据权利要求1所述的硅碳棒烧结炉，其特征在于：所述进料管或出料管上另设有安全阀。

8.根据权利要求2所述的硅碳棒烧结炉，其特征在于：所述进料管和出料管外端分别铰接有防火门。

9.根据权利要求5所述的硅碳棒烧结炉，其特征在于：温度传感器的数量为两个，沿炉体外壳轴向间隔布置，分别对应两段碳管分体结构。

10.根据权利要求1所述的硅碳棒烧结炉，其特征在于：所述炉体外壳为卧式结构，炉体外壳的轴心线与水平面平行，炉体外壳由上、下半圆形壳体构成。

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