CN2451567Y - 一氧化硅生产装置 - Google Patents

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一氧化硅生产装置，高氧化铝内管为炉膛，其外缠绕有电热炉丝，高氧化铝外管外面是保温隔热套层，套装在一起的高氧化铝内管、外管与保温隔热套层一同置于轴线水平设置的无缝钢管外壳内，高氧化铝内管的一端封闭，另一端插装有一端封闭的圆管形收集器，收集器开口端部装有阻温挡环，无缝钢管外壳的收集器所在的前端通过端盖密封，后端与抽真空设备相连接。该装置结构合理，安装操作方便，炉内温度梯度好，可大幅度提高产品生产率。

Description

一氧化硅生产装置
本实用新型涉及一种一氧化硅生产装置，是一种专门用于生产一氧化硅的真空电炉。
早期的一氧化硅生产装置仅是一个高氧化铝瓷质耐火管，其常开的一端内壁衬有钼质或镍质衬片。工作时，将混合好的SiO2和Si原料置于管内封闭的一端，耐火管封闭抽真空后，直接在空气中加热管子表面，原料汽化后，沉积在耐火管另一端的钼片或镍片上。这种生产装置，由于直接在空气中加热高氧化铝瓷质耐火管，而其内又是抽真空的，因此很容易破裂，生产效率极低。目前，现有技术中较为先进的一氧化硅生产装置，主要由高氧化铝管、电热炉丝、保温隔热套层、收集器和其外具有水冷套的无缝钢管外壳组成。高氧化铝管为内外两层，内管为炉膛其外壁上缠绕有电热炉丝，外管外面是保温隔热套层。高氧化铝管与其外的保温隔热套层下端封闭，置于垂直设置的无缝钢管外壳内。无缝钢管外壳内高氧化铝内管的上方连接安装有一端封闭的圆管形收集器，钢管上端与抽真空设备相连接。工作时，SiO2和Si混合原料装入内管底部，将收集器装在内管上方，并将钢管与抽真空设备相连接。接通电热炉丝加热的同时，水冷套通水冷却设备。原料汽化后，在内管上方的收集器内附着，形成块状SiO。该装置具有的保温和冷却结构完善了构造，提高了加热效率和设备的安全性高，炉膛在真空状态下加热，提高了装置的使用寿命。但由于整个设备是垂直放置的，受结构的限制，安装操作十分不便；炉内温度梯度差，影响产品的生产率。
本实用新型的目的是提供一种结构合理，安装操作方便，炉内温度梯度好，可大幅度提高产品生产率的一氧化硅生产装置。
本实用新型的目的是通过以下技术措施实现的。
一种一氧化硅生产装置，包括高氧化铝内管及外管、电热炉丝、保温隔热套层、收集器和其外具有水冷套的无缝钢管外壳，高氧化铝内管为炉膛，其外壁上加工的螺旋槽内缠绕有电热炉丝，外管外面是保温隔热套层。套装在一起的高氧化铝内管、外管与保温隔热套层一同置于轴线水平设置的无缝钢管外壳内，高氧化铝内管的一端封闭，另一端插装有一端封闭的圆管形收集器，收集器开口的端部装有阻温挡环，无缝钢管外壳的收集器所在的前端通过端盖密封，后端与抽真空设备相连接。
高氧化铝内管内下部装有反应器，反应器为平行于轴线剖开的半圆管形。
高氧化铝内管开口端装有与阻温挡环之间存在间隙的大半圆形阻热块。
高氧化铝内管与外管之间有一中间层高氧化铝管，中间层管与外管之间具有可使两者相对滑动的间隙。
高氧化铝内管外壁上加工的螺旋槽是由开口端至封闭端由密至疏逐渐变化的。
保温隔热套层由内层至外层包括钼质管、铁皮管、保温毡层和外层铁套管，钼质管与高氧化铝外管之间、各钼质管之间、钼质管与铁皮管之间、各铁皮管之间均设置有用以将各层隔开的耐热细瓷环。
耐热细瓷环为由耐热金属丝串联的短磁管构成，沿各管轴向间隔放置缠绕于各管上。
与现有技术相比本实用新型所具有的优点在于：本实用新型一氧化硅生产装置水平设置，结构合理，安装操作方便；收集器与作为炉膛的高氧化铝内管之间设置有阻温挡环，使炉内具有良好的温度梯度，大幅度提高了产品生产率。另外，阻热块与阻温挡环配合使用，能进一步改善炉内的温度梯度，提高产品生产率。
下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细论述。
附图为本实用新型一氧化硅生产装置的结构示意图。
本实用新型一氧化硅生产装置，如图所示，主要由高氧化铝内管1、外管2及中间层管3、电热炉丝4、钼质管5、铁皮管6、耐热细瓷管7、硅酸铝保温毡层8、外层铁套管9、反应器10、阻热块11、阻温挡环12、收集器13、无缝钢管外壳14、水冷套15和端盖16等组成。高氧化铝内管1为炉膛，其外壁上加工的由开口端至封闭端由密至疏逐渐变化的螺旋槽内缠绕有钼电热炉丝。高氧化铝内管1上的电热炉丝开口端密封闭端疏，用以弥补开口端的散热损失，保证炉膛内温度均匀。高氧化铝内管1与外管2之间有一中间层高氧化铝管3，中间层高氧化铝管3与外管2之间具有可使两者相对滑动的间隙。在常时间的高温生产中电热炉丝4会与其内外的高氧化铝管烧结在一起，采用3层高氧化铝管，便于维修更换，降低生产成本。外管2外面是保温隔热套层，由内层至外层顺序为3层钼质管5、3层铁皮管6、两层硅酸铝保温毡层8和外层铁套管9，钼质管5与高氧化铝外管2之间、各钼质管5之间、钼质管5与铁皮管6之间、各铁皮管6之间均设置有用以将各层隔开的耐热细瓷环7。耐热细瓷环7为由钼丝串联的短瓷管构成，沿各管轴向间隔放置缠绕于各管上。该保温隔热套层在真空状态下，具有良好的温度反射保温能力。3层高氧化铝管与其外的保温隔热套层后端用钼片包覆的轻质高铝砖20封闭，一同置于轴线水平设置的无缝钢管外壳14内。高氧化铝内管1内装有平行于轴线剖开的高氧化铝制成的半圆管形反应器10，以减少作为炉膛的高氧化铝内管1内壁的磨损。反应器10的一端留有部分圆管，以便于其装入内管1和取出。一端封闭的圆管形收集器13，其开口端插装在反应器10的圆管部分内，收集器13开口的端部内装有由两层不锈钢片和夹在其间的保温毡构成的阻温挡环12。反应器10的圆管部分内装有与阻温挡环12之间存在间隙的、由保温砖制成的大半圆形阻热块11。无缝钢管外壳14的两端均设置有法兰，其收集器13所在的前端通过端盖16与法兰之间用螺栓连接密封，后端通过法兰与抽真空设备管路的法兰21相连接，端盖16和法兰21内均装有保温毡17。无缝钢管外壳14外套装有水冷套15，水冷套15上设置有进出水口19。电热炉丝4通过由无缝钢管外壳14引出的接线柱18与电源相接。
工作时，混合均匀的SiO2和Si粉料，经加水压制成块并进行脱水处理后，装入反应器10中。将反应器10放入装置内作为炉膛的高氧化铝内管1内。顺序将阻热块11、开口端装有阻温挡环12的收集器13和端盖16安装到位，启动抽真空设备将炉内抽真空到10-1Pa。接通电热炉丝4加热至1350℃，保持18小时。同时，水冷套15通水冷却。SiO2和Si在高温下反应生成SiO蒸汽，气化的一氧化硅经阻热块11和阻温挡环12及两者之间的缝隙进入温度保持在400～800℃的收集器13内，迅速降温沉积在不锈钢收集器13的内壁上。

Claims (7)

1．一种一氧化硅生产装置，包括高氧化铝内管及外管、电热炉丝、保温隔热套层、收集器和其外具有水冷套的无缝钢管外壳，高氧化铝内管为炉膛，其外壁上加工的螺旋槽内缠绕有电热炉丝，外管外面是保温隔热套层，其特征在于：套装在一起的高氧化铝内管(1)、外管(2)与保温隔热套层一同置于轴线水平设置的无缝钢管外壳(14)内，高氧化铝内管(1)的一端封闭，另一端插装有一端封闭的圆管形收集器(13)，收集器(13)开口的端部装有阻温挡环(12)，无缝钢管外壳(14)的收集器(13)所在的前端通过端盖(16)密封，后端与抽真空设备相连接。
2．根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的高氧化铝内管(1)内下部装有反应器(10)，反应器(10)为平行于轴线剖开的半圆管形。
3．根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的高氧化铝内管(1)开口端装有与阻温挡环(12)之间存在间隙的大半圆形阻热块(11)。
4．根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的高氧化铝内管(1)与外管(2)之间有一中间层高氧化铝管(3)，中间层管(3)与外管(2)之间具有可使两者相对滑动的间隙。
5．根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的高氧化铝内管(1)，其外壁上加工的螺旋槽是由开口端至封闭端由密至疏逐渐变化的。
6．根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的保温隔热套层由内层至外层包括钼质管(5)、铁皮管(6)、保温毡层(8)和外层铁套管(9)，钼质管(5)与高氧化铝外管(2)之间、各钼质管(5)之间、钼质管(5)与铁皮管(6)之间、各铁皮管(6)之间均设置有用以将各层隔开的耐热细瓷环(7)。
7．根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述的耐热细瓷环(7)为由耐热金属丝串联的短磁管构成，沿各管轴向间隔放置缠绕于各管上。
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