DE2364106B2 - Furnace system operated by direct electrical heating according to the resistance principle, especially for the production of silicon carbide - Google Patents

Furnace system operated by direct electrical heating according to the resistance principle, especially for the production of silicon carbide

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Description

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Die Herstellung von technischem Siliciumcarbid erfolgt nach dem bereits ursprünglich von Acheson ausgearbeiteten, diskontinuierlichen Verfahren im elektrischen Widerstandsofen. Auf Grund der hohen Herstellungs- und Subümationstemperatur des Siliciumcarbids werden auch in modernen großtechnischen Produktionsanlagen stationäre oder fahrbare horizontale Widerstandsöfen verwendet, die sich von dem Acheson-Ofen nur durch größere Dimensionen und ^5 einige Verbesserungen, beispielsweise durch den Einsatz von Fertigteilen für die Ofenköpfc und die Seitenwände sowie die Bodenkonstruktion bei Wannenofen unterscheiden. Derartige Widerstandsöfen können in gleicher Weise auch für die Herstellung von beispielsweise Elektrographit verwendet werden.Technical silicon carbide is manufactured using the discontinuous process originally developed by Acheson in an electric resistance furnace. Due to the high production and Subümationstemperatur the silicon carbide stationary or mobile horizontal furnaces are also used in modern large-scale production equipment, from the Acheson furnace only by larger dimensions and ^ 5 some improvement, for example through the use of prefabricated elements for the Ofenköpfc and distinguish between the side walls and the floor construction in the case of a furnace. Such resistance furnaces can also be used in the same way for the production of, for example, electrographite.

In den meisten Siliciumcarbidbetrieben sind stationäre öfen im Einsatz, die im allgemeinen rechteckig gebaut, oben offen und bis zu 20 m lang sind. Der Boden und die Stirnwände sind aus feuerfesten Steinen gemauert, während die Seitenwände abnehmbar sind. Die Stromzuführung erfolgt durch in die Stirnwände eingebaute Graphit- oder Kohleelektroden. Diese Öfen sind aus Gründen der Platzersparnis in geringem Abstand voneinander in der Ofenhalle angeordnet, in so der alle Arbeitsgänge für den Ofenbetrieb, wie Füllen, unter Strom setzen, der Ofenbrand selbst und Abräumen, durchgeführt werden. Auf Grund der geringen Abstände zwischen den einzelnen öfen ist die Beschickung und Entleerung derselben jedoch nur mit ^ aufwendigen Kranvorrichtungen möglich, und dem hiermit verbundenen Staubanfall muß zusätzlich durch Entlüftungsvorrichtungen Rechnung getragen werden. Die Räumarbeiten in der Halle werden außerdem durch Ausbildung einer Thermik erschwert, die zu Staubaufwirbelungen führt, so daß Staubfilter- und Abluftreinigungsanlagen erforderlich sind.Most silicon carbide plants use stationary furnaces, which are generally rectangular, open at the top and up to 20 m long. The floor and the end walls are made of refractory bricks, while the side walls are removable. Power is supplied through graphite or carbon electrodes built into the end walls. These furnaces are arranged for the sake of saving space in a small distance from each other in the furnace hall, all operations for the furnace operation, such as filling, energize, the furnace fire itself and clearing are carried out in this way. Due to the small distances between the individual furnaces the charging and discharging is the same, but complex with ^ crane devices possible as the related dust must also be supported by venting devices account. The clearing work in the hall is also made more difficult by the formation of a thermal, which leads to dust turbulence, so that dust filter and exhaust air cleaning systems are required.

Es sind auch bereits fahrbare öfen bekanntgeworden, bei welchen ortsfeste Füllstationen mit Förderbändern, fahrbare Kammern für den Ofenbrand, Räumsländc für (,^ das Wändeziehen und Bedüsungsanlagen zum schnellen Abkühlen der Siliciumcarbidwalze eingesetzt werden, wodurch die gesamte Krananlage eingespart werden kann. Derartige Ofenkonstruktionen sind aber sehr aufwendig und daher kostspielig. Da sie ferner nicht beliebig lang und breit gebaut werden können, müssen sie zwangläufig mit hohen Seitenwänden ausgerüstet werden. Die Entleerung, die nach Entfernen der Seitenwände durch Herunterstoßen der gesamten Ladung erfolgt, ist aber dadurch mit einem so hohen Staubanlall verbunden, der auch nicht mehr durch Besprühen mit Wasser unter Kontrolle gehalten werden kann, daß die Abräumarbeiten nicht im Freien, sondern nur in der Halle vorgenommen werden können. Außerdem ist der Ofenaufbau durch die laufenden Erschütterungen beim Transport störanfälliger, und die Kosten für die umfangreichen Gleisanlagen mit den relativ hoch beanspruchten Fundamenten und Schiebebühnen sind beträchtlich.There are also already known mobile ovens, in which stationary filling with conveyor belts, movable chambers for the furnace fire, Räumsländc for (, ^ the walls drawing and Bedüsungsanlagen be used for rapidly cooling the Siliciumcarbidwalze, whereby the entire crane system can be saved. However, such furnace constructions are Very complex and therefore expensive. Since they cannot be built as long and wide as desired, they must inevitably be equipped with high side walls. However, the emptying, which takes place after removing the side walls by pushing down the entire load, involves such a high amount of dust connected, which can no longer be kept under control by spraying with water, that the clearing work cannot be carried out outdoors, but only in the hall.In addition, the furnace structure is more prone to failure due to the ongoing vibrations during transport, and the costs for the extensive G Quiet systems with the relatively heavily used foundations and transfer platforms are considerable.

Die Probleme, die mit dem Vorhandensein von Ofenhatten auftreten, werden durch die erfindungsgemäße Ofenanlage praktisch vollständig gelöst, was nicht nur zu einer Kosteneinsparung, sondern vor allem zu einem beträchtlich verringertem Arbeitsaufwand beim Ofenbetrieb führt.The problems that arise with the presence of furnace hats are practically completely solved by the furnace system according to the invention, which not only leads to cost savings, but above all to a considerably reduced amount of work in furnace operation.

Die erfindungsgeniäße. durch direkte elektrische Heizung nach dem Widerstandsprinzip betriebene Ofenanlage, insbesondere zur Herstellung von Siliciumcarbid aus Kieselsäure und Kohlenstoff im absatzweisen Betrieb, wobei die Stromzufuhr mittels Elektroden durch einen Widerstandskern erfolgt, der waagrecht in den Möller eingelagert ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagen als stationäre Freilandanlagen betrieben werden.The inventive. operated by direct electrical heating according to the resistance principle Furnace plant, especially for the production of silicon carbide from silica and carbon in batches Operation, where the power is supplied by means of electrodes through a resistor core that is positioned horizontally in the Möller is stored, is characterized in that the systems as stationary outdoor systems operate.

Das bedeutet, daß alle Arbeitsgänge für den Ofenbetrieb, wie Füllen, unter Strom setzen, der Ofenbrand selbst und Entleerung, bei unverändertem Standort im Freien durchgeführt werden.This means that all operations for the furnace operation, such as filling, electrify the Furnace firing itself and emptying can be carried out outdoors if the location is unchanged.

Die entscheidende Voraussetzung für die Durchführung des Ofenbrandes im Freien ist dadurch gegeben, daß die Oberfläche des Möllers während des Ofenbrandes, der Abkühlungsphase und des Abbaus feucht gehalten wird, was durch beliebige Maßnahmen, die ein kontinuierliches oder absatzweises Besprühen ermöglichen, erreicht werden kann.The decisive prerequisite for carrying out the furnace fire outdoors is given by that the surface of the Möllers moist during the furnace fire, the cooling phase and the degradation is held, which by any measures that enable continuous or intermittent spraying, can be reached.

Die Tatsache, daß erfindungsgemäß insbesondere der Ofenbrand im Freien durchgeführt werden kann, muß als besonders überraschend angesehen werden, da dies von Fachleuten für unmöglich gehalten wurde, die der Ansicht waren, daß die Verluste am Möller durch Windeinwirkung beträchtlich sein dürften. Durch eine seit Monaten im Betrieb befindliche Anlage der erfindungsgemäßen Art wurde jedoch bestätigt, daß weder durch Winde, auch in Form von starken Stürmen, noch durch Regengüsse und Gewitterschauer erkennbare Verluste an Möller zu verzeichnen waren.The fact that, according to the invention, in particular the furnace firing can be carried out outdoors, must be regarded as particularly surprising as this was considered impossible by those skilled in the art, which the Were of the opinion that the losses on the Möller due to the action of the wind should be considerable. By a Plant of the type according to the invention which has been in operation for months, however, has been confirmed that Not recognizable by winds, also in the form of strong storms, nor by downpours and thunderstorms Losses to Möller were recorded.

Erfindungsgemäß können Ofenanlagen sowohl mit öfen von herkömmlicher Bauart, die stirnseitig angeordnete Elektroden und abnehmbare Seitenwände besitzen, als auch mit Öfen, deren Elektroden als Bodenelektroden angeordnet sind, und mit öfen, die unabhängig von der Anordnung der Elektroden den Möller in offener Schüttung enthalten ohne seitliche und/oder stirnseitige Eingrenzung durch Wandelemcnte, als stationäre Freilandanlagen betrieben werden. Besonders bewährt hat sich der Betrieb als stationäre Freilandanlage indessen für sogenannte Hügelöfen mit Bodenelektrodenano'-dnung, deren Möller seinem natürlichen Schüttkegel entsprechend geschüttet ist, ohne seitliche und stirnseitige Eingrenzung durch Wandelemente, da derartige Öfen den zusätzlichen VorteilAccording to the invention, furnace systems can have both conventional type furnaces and the end face have arranged electrodes and removable side walls, as well as with ovens, the electrodes as Bottom electrodes are arranged, and with ovens that are independent of the arrangement of the electrodes Möller contained in an open bed without lateral and / or frontal delimitation by alterations, be operated as stationary outdoor systems. The operation as a stationary one has proven particularly successful Open-air system, however, for so-called hill ovens with bottom electrode thinning, the Möller of which is natural Cone of material is poured accordingly, without lateral and frontal delimitation by wall elements, because such ovens have the added benefit

haben, daß sie durch eine Abdeckung bis /um Geländeniveau, die gegebenenfalls mit einer Schicht aus angefeuchtetem Möller bedeckt werden kann, wobei sie als Auffangvorrichtung für die entstehenden gasförmigen Reaktionsprodukte ausgebildet sein kann, praktisch vollständig gasdicht gemacht werden können, so daß sie allen Anforderungen hinsichtlich des Umweltschutzes genügen.have to cover them up to / around terrain level, possibly with a layer of cover Moistened Möller can be covered, using it as a collecting device for the resulting gaseous Reaction products can be formed, can be made practically completely gas-tight, so that they meet all environmental protection requirements.

Die Abstände zwischen den einzelnen Öfen und auch die Maße für die öfen selbst können dabei beliebig groß gewählt werden, so daß diese leicht zugänglich sind und die Beschickung und Abräumung durch einfache Transportfahizeuge oder -bänder vorgenommen werden kann, ohne daß hierzu aufwendige Kranvorrichtungen notwendig sind, wobei sich insbesondere bei Hügelofenanlagen Hydraulik-. Teleskop- und Schaufelradbagger bewährt haben, deren Einsatz in der Halle wegen des hierfür erforderlichen Platzbedarfs unmöglich ist. Darüber hinaus werden die Kosten für den Bau der Ofenhalle eingespart.The distances between the individual ovens and the dimensions of the ovens themselves can be as large as you want be chosen so that they are easily accessible and the loading and clearing by simple Transport vehicle eyes or belts can be made without the need for expensive crane devices are necessary, especially in hill furnace systems hydraulic. Telescopic and bucket wheel excavators have proven, their use in the hall is impossible because of the space required for this is. In addition, the costs for the construction of the furnace hall are saved.

Durch den ortsfesten Aufbau der Öfen werden fernerThe fixed structure of the furnaces also means that

ίο alle Störfaktoren ausgeschaltet, die bei fahrbaren öfen auf Grund der Erschütterungen beim Transport unvermeidbar sind.ίο all disruptive factors eliminated with mobile ovens are unavoidable due to the vibrations during transport.

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Durch direkte elektrische Heizung nach dem Widerstandsprinzip betriebene Ofenanlage, insbesondere zur Herstellung von Siliciumcarbid aus Kieselsäure und Kohlenstoff im absatzweisen Betrieb, wobei die Stromzufuhr mittels Elektroden durch einen Widerstandskern erfolgt, der waagrecht in den Möller eingelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage als stationäre Freilandanlage betrieben wird.1. Furnace system operated by direct electrical heating according to the resistance principle, in particular for the production of silicon carbide from silica and carbon in batches Operation, where the power is supplied by means of electrodes through a resistance core, which is horizontal is stored in the Möller, characterized in that that the system is operated as a stationary outdoor system. 2. Stationäre Ofenanlage nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Möllers während des Ofenbiands, der Abkühlungsphase und des Abbaus feucht gehalten wird.2. Stationary furnace system according to claim 1. characterized in that the surface of the Möllers during the furnace belt, the cooling phase and the degradation is kept moist. 3. Stationäre Ofenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage als Hügelofen mit Bodenelektrodenanordnung betrieben wird, dessen Möller seinem natürlichen Schuttkegel entsprechend geschüttet ist, ohne seitliche und stirnseitige Eingrenzung durch Wandelemente.3. Stationary furnace system according to claim 1, characterized in that the system as Hill furnace with bottom electrode arrangement is operated, the Möller of its natural debris cone is poured accordingly, without lateral and frontal delimitation by wall elements.
DE19732364106 1973-12-21 1973-12-21 Furnace system operated by direct electrical heating according to the resistance principle, especially for the production of silicon carbide Expired DE2364106C3 (en)

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