DE2364106C3

DE2364106C3 - Durch direkte elektrische Heizung nach dem Widerstandsprinzip betriebene Ofenanlage insbesondere zur Herstellung von Siliciumcarbid

Info

Publication number: DE2364106C3
Application number: DE19732364106
Authority: DE
Inventors: Günter Dipl.-Chem. Dr. 8000 München; Korndörfer Ludwig 8201 Aising; Korndörfer Eugen 8201 Heiligblut Wiebke
Original assignee: Elektroschmelzwerk Kempten GmbH, 8000 München
Filing date: 1973-12-21
Publication date: 1976-08-12

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 Sublimationstemperatur 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 j₅ einige Verbesserungen, beispielsweise durch den Einsatz von Fertigteilen für die Ofenköpt'e und die Seitenwände sowie die Bodenkonstruktion bei Wannenofen unterscheiden. Derartige Widerstandsöfen können in gleicher Weise auch für die Herstellung von ^₀ beispielsweise Elektrographit verwendet werden.

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 Seiteriwände abnehmbar sind. Die Stromzuführung erfolgt durch in die Stirnwände eingebaute Graphit- oder Kohleelektroden. Diese öfen sind aus Gründen der Plat/.ersparnis in geringem Abstand voneinander in der Ofenhalle angeordnet, in der alle Arbeitsgänge für dern 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.

Es sind auch bereits fahrbar« öfen bekanntgeworden, bei welchen ortsfeste Füllstationen mit Förderbändern, fahrbare Kammern für den Ofenbrand, Räumstände für _6j 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 Staubanfall 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.

Die Probleme, die mit dem Vorhandensein von Ofenhallen 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.

Die erfindungsgemäße, 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.

KiS bedeutet, daß alle Arbeitsgänge für den Ofenbetrieb, wie Füllen, unter Strom setzen, der Ofenbrar.d selbst und Entleerung, bei unverändertem Standort im Freien durchgeführt werden.

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.

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.

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 Wandelemente, als stationäre Freilandanlagen betrieben werden. Besonders bewährt hat sich der Betrieb als stationäre Freilandanlage indessen für sogenannte Hügelöfen mit Bodenelektrodenanordnung, deren Möller seinem natürlichen Schüttkegel entsprechend geschüttet ist, ohne seitliche und stirnseitige Eingrenzung durch Wandelemente, da derartige öfen den zusätzlichen Vorteil

haben, daß sie durch eine Abdeckung bis zum 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.

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 Transportfahrzeuge 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

Durch den ortsfesten Aufbau der öfen werden ferner

ίο alle Störfaktoren ausgeschaltet die bei fahrbaren öfen auf Grund der Erschütterungen beim Transport unvermeidbar sind.

Claims

Patentansprüche:

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 Widerstands kern erfolgt, der waagrecht in den Möller eingelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage als stationäre Freilandanlage betrieben wird.

2. Stationäre Ofenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Möllers während des Ofenbrands, der Abkühlungsphase und des Abbaus feucht gehalten wird.

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.