JPS5824372B2 - シリコンカ−バイド製造プラント - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 シリコンカーバイドは、カーボンおよびシリカ或はシリ
コンの混合物から、種々の時間・温度の条件のもとで、
形成することができる。

これは、５２５℃という低温で、炭素に富む、シリコン
、アルミニウムおよび亜鉛の合金を用い、特定条件下の
シリコンと炭素より作られる。

シリコンカーバイドの結晶は、少くとも５つの蒸気系統
内で、ガス性クランキングを施すことによっても作られ
る。

これは、主に、長さ１８ｍ１幅３ｍの太さを有し、約９
０，７００ｋｇまでの混合物を保有する、バッチ型の炉
内で生産される。

この炉は、低級耐火煉瓦で裏張りされた、取外し得る、
鋳鉄形材より成っている。

上記混合物は、ホッパと架空走行うレーン、或はコンベ
ヤによって炉へ給与される。

炉に約半分だけ装填されたとき、装填が一時中断され、
以て該炉の両端に配置された電極間に、粒状のグラファ
イト心が位置ぎめされ得るようになっている。

前記心は均等な断面を有し、そして炉の寸法に従い、厚
さ２５ＣＴＬ幅４０Ｃｒ／Ｌまでの寸法を持たせること
ができる。

上記上の上に、残りの混合物を置けば装填操作が完了す
る。

約１５日の加熱期間中、装填物の抵抗が変化する故、４
００乃至２００ｖにおいて、約５０００ＫＷまでの電力
が加えられる。

加熱された装填物は、取扱を許すまで冷却するのに数日
を要する。

側壁が取外されたとき、流動性の被覆物が崩れて、イン
ゴットを露出する。

被覆物は、組成において最初の混合物と同様である故再
使用される。

インゴットの形態は断面において楕円形で、約３８７ｎ
ｒ／Ｌ厚の殻の中に収容される。

殻の部分における急峻な温度傾度が、酸化物不純分の凝
縮を助長する故、比較的薄い殻が形成される。

即ち濃縮が好ましからぬ不純物の有効な処理を容易にす
る。

商用的な、シリコンカーバイドの結晶を含有するインゴ
ットの本体が、犬なる被片に砕かれて炉から除去され、
グラファイトの心は、心材料として再使用される。

結晶性インゴットは、最終的に破砕されて、所望のサイ
ズに篩分けされる。

粒子は、最終的用途に応じて、酸或はアルカリを用い浄
化処理され、然る後水洗いされて乾燥される。

上述の処理法は、アチソン法として知られている。

このような炉の設備では、一つの炉が加熱され一つの炉
からは装填物がとり出され、一つの炉へは装填され、そ
して残りの炉は冷却されるように各々の変圧器を最高効
率で使用するように、通常４乃至６個の炉が必要となる
。

このような設備は建屋および炉に対して、最大の資本の
投下を必要とする。

このような炉から装填物をとり出すことは極めて困難に
して手間がかＸる。

何せならば、熱い炉が隣接して居り、且つシリコンカー
バイドを炉から取出すのに隣接炉が近いために、多量の
手の労働を要し、且つ限られた利用し得る床面積内で、
機械的装填物取出し装置を使用することが困難であるた
めである。

このためには、尚、手労働を有効に適用できる点まで温
度を下げるために装填物取出しより遥か以前に、炉が冷
却されて居ることを必要とする。

尚、このような炉の装填には、隣接炉の存在のために更
に問題がある。

これは、混合ビンから炉に至る長いコンベヤベルト、或
は炉まで縦続するパケット負荷を運ぶための、架空クレ
ーンを要することを意味する。

従って、本発明の目的は、先づアチソン法を利用する改
良された設計の炉を提供することである。

本発明の今一つの目的は、改良されたシリコンカーバイ
ド製造プラントを提供することである。

本発明の更に今一つの目的は、このような炉の運転費用
を低減することである。

本発明の更に今一つの目的は、汚染制御を容易）にする
ことである。

本発明の更に今一つの目的は、電気的損失を低減するこ
とである。

本発明の更に今一つの目的は、この種炉の運転に関する
災害を軽減することである。

・ 本発明の更に今一つの目的は、材料の取扱法を改善
することである。

次に、本発明の、シリコンカーバイド製造プラントの一
実施例を表わす図面を参照して、本発明を更に具体的に
説明しよう。

） 本発明によれば、装填されたシリコン性とカーボン
性の材料から、シリコンカーバイドを製造するための、
直接の電熱によって操業される電気的抵抗炉が設けられ
る。

電流は、母線および電極から、装填物の中へ水平に挿入
されたカーボンの抵・抗心を介して、給与される。

この電気的抵抗炉は、運転部を収容するに足るだけのサ
イズを有する加熱包囲体の中に位置ぎめされている。

炉には、装填および装填物取出しのための装置が設けら
れている。

前記包囲体の頂部；全体は、集塵部へ通ずる溝のための
開口以外は閉鎖されている。

第１図および第２図に示されているように、炉の構造部
は、加熱包囲体、即ち建屋２の中に配置されている。

図示されていないが、コンベヤが、１主要建屋から前記
包囲体へ、既に適当に混合されたシリコン性とカーボン
性の原材料を運び入れる。

このコンベヤは、図示されていない一連のコンベヤへ上
記材料を落し、更にこのコンベヤは、何しの炉へ装填さ
れるにせよ、上記包囲体ケーシング；の屋根上に配置さ
れた、図示されないサージタンクへ投入する。

このサージタンクは、形成される円い炉の上方に配置さ
れた、一連のコンベヤ６へ材料を引渡す。

このコンベヤは、適当な装填量の原材料１０を炉８へ装
填する。

このコンベヤは、グラファイト心１２をも位置ぎめする
。

この炉は、成るべくは、安息角の炉として設計されるを
可とし、そして成るべくは、炉の装填物を収容するため
の側壁或はゲートを使用しないことを可とする。

併し、所望によって、側壁を使用しても差支ない。

この炉の装填の場合、先づその底部の半分が形成され、
そこで停止される。

続いて混合物の上に心が置かれる。

そこで、３角形様の形態に仕上げられる。

この炉の装填には、所望ならば、手操作的或は機械的装
置を使用しても宣しい。

上記操作が完了すれば、変圧器１４のような動力源が、
炉の何れかの端に母線１８と共に配置されている電極１
６へ接続される。

炉は殆ど完全な円形であり、且つ変圧器が、炉の２つの
端壁２０の近くに位置ぎめされている故、この接続のた
めには、極めて短かい母線構造を設ける要があるに過ぎ
ない。

この変圧器は、図示の炉への給電および最初の炉が冷却
したときの運転開始のために、今一つの加熱包囲体２４
の中に位置ぎめされた隣接炉２２への給電をも行うこと
ができる。

母線、電極および心を経て給与される電力は、ＡＣでも
ＤＣでも宣しい。

この動力は、ある温度をシリコン性およびカーボン性の
物質に反応させて、シリコンカーバイドを作るのに充分
である。

前述のような焼成サイクルが完了すれば、変圧。

器１４が遮断されて、冷却と材料取出し作業が開始され
る。

炉は、段階的に冷却されて装填物の取出しが行われる。

最初は、炉の堆積物が、そのまま数日間冷却することが
許される。

このときにおいて、動力ショベル２６その他の装置が包
囲体の。

中へ持込まれる。

この装置は、段階的に上方に堆積された材料を剥ぎ取る
ことによって、炉の荷卸しを開始する。

この操作は、堆積物の表面より下方のより熱い材料が、
順次大気に曝らされるように行われる。

炉に装填された堆積物が、一旦取除。かれて、シリコン
カーバイドが露出されれば、これが数日間に亘って冷却
することが許される。

水スプレーを用いて、インゴットの冷却を促進すること
ができる。

このような冷却週期の後、同一荷卸し装置によって炉か
らインゴットが取出されて、中央の浄化と選別の区域へ
運ばれる。

一旦炉からインゴットが取出されれば、前述の装填サイ
クルが反覆的に行われる。

あらゆる塵埃は、溝２８を通ってヒユームコレクタ３０
の中へ集められる。

上記方式は運転の費用を低減すると共に、所要の人手を
も軽減する。

所要母線が短いために材料費および電力損を低減する。

汚染の制御も容易に達せられる。

炉の装填および取出しも一層容易に行われる。

更に炉の運転中装填物がプラント加熱包囲体の中に存在
する要がないので、作業員の災害が著しく低減する。

尚−例に過ぎないが、平坦な耐火煉瓦のベッド上に、直
径７５ｃｆｒＬの小なる炉が作られた。

そこで、１層の砂、コークスおよび再循還混合物が、７
５ぼの円上に、約１５ｃｆｒＬ幅５０ｍｍ深さに散布さ
れた。

上記ベッドの軸上に、２５ｍ１Ｘ ３２ｍｍのグラファ
イト心が据付けられ、両端が５０ｍｍのグラファイト棒
と接続され、更にこの棒が５０ＫＶＡの変圧器へ接続さ
れた。

上記心上に１５０ｍｍの混合物が添加され、以て、７５
ＣｒＩＬ径の円上に３角形断面の混合物が作られた。

これを加熱し、そして冷却した後、均等の断面を有する
、円形のシリコンカーバイドインゴットが再生された。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるシリコンカーバイド製造プラン
トの平面図、そして第２図は、上記プラントの側面図で
ある。 図において、２：加熱包囲体、６ コンベヤ、８：炉、
１０：粗材、１２：グラファイト心、１：心、１４：変
圧器、１６：電極、１８：母線、２０：端壁、２２：炉
、２４：加熱包囲体、２６：動力ショベル、２８：塵埃
溝、３０：排気コレクタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電気的動力源と、 加熱閉鎖体と、 シリコン性およびカーボン性材料の装填物よりシリコン
   カーバイドを製造するための、前記閉鎖体の中に配置さ
   れ且つ電熱によって運転される電気的抵抗炉と、 前記装填物の中へ水平に挿入された抵抗性のカーボンの
   心を通して、電極から電流が給与されることと、 前記心と装填物とが円形に形づけられていることと、 前記円形体の中の炉へ装填する装置と、 前記炉から装填物をとり出す装置と、 諸ガスを年収する装置と、 より成るシリコンカーバイド製造プラント。 ２ 前記炉が、前記閉鎖体の頂部に装架された一つの装
   置を用いて装填される、特許請求の範囲第１項に記載の
   プラント。 ３ 前記炉の断面形が３角形とされている特許請求の範
   囲第１項に記載のプラント。 ４ 前記炉には、何等の側壁も存在しない、特許請求の
   範囲第１項に記載のプラント。 ５ シリコン性およびカーボン性物質の装填物よりシリ
   コンカーバイドを製造するため、装填物へ水平に挿入さ
   れた抵抗用カーボン心を経て電極より電流が給与され、
   電熱によって運転される電気的抵抗炉において、前記心
   と装填物とが円形に形付けられていることを改良点とす
   る、電熱によって運転される電気的抵抗炉。 ６ 断面の形態が３角形にされている、特許請求の範囲
   第５項に記載の電気的抵抗炉。 ７ 側壁が存在していない、特許請求の範囲第５項に記
   載の電気的抵抗炉。