PL92057B1

PL92057B1 -

Info

Publication number: PL92057B1
Application number: PL1974176682A
Authority: PL
Priority date: 1973-12-21
Filing date: 1974-12-20
Publication date: 1977-03-31
Also published as: IS980B6; DE2364108A1; BE823564A; IS2254A7; ZA747987B; DE2364108B2

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia weglika krzemu.Proces technicznego wytwarzania weglika krze¬ mu odbywa sie wedlug opracowanej przez Acheso- na nieciaglej metody, przeprowadzanej w elektry¬ cznych piecach oporowych. W oparciu o wysoka temperature wytwarzania i sublimacji weglików krzemu, w nowoczesnych duzych zakladach prze¬ myslowych, stosowane sa takze stacjonarne lub jezdne poziome piece oporowe, które róznia sie od pieca Achesona tylko tym, ze ich wymiary sa wieksze i posiadaja pewne udoskonalenia, przy¬ kladowo gotowe elementy na glowice pieca i scia¬ ny, jalk równiez konstrukcje trzonu przy piecach wannowych. Tego rodzaju piece oporowe moga byc w taki sam sposób stosowane takze do wytwa¬ rzania elektrografitu.W wiekszosci wytwórni weglików krzemu, stoso¬ wane sa piece stacjonarne, które na ogól sa pro¬ stokatne, od góry otwarte i do 20 m dlugie. Trzon i sciany czolowe pieca obmurowane sa cegla za¬ roodporna, podczas gdy sciany boczne sa odej¬ mowalne.Doprowadzenie pradu nastepuje przez wbudowane w sciany czolowe grafitowe lub weglowe elektro¬ dy. Piece te z uwagi na oszczednosc powierzchni, rozmieszczane sa w niewielkich odstepach od sie¬ bie w hali pieców, w której przeprowadzane sa wszystkie operacje zwiazane z praca pieca jak la- 2 dowanie, wlaczanie doplywu pradu, samo wypala¬ nie i rozladunek pieca.Z powodu niewielkich odstepów miedzy poszcze¬ gólnymi piecami, zaladowywanie i rozladunek pie¬ ców mozliwy jest jednakze tylko za pomoca ko¬ sztownych urzadzen dzwigowych, a zwiazane z tym opady pylu wymagaja stosowania urzadzen wentylacyjnych. Poza tym prace przestrzenne w hali utrudnione sa przez tworzenie sie pola cie¬ plnego, co prowadzi do wzbijania sie pylu tak, ze wymagane sa pochlaniacze przeciwpylowe i urza¬ dzenia oczyszczajace powietrze.W piecach jezdnych posiadajacych komory do prazenia stosowane sa stale stacje zaladowcze z przenosnikami tasmowymi, stanowiska do wycia¬ gania scian oraz dysze do szybkiego chlodzenia pretów weglika krzemu, przez co zrezygnowac mo¬ zna z urzadzen dzwigowych. Tego rodzaju kon¬ strukcje piecowe sa bardzo kosztowne, a ponadto, poniewaz nie moga byc dowolnie dlugie i szerokie, koniecznie musza byc wyposazone w wysokie scia¬ ny boczne.Rozladunek, który nastepuje po usunieciu scian bocznych przez wypchniecie calego ladunku, jest przez to zwiazany z tak duzym tumanem pylu, którego nie mozna powstrzymac przez spryskiwa¬ nie woda, ze prace rozladunkowe nie moga byc przeprowadzane na wolnej przestrzeni, lecz tylko w hali. Poza tym przez ciagle wstrzasy przy tran¬ sporcie, konstrukcja pieca ulega uszkodzeniom, a 92 05792057 * 4 koszty rozleglych urzadzen torowych ze stosunko¬ wo silnie obciazonymi fundamentami i przesuwni- cami sa znaczne.Praktyka wykazala, ze podczas pracy pieca nie tylko glowice pieca z wpuszczonymi w nie ele- ktrodamij lecz szczególnie sciany boczne pieca na¬ razone sa na bardzo szybkie zuzycie. Ponadto scia¬ ny boczne spelniaja swoje . zadanie podtrzymywa¬ nia wsadu w piecu niedostatecznie, poniewaz ze szczelin pomiedzy poszczególnymi elementami scia¬ ny, jak równiez z otworów przewidzianych do od¬ gazowywania, wypadaja czastki stale goracego wsadu, ^^zwiazane jest z powstawaniem niepo¬ zadanego pylu i zapachu,* Poza duzym obciazeniem termicznym przez goraco wsad i spalany tlenek wegla, piec jest równiez znacznie obciazony me¬ chanicznie przez statyczne obciazenie wywolane naciskiem wsadu, tak, ze wykonane musza byc wzmocnione elementy scian, , wykonywanych na ogól ze stabilnych ram stalowych, wypelnionych materialem ogniotrwalym. Przy tego rodzaju kon¬ strukcjach stalowych istnieje jednakze niebezpie¬ czenstwo, ze moga sie one podczas kampanii pie¬ ca nagrzewac indukcyjnie na skutek zmniejszania sie odleglosci od nosników energii, spowodowane zwiekszajacymi sie wymiarami pretów weglika krzemu, a poza tym przeplyw pradu moze nastepo¬ wac czesciowo takze przez elementy scian.Sposób wytwarzania weglika krzemu przez re¬ akcje kwasu krzemowego z weglem w fazie stalej, w temperaturze 1700—2500°C, w procesie niecia¬ glym w elektrycznym piecu oporowym o ogrze¬ waniu bezposrednim, przy przeplywie doprowadza¬ nego elektrodami pradu, przez rdzen oporowy z wegla, ulozonego poziomo na stosie z mieszaniny ziarnistego koksu, piasku kwarcowego i dodatków, wedlug wynalazku charakteryzuje sie tym, ze re¬ akcje prowadzi sie w piecu, w którym niezbedny do reakcji, otoczony atmosfera, stos usypuje sie w postaci "naturalnego stozka nasypowego miedzy i/lub nad elektrodami./Reakcje prowadzi sie w piecu, którego stos wy¬ konuje sie w postaci otwartego nasypu nad dwie¬ ma elektrodami w postaci elektrod dennych, lub w piecu, którego stos wykonuje sie w postaci ot¬ wartego nasypu, posiadajacego sciany czolowe, któ¬ ry to nasyp zawiera elektrody.Reakcje korzystnie prowadzi sie w piecu, któ¬ rego stos wykonuje sie w postaci otwartego nasy¬ pu usytuowanego nad jedna elektroda stanowia¬ ca elektrode denna, a z druga elektroda umie¬ szczona przy 'scianie czolowej nasypu, a piec stano¬ wi stacjonarne urzadzenie na wolnym powietrzu.Prowadzi sie nawilzanie powierzchni stosu pod¬ czas reakcji wsadu w fazie chlodzenia i przy roz¬ biórce stosu.Zgodnie z wynalazkiem proces wytwarzania we¬ glika odbywa sie w piecu oporowym, który jest zasilany przez dwie umieszczone czolowo elektro¬ dy. Elektrody te wpuszczone sa do glowicy pieca bez scian bocznych. Niezbedny dla zachodzenia re¬ akcji wsad jest przy tym nasypywany miedzy scia¬ ny czolofwe, mieszczace w isoibie elektrody, odpo¬ wiednio do swego naturalnego stozka nasypowe¬ go.Szczególnie korzystne jest rozwiazanie, w którym stosuje sie elektrody denne, a piec nie posiada scian czolowych i bocznych. Niezbedny dla za¬ chodzenia reakcji wsad nasypywany jest na ele¬ ktrody denne i rdzen oporowy odpowiednio do swego naturalnego stozka nasypowego tak, ze piec pracuje bez scian, to znaczy bez bocznego i czo¬ lowego ograniczenia elementami sciennymi.Przy kombinowanym ukladzie elektrod, przy¬ kladowo przy jednej elektrodzie umieszczonej czo¬ lowo i przy jednej elektrodzie dennej, urzadzenie moze pracowac bez scian bocznych i bez czolo- iwego ograniczenia.Wymaga on jednakze wiecej miejsca i wiecej materialu wsadowego, przy ograniczeniu elemen¬ tami sciennymi. Wysokie pokrywanie elektrod ma¬ terialem wsadowym ma jednak te zalete, ze sa¬ moczynne wydobywanie sie gazowych produktów reakcji podczas pracy pieca utrudnione jest tak, ze wypalanie w tym piecu praktycznie przeprowa¬ dzane jest bez tak zwanych dmuchaw, co jest bardzo korzystne dla ochrony srodowiska.Bezposrednie nasypywanie odbywa sie niezalez¬ nie od ukladu elektrod. Piece zasypywane sa latwo dostepne, tak, ze zarówno napelnianie jak i ich rozladowanie przeprowadza sie za pomoca pro¬ stych pojazdów transportowych lub przenosników tasmowych, bez koniecznosci stosowania koszto¬ wnych urzadzen dzwigowych. Budowanie hali jest nieoplacalne z powodu zwiekszonego zapotrzebo¬ wania powierzchni, tak, ze tego rodzaju piece pra¬ cuja najlepiej jako stacjonarne urzadzenia znaj¬ dujace sie na wolnym powietrzu.Oznacza to, ze wszystkie operacje zwiazane z uruchomieniem pieca jak zaladowywanie, wlacza¬ nie doplywu pradu, samo wypalanie w piecu i opróznienie pieca przeprowadzane sa przy niez¬ mienionej lokalizacji na wolnym powietrzu. Decy¬ dujacym warunkiem przeprowadzenia procesu wy^ palania w piecu na wolnym powietrzu jest aby po¬ wierzchnia wsadu podczas wypalania, oziebiania i rozladunku utrzymywana byla w stanie wilgo¬ tnym, co osiaga sie za pomoca dowolnych srodków* umozliwiajacych ciagle lub przerywane opryski¬ wanie. Faka, ze wypalanie moze byc przeprowa?: dzane na wolnym powietrzu jest szczególnie za¬ skakujacy, poniewaz dotychczas uwazany byl za niemozliwy przez fachowców, którzy mieli poglad, ze moga byc znaczne straty wsadu wskutek dzia¬ lania wiatru.W zakladzie produkcyjnym przeprowadzono pro¬ ces wypalania sposobem wedlug wynalazku i zo¬ stalo potwierdzone, ze ani wskutek wiatru, rów¬ niez w czasie silnych burz, ani wskutek ulewnych deszczów i nawalnic nie zauwazono widocznych strat wsadu.Szczególnie korzystna okazala sie eksploatacja pieca jako stalego urzadzenia na wolnym powie¬ trzu z umieszczonymi w trzonie elektrodami, gdzie wsad usypany jest w postaci naturalnego stozka nasypowego bez bocznego i czolowego ogranicze¬ nia elementami sciennymi, poniewaz tego rodzaju piece (posiadaja te zalete, ze moga byc wykonanie praktycznie calkowicie gazoszczelnie przez nakry¬ cie do poziomu fciemi, iwarstwa zwilzonego wsadu, 40 45 50 55 605 92057 6 która uksztaltowania jest jako urzadzenie wychwy¬ tujace z kanalami odprowadzajacymi gazowe pro¬ dukty, tak, ze spelnia wszystkie wymagania od¬ nosnie ochrony srodowiska.Odstepy miedzy poszczególnymi piecami, a takze rozmiary samego pieca, sa dowolnie duze, a zala¬ dowywanie i rozladunek nastepuje za pomoca czerparki hydraulicznej, teleskopowej lub z kolem czerpakowym, której stosowanie w hali, z uwagi na wymagana powierzchnie, nie jest mozliwe.Ze wzgledu na stacjonarna konstrukcje pieców wyeliminowane zostaly wszystkie czynniki zakló¬ cajace, które przy piecach jezdnych, z uwagi na wstrzasy podczas transportu, sa nieuniknione.Trudnosci wystepujace podczas pracy pieca zwia¬ zane z istnieniem scian bocznych i z ich usuwa¬ niem przy rozladunku pieca, zostaly w sposobie wedlug wynalazku praktycznie calkowicie usunie¬ te przez zastosowanie uproszczonego urzadzenia piecowego, przez co osiagieto nie tylko znaczna oszczednosc pracy, lecz takze znacznie mniejsze zapylenie, co z uwagi na ostre wymagania odnos¬ nie ochrony srodowiska posiada ogromne znacze¬ nie. PL

Claims

Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania weglika krzemu przez re¬ akcje kwasu krzemowego z weglem w fazie sta¬ lej, w temperaturze 1700—2500°C, w procesie nie- iciaglym w elektrycznym piecu oporowym o ogrze- iwaniu bezposrednim, przy przeplywie doprowa¬ dzanego elektrodami pradu przez rdzen oporowy 5 z wegla, ulozonego poziomo na stosie z mieszani¬ ny ziarnistego koksu, piasku kwarcowego i dodat¬ ków, znamienny tym, ze reakcje prowadzi sie w piecu, w którym niezbedny do reakcji, otoczony atmosfera, stos usypuje sie w postaci naturalne¬ go stozka nasypowego miedzy i/lub nad elektro¬ dami.
2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze reakcje prowadzi sie w piecu, którego stos wyko¬ nuje sie w postaci otwartego nasypu posiadaja¬ cego sciany czolowe, który to nasyp zawiera ele¬ ktrody.
3. Sposób wedlug zastrz. 1 znamienny tym, ze reakcje prowadzi sie w piecu, którego stos wy¬ konuje sie w postaci otwartego nasypu nad dwie¬ ma elektrodami dennymi.
4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze reakcje prowadzi sie w. piecu, którego stos wyko¬ nuje sie w postaci otwartego nasypu usytuowane¬ go nad jedna elektroda denna, a z druga eleiktro- da umieszczona przy scianie czolowej nasypu.
5. Sposób wedlug 'zastnz. 1, znamienny tym, ze reakcje prowadzi sie w piecu stanowiacym sta¬ cjonarne urzadzenie na wolnym powietrzu.
6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze prowadzi sie nawilzanie powierzchni stosu podczas reakcji wsadu, w fazie chlodzenia i przy rozbiór¬ ce stosu. 15 20 25 PL