專利名稱：一種能回收廢氣的碳化硅冶煉爐的制作方法
一種能回收廢氣的碳化硅冶煉爐 技術(shù)領(lǐng)域 _
本發(fā)明屬于碳化硅冶煉技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種能回收廢氣的碳化硅冶 煉爐。
背景技術(shù)：
人造碳化硅的工業(yè)化生產(chǎn)，己有110多年歷史，是由美國人艾奇遜創(chuàng)
造發(fā)明的，到現(xiàn)在人們?nèi)匀欢加弥孢d爐和方法進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)，只是爐 子加大了許多，機(jī)械化水平也有所提高。但是，冶煉碳化硅所生成的大量 廢氣，仍然采用爐表點(diǎn)燃的方法將其燃燒掉，不但造成大氣污染，而且浪 費(fèi)了大量的能源。這種冶煉爐從外觀上看屬于開放式生產(chǎn)，廢氣是無序排 放。到目前為止，有關(guān)資料中只簡單介紹了國外有可能采用的幾種廢氣的
處理方法，但沒有相關(guān)技術(shù)方案的報道。中國專利CN1212183公開了一種 冶煉碳化硅的爐氣回收裝置，用一個能罩住冶煉爐的爐罩，封閉冶煉爐， 在爐罩上設(shè)置出口，將廢氣引出。這種裝置體積龐大，制造成本很高，且 只能在小型碳化硅冶煉爐上使用，無法在中型或大型碳化硅冶煉爐上使 用。這種裝置最大的不足是，在冶煉過程中偶然發(fā)生意外噴爐，造成爐罩 內(nèi)部空間壓力驟然增大時，爐罩下面水槽的密封性和本身牢固性將會損 毀，生產(chǎn)被迫停止，爐罩內(nèi)外形成CO混合氣體，易發(fā)生整體爆炸的事故 和不安全性。
目前，碳化硅冶煉主要是用直槽型電阻爐和U型電阻爐生產(chǎn)，這兩種 爐型都稱之為艾奇遜爐。這種冶煉電阻爐有供電系統(tǒng)、母線、電極、爐頭 和透氣的活動爐墻及爐底組成。爐內(nèi)裝有石墨爐芯和按一定碳硅比混合的 反應(yīng)料及保溫乏料。石墨爐芯是用來為冶煉反應(yīng)提供能量的發(fā)熱電阻。裝 好的冶煉爐在送電后盡可能快的將冶煉功率提高到最高，并保持恒功率送電冶煉，只到送夠規(guī)定的總電量，然后停爐進(jìn)入下一個工序。這種傳統(tǒng)的 冶煉爐結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的能燃燒的廢氣直接順爐體縫隙排出在爐表 燃燒，沒有回收利用，造成能源的極大浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺點(diǎn)，提供安全性高、操作 型強(qiáng)、適于使用的能回收廢氣的碳化硅冶煉爐。 本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種能回收廢氣的碳化硅冶煉爐，碳化硅冶煉爐爐體設(shè)置在一個密閉 爐窯內(nèi)，爐窯底部與大地固定，爐窯上設(shè)置至少一個集氣管連通爐窯內(nèi)外， 爐窯一側(cè)面設(shè)有可開閉的進(jìn)出料口。
所述爐窯上設(shè)有可開閉的觀察窗和排氣孔。
所述碳化硅冶煉爐爐體可移動。
所述爐窯內(nèi)設(shè)有壓力探頭、溫度探頭、氣體濃度探頭、紅外線攝像頭。
所述爐窯內(nèi)設(shè)有起吊設(shè)備。
所述爐窯內(nèi)設(shè)有噴水降溫管道。
所述爐窯內(nèi)設(shè)有煤焦油匯聚槽。
所述爐窯內(nèi)的碳化硅冶煉爐爐體為兩臺爐的爐體，并排設(shè)置。 所述爐窯內(nèi)的碳化硅冶煉爐爐體為U型爐爐體。 本發(fā)明有如下優(yōu)點(diǎn)
1、 采用碳化硅冶煉爐體設(shè)置在一個可密閉的爐窯內(nèi)，可使碳化硅冶 煉時產(chǎn)生的可燃燒氣體集中在爐窯內(nèi)，通過集氣管道將可燃燒氣體引出冶 煉爐窯外，并且加以回收利用，避免了 CO氣體對車間職工造成的危害， 又改變了冶煉廢氣在爐表燃燒給設(shè)備造成的損壞，同時達(dá)到冶煉碳化硅產(chǎn) 品不產(chǎn)生CO等有害氣體的效果，減少空氣污染，保護(hù)了環(huán)境。另外，廢 氣可用來發(fā)電，節(jié)約了能源。
2、 由于碳化硅冶煉爐爐體十分龐大，將其設(shè)置在密閉空間內(nèi)，必須 在建爐時一起構(gòu)造。本發(fā)明所采用的將爐體設(shè)置爐窯中的方法，適于將爐體、爐窯一同構(gòu)造，具有工業(yè)適用型。
3、 本發(fā)明的爐窯將爐體密閉在一個集氣空間內(nèi)，爐窯本身固定建造 在地面，設(shè)集氣管連通爐窯內(nèi)外，可以防止冶煉爐冶煉過程中發(fā)生意外噴 爐造成爐窯內(nèi)部空間壓力驟然增大時，爐窯本身牢固耐壓不爆炸損毀，同 時及時通過集氣管將內(nèi)部氣體排到爐窯體外，使內(nèi)外壓力平衡，保證冶煉 爐運(yùn)行的安全。
4、 設(shè)置壓力探頭、溫度探頭、氣體濃度探頭、紅外線攝像頭等儀器 探頭。方便連接外部集氣過程和集氣系統(tǒng)自動化控制設(shè)備，自動、及時調(diào) 整和控制冶煉爐表氣壓，達(dá)到安全生產(chǎn)的目的。
5、 采用將爐體移動設(shè)置，通過活動板車等移動方法，可將爐體方便 的移動進(jìn)出爐窯?？梢越档鸵睙挔t窯的高度，便于裝爐，出爐，冷卻等其 它工序的進(jìn)行，更好的達(dá)到循環(huán)作業(yè)目的。


圖l、 2為本發(fā)明冶煉爐爐體內(nèi)部截面示意圖。 圖3、 4為本發(fā)明另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一
如圖1、 2所示，該碳化硅冶煉爐體由爐頭1、爐底2、電極3、爐墻 4組成，將爐體設(shè)置在一個可密閉的爐窯5內(nèi)，爐窯與爐體之間形成一個 廢氣聚集的空間。爐窯上設(shè)置一個集氣管6，將冶煉過程中聚集在上述空 間內(nèi)的廢氣排出爐窯。爐窯5底部固定在大地上，不可移動。爐窯5的一 側(cè)面設(shè)置一個可開閉的進(jìn)出料口 7。冶煉爐需要的原料和冶煉完成的產(chǎn)品 都通過進(jìn)出料口7進(jìn)出。冶煉過程中，進(jìn)出料口7密封。
工作時，首先將爐芯石墨17、反應(yīng)料18、保溫乏料19按碳化硅冶煉 工藝裝入爐體內(nèi)，關(guān)好進(jìn)出料口 7，密閉窯體，向窯內(nèi)注入氮?dú)夂蜕倭苛?醇檢査氣密性，送電冶煉，爐體內(nèi)冶煉反應(yīng)會產(chǎn)生大量的可燃?xì)怏w集中在 爐窯內(nèi)，通過集氣管6送到窯體外部的集氣總管道20，總管道20上設(shè)有
5閥門21與風(fēng)機(jī)22相接，風(fēng)機(jī)出口與儲氣罐或其它用氣系統(tǒng)相連接，達(dá)到 收集或直接利用冶煉碳化硅產(chǎn)生的可燃燒氣體的目的。 實(shí)施例二
如圖1、 2所示，該碳化硅冶煉爐體由爐頭1、爐底2、電極3、爐墻 4組成，將爐體設(shè)置在一個可密閉的爐窯5內(nèi)，爐窯5內(nèi)部空間大于爐體 體積，之間形成一個廢氣聚集的空間。爐窯上設(shè)置三個集氣管6，將冶煉 過程中聚集在上述空間內(nèi)的廢氣排出爐窯。爐窯5為半地下式，不可移動。 爐窯5的一側(cè)面設(shè)置一個可開閉的進(jìn)出料口 7。冶煉爐需要的原料和冶煉 完成的產(chǎn)品都通過進(jìn)出料口7進(jìn)出。冶煉過程中，進(jìn)出料口7封閉。
爐窯5上設(shè)有可開閉的觀察窗8和排氣孔9，爐窯內(nèi)設(shè)有壓力探頭10、 溫度探頭ll、氣體濃度探頭12、紅外線攝像頭13等儀器探頭，方便連接 外部集氣過程和集氣系統(tǒng)自動化控制設(shè)備，自動、及時調(diào)整和控制冶煉爐 表氣壓，達(dá)到安全生產(chǎn)的目的。爐窯5內(nèi)設(shè)有天車14等起吊設(shè)備。爐窯 內(nèi)還設(shè)有噴水降溫管道15和煤焦油匯聚槽16。
將爐芯石墨17、反應(yīng)料18、保溫乏料19按碳化硅冶煉工藝裝入爐體 內(nèi)，關(guān)好爐窯進(jìn)出料口 7，密閉窯體，向窯內(nèi)注入氮?dú)夂蜕倭苛虼紮z査氣 密性，送電冶煉，爐體內(nèi)冶煉反應(yīng)會產(chǎn)生大量的可燃?xì)怏w集中在爐窯內(nèi)， 通過三個集氣管6送到窯體外部的集氣總管道20，總管道20上設(shè)有閥門 21與風(fēng)機(jī)22相接，風(fēng)機(jī)出口與儲氣罐或其它用氣系統(tǒng)相連接，達(dá)到收集 或直接利用冶煉碳化硅產(chǎn)生的可燃燒氣體的目的。
送電冶煉完成后，自然降溫8小時左右，開始間斷式噴淋降溫，直至 無水煤氣產(chǎn)生時停止噴淋。先向窯內(nèi)注入氮?dú)?，再打開密閉的進(jìn)出料口7， 按碳化硅冶煉出爐工藝進(jìn)行出爐，爐出完后整理爐窯為下一循環(huán)做準(zhǔn)備。
實(shí)施例三
如圖3、 4所示，該碳化硅冶煉爐體由爐頭1、爐底2、電極3、爐墻 4組成，爐體為活動爐體，設(shè)置在活動板車上，爐體連同活動板車一同設(shè) 置在一個可密閉的爐窯5內(nèi)，爐窯5內(nèi)部空間大于爐體體積，之伺形成一個廢氣聚集的空間。爐窯上設(shè)置八個集氣管6，將冶煉過程中聚集在上述 空間內(nèi)的廢氣排出爐窯。爐窯5底部固定在地面上，不可移動。爐窯5的 一側(cè)面設(shè)置一個可開閉的進(jìn)出料口 7。打開進(jìn)出料口 7，牽引活動板車可 以使?fàn)t體通過進(jìn)出料口進(jìn)出爐窯5。冶煉爐需要的原料和冶煉完成的產(chǎn)品 都把爐體牽引到爐窯5外裝卸。冶煉過程中，進(jìn)出料口7封閉。
爐窯5上設(shè)有可開閉的觀察窗8和排氣孔9，爐窯內(nèi)設(shè)有壓力探頭10、 溫度探頭ll、氣體濃度探頭12、紅外線攝像頭13等儀器探頭，方便連接 外部集氣過程和集氣系統(tǒng)自動化控制設(shè)備，自動、及時調(diào)整和控制冶煉爐 表氣壓，達(dá)到安全生產(chǎn)的目的。爐窯5內(nèi)設(shè)有煤焦油匯聚槽16。
先在爐窯外將爐芯石墨17、反應(yīng)料18、保溫乏料19按碳化硅冶煉工 藝裝入設(shè)在板車上的爐體內(nèi)，再把活動爐體送入爐窯5內(nèi)。關(guān)好進(jìn)出料口 7，密閉窯體，向窯內(nèi)注入氮?dú)夂蜕倭苛虼紮z査氣密性，送電冶煉，爐體 內(nèi)冶煉反應(yīng)會產(chǎn)生大量的可燃?xì)怏w集中在爐窯內(nèi)，通過集氣管6送到窯體 外部的集氣總管道20，總管道20上設(shè)有閥門21與風(fēng)機(jī)22相接，風(fēng)機(jī)出 口與儲氣罐或其它用氣系統(tǒng)相連接，達(dá)到收集或直接利用冶煉碳化硅產(chǎn)生 的可燃燒氣體的目的。
送電冶煉完成后，自然降溫8小時左右。先向窯內(nèi)注入氮?dú)猓俅蜷_ 密閉的進(jìn)出料口7，將板車牽引出爐窯，按碳化硅冶煉出爐工藝進(jìn)行出爐， 爐出完后整理爐窯為下一循環(huán)做準(zhǔn)備。
實(shí)施例四
本例結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一相同，碳化硅冶煉爐為兩個，爐體并排設(shè)置在爐 窯5內(nèi)，集氣管6為五個。 實(shí)施例五
本例結(jié)構(gòu)與實(shí)施例三相同，碳化硅冶煉爐為U型爐，集氣管6為兩個。 本發(fā)明的實(shí)施例不限于上述幾種，任何依據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案及具體實(shí)
施方式的方案組合所構(gòu)成的實(shí)施例，都用于支持本發(fā)明，落入本發(fā)明的保
護(hù)范圍。
7工業(yè)化實(shí)踐中，集氣管6的設(shè)置數(shù)量根據(jù)冶煉爐功率，冶煉爐功率越 大，數(shù)量越多，應(yīng)當(dāng)足以快速充分的排出爐窯內(nèi)部冶煉產(chǎn)生的可燃燒氣體 為宜。
實(shí)際建造中，碳化硅冶煉爐爐體的爐頭和爐墻與爐窯體合二為一，也 是一種實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1、一種能回收廢氣的碳化硅冶煉爐，其特征在于碳化硅冶煉爐爐體設(shè)置在一個密閉爐窯(5)內(nèi)，爐窯(5)底部與大地固定，爐窯(5)上設(shè)置至少一個集氣管(6)連通爐窯(5)內(nèi)外，爐窯(5)一側(cè)面設(shè)有可開閉的進(jìn)出料口(7)。
2、 如權(quán)利要求1所述的能回收廢氣的碳化硅冶煉爐，其特征在于爐 窯(5)上設(shè)有可開閉的觀察窗(8)和排氣孔(9)。
3、 如權(quán)利要求1所述的能回收廢氣的碳化硅冶煉爐，其特征在于碳 化硅冶煉爐爐體可移動。
4、 如權(quán)利要求1所述的能回收廢氣的碳化硅冶煉爐，其特征在于爐 窯(5)內(nèi)設(shè)有壓力探頭(10)、溫度探頭(11)、氣體濃度探頭(12)、紅 外線攝像頭(13)。
5、 如權(quán)利要求1所述的一種能回收廢氣的碳化硅冶煉爐，其特征在 于爐窯(5)內(nèi)設(shè)有起吊設(shè)備。
6、 如權(quán)利要求1所述的一種能回收廢氣的碳化硅冶煉爐，其特征在 于爐窯(5)內(nèi)設(shè)有噴水降溫管道(15)。
7、 如權(quán)利要求1所述的一種能回收廢氣的碳化硅冶煉爐，其特征在 于爐窯(5)內(nèi)設(shè)有煤焦油匯聚槽(16)。
8、 如權(quán)利要求1所述的一種能回收廢氣的碳化硅冶煉爐，其特征爐 窯(5)內(nèi)的碳化硅冶煉爐爐體為兩臺爐的爐體，并排設(shè)置。
9、 如權(quán)利要求l、 3或8所述的一種能回收廢氣的碳化硅冶煉爐，其 特征爐窯(5)內(nèi)的碳化硅冶煉爐爐體為U型爐爐體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能回收廢氣的碳化硅冶煉爐，解決了傳統(tǒng)的冶煉爐結(jié)構(gòu)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的能燃燒的廢氣直接順爐體縫隙排出在爐表燃燒，沒有回收利用，造成能源極大浪費(fèi)的缺點(diǎn)，采用將碳化硅冶煉爐體設(shè)置在一個可密閉的爐窯內(nèi)，爐窯上設(shè)置多個集氣管連通爐窯內(nèi)外。達(dá)到收集、排出、利用冶煉廢氣的目的。本發(fā)明制造簡單，回收廢氣效果明顯，有效利用了能源，降低了冶煉生產(chǎn)成本。
文檔編號C01B31/00GK101648710SQ20081013108
公開日2010年2月17日 申請日期2008年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月16日
發(fā)明者賈玉東 申請人:賈玉東