專利名稱：用碳管爐燒制反應(yīng)燒結(jié)碳化硅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種反應(yīng)燒結(jié)碳化硅產(chǎn)品的燒制方法，尤其涉及一種用碳管爐 燒制反應(yīng)燒結(jié)碳化硅的方法。
背景技術(shù)：
目前，反應(yīng)燒結(jié)碳化硅制品還是一種高新^支術(shù)產(chǎn)品，國際能生產(chǎn)這種產(chǎn)品 的國家還不是4艮多。在燒制反應(yīng)燒結(jié)碳化硅產(chǎn)品時，目前國內(nèi)外一直是4吏用真
空感應(yīng)爐，在燒制過程中爐體內(nèi)真空度要求小于10Pa的狀態(tài)下，采用磁感應(yīng)電 加熱，從常溫升至170(TC燒制，整個燒制的過程需7-10小時，再通過停爐降 溫將溫度從170(TC冷卻至IOO"C，從而完成整個產(chǎn)品的燒制， 一爐產(chǎn)品完成的 整個過程需要2至3天時間。其工藝流程允長復(fù)雜，耗能大，效率低，且在燒 制過程中，由于碳化硅產(chǎn)品極易被氧化，使其必須用兩級真空泵連續(xù)抽真空， 對真空度的要求非常嚴(yán)格，使得產(chǎn)品的成品率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用碳管爐燒制反應(yīng)燒結(jié)碳化硅的 方法，該方法不僅能夠連續(xù)燒制反應(yīng)燒結(jié)碳化硅產(chǎn)品，提高生產(chǎn)效率高，縮短
工期，而且能提高成品率，明顯降低能4毛。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是用碳管爐燒制反應(yīng)燒結(jié)碳化 硅的方法，所述碳管爐包括水平設(shè)置的爐體，所述爐體內(nèi)設(shè)有爐膛，所述爐膛 從進(jìn)料口到出料口分為預(yù)熱區(qū)域段、高溫區(qū)域段和冷卻區(qū)域段，所述的高溫區(qū) 域段包括位于內(nèi)部的工作炭管和位于外部的保護(hù)炭管，所述工作炭管與保護(hù)炭 管之間形成加熱腔，加熱炭管設(shè)置于所述的加熱腔內(nèi)；在燒制過程中，分別從 預(yù)熱區(qū)域段和冷卻區(qū)域段向爐膛內(nèi)通入氮?dú)獠U氣從位于進(jìn)料口和出料口處 的廢氣出口排出，4吏爐膛內(nèi)的氮?dú)鈮毫?果持恒定。
其中，分別在爐膛的進(jìn)料口和出料口處設(shè)置吹氣裝置，在燒制過程中，通 過吹氣裝置形成用于隔絕爐膛內(nèi)外氣氛的氮?dú)饽?。其中，通過單獨(dú)設(shè)置的氮?dú)膺M(jìn)口和氮?dú)獬隹谙驙t膛的高溫區(qū)域段的加熱腔 內(nèi)通入氮?dú)?，并使加熱腔?nèi)的氮?dú)鈮毫Ρ３趾愣ā?br> 其中，在所述爐膛的測溫管處設(shè)有輔助氮?dú)膺M(jìn)口，在檢修測溫管時，通過 所述的輔助氮?dú)膺M(jìn)口向爐膛內(nèi)通入氮?dú)獠⑹範(fàn)t膛內(nèi)的氮?dú)鈮毫Ρ３趾愣ā?br> 其中，所述的每一條氮?dú)馔飞暇O(shè)有流量計和調(diào)節(jié)閥。
采用了上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的有益效果是由于在燒制過程中，分別 從預(yù)熱區(qū)域段和冷卻區(qū)域段向爐膛內(nèi)通入氮?dú)獠U氣從位于進(jìn)料口和出料口 處的廢氣出口排出，使?fàn)t膛內(nèi)的氮?dú)鈮毫Ρ３趾愣?，從而在常壓或微正壓狀態(tài) 下，保護(hù)反應(yīng)燒結(jié)碳化硅產(chǎn)品不被氧化，提高了成品率；由于碳管爐一端進(jìn)料 一端出料，兩端分別與大氣接通，從而實(shí)現(xiàn)了連續(xù)作業(yè)，提高了生產(chǎn)效率，整 個燒制的過程由原來的2至3天降至6至10小時，大大縮短了產(chǎn)品的燒制周 期，同時由于產(chǎn)品不用停爐降溫，實(shí)現(xiàn)了節(jié)電降耗，電能消耗耗只是原來的四 分之三。
由于在爐膛的進(jìn)料口和出料口處分別設(shè)置了吹氣裝置，在燒制過程中，通 過吹氣裝置形成用于隔絕爐膛內(nèi)外氣氛的氮?dú)饽?，從而大大減小了外界空氣進(jìn) 入爐膛，有利于加強(qiáng)爐膛內(nèi)的氮?dú)鈿夥铡?br> 由于在燒制過程中，通過單獨(dú)設(shè)置的氮?dú)膺M(jìn)口和氮?dú)獬隹谙驙t膛的高溫區(qū) 域段的加熱腔內(nèi)通入氮?dú)?，并使加熱腔?nèi)的氮?dú)鈮毫Ρ３趾愣?，從而減小了空 氣對高溫區(qū)域段工作炭管、保護(hù)炭管和加熱炭管的氧化，提高了設(shè)備運(yùn)行的可 靠性和使用壽命。
由于在所述爐膛的測溫管處設(shè)有輔助氮?dú)膺M(jìn)口，在檢修測溫管時，通過所 述的輔助氮?dú)膺M(jìn)口向爐膛內(nèi)通入氮?dú)獠⑹範(fàn)t膛內(nèi)的氮?dú)鈮毫Ρ３趾愣?，從而?測溫管出現(xiàn)故障時，實(shí)現(xiàn)不停爐才僉#%
具體實(shí)施例方式
一種燒制反應(yīng)燒結(jié)碳化硅產(chǎn)品的方法，該方法是在碳管爐中實(shí)施的。 所述的碳管爐包括水平設(shè)置的爐體，所述爐體內(nèi)設(shè)有爐膛，所述爐膛從進(jìn) 料口到出料口分為預(yù)熱區(qū)域段、高溫區(qū)域段和冷卻區(qū)域段，所述的高溫區(qū)域段包括位于內(nèi)部的工作炭管和位于外部的^f果護(hù)炭管，所述工作炭管與保護(hù)炭管之 間形成加熱腔，加熱炭管設(shè)置于所述的加熱腔內(nèi)。在送料器的推動下，燒制反 應(yīng)燒結(jié)碳化硅產(chǎn)品的毛坯從爐膛的進(jìn)料口進(jìn)入然后從出料口出料，就這一點(diǎn)來 說，與普通的碳管爐相比，并沒有什么太大變化。本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)在于，在燒 制過程中，分別從預(yù)熱區(qū)域段和冷卻區(qū)域段向爐膛內(nèi)通入氮?dú)獠U氣從位于 進(jìn)料口和出料口處的廢氣出口排出，使?fàn)t膛內(nèi)的氮?dú)鈮毫Ρ３趾愣ā?br> 并且，在爐膛的進(jìn)料口和出料口處分別設(shè)置吹氣裝置，在燒制過程中，通 過吹氣裝置形成用于隔絕爐膛內(nèi)外氣氛的氮?dú)饽弧?br> 并且，通過單獨(dú)設(shè)置的氮?dú)膺M(jìn)口和氮?dú)獬隹谙驙t膛的高溫區(qū)域段的加熱腔 內(nèi)通入氮?dú)?，并使加熱腔?nèi)的氮?dú)鈮毫Ρ３趾愣ā?br> 并且，在所述爐膛的測溫管處設(shè)有輔助氮?dú)膺M(jìn)口，在檢修測溫管時，通過 所述的輔助氮?dú)膺M(jìn)口向爐膛內(nèi)通入氮?dú)獠⑹範(fàn)t膛內(nèi)的氮?dú)鈮毫?呆持恒定。
在上述的每一條氮?dú)馔飞暇O(shè)有流量計和調(diào)節(jié)閥。
本發(fā)明的工作原理是在常壓或微正壓狀態(tài)下，反應(yīng)燒結(jié)碳化硅產(chǎn)品的毛 坯在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)氣氛下，在送料器的推動下，先后經(jīng)過預(yù)熱區(qū)域^艮、高溫區(qū)域 段和冷卻區(qū)域^爻完成燒制過程。在整個燒制的過程中，氮?dú)馔ㄟ^預(yù)熱區(qū)域J殳和 冷卻區(qū)域段通入爐膛，保護(hù)產(chǎn)品不會被氧化。氮?dú)鈶?yīng)源源不斷的通入，廢氣從 位于進(jìn)料口和出料口處的廢氣出口排出，通過調(diào)節(jié)閥使?fàn)t體內(nèi)氮?dú)獾臐舛仁冀K 保持恒定。在高溫區(qū)域段為了保護(hù)工作炭管、保護(hù)炭管和加熱炭管，還專門設(shè) 置了獨(dú)立的氮?dú)膺M(jìn)口和氮?dú)獬隹?。由于碳管爐的兩端兩端直接與大氣相通一端 為進(jìn)料口一端為出料口，這樣就可實(shí)現(xiàn)連續(xù)作業(yè)。在各個燒制過程中，預(yù)熱區(qū) 域段是采用設(shè)有自動、手動控溫功能，具有自動5p宗設(shè)定最佳PID值、溫度補(bǔ) 償?shù)裙δ艿闹悄芑販貎x表控制的，而高溫區(qū)則是選用遠(yuǎn)紅外線控溫儀表自動 控制的，這樣能更嚴(yán)格的掌控各個溫區(qū)的溫度。并且在加熱的方式上，根據(jù)各 個溫區(qū)不通的需要設(shè)定不同的加熱方式，4吏產(chǎn)品完全按照燒制所需的升溫曲線 對溫度進(jìn)行控制。最終產(chǎn)品在碳管爐內(nèi)在30(TC—2000r溫度下，在氮?dú)獗Ｗo(hù) 下，連續(xù)不斷的燒制碳化名圭產(chǎn)品。整個燒制的過程需6—10小時。最后通過冷卻區(qū)的降溫水套將燒結(jié)好的碳化硅產(chǎn)品冷卻完成整個產(chǎn)品的制作過程。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于大大降低了對真空度的要求，使得產(chǎn)品不易被氧化，提
高了成品率；由于產(chǎn)品不用停爐降溫，實(shí)現(xiàn)節(jié)電節(jié)能，電耗只是原來的四分之
三；由于碳管爐兩端與大氣接通， 一端進(jìn)料一端出料，從而實(shí)現(xiàn)了連續(xù)作業(yè)， 提高了生產(chǎn)量，整個燒制的過程由原來的2至3天降至6至10小時，大大縮 短了產(chǎn)品的燒制周期。
權(quán)利要求
1.用碳管爐燒制反應(yīng)燒結(jié)碳化硅的方法，所述碳管爐包括水平設(shè)置的爐體，所述爐體內(nèi)設(shè)有爐膛，所述爐膛從進(jìn)料口到出料口分為預(yù)熱區(qū)域段、高溫區(qū)域段和冷卻區(qū)域段，所述的高溫區(qū)域段包括位于內(nèi)部的工作炭管和位于外部的保護(hù)炭管，所述工作炭管與保護(hù)炭管之間形成加熱腔，加熱炭管設(shè)置于所述的加熱腔內(nèi)；其特征在于在燒制過程中，分別從預(yù)熱區(qū)域段和冷卻區(qū)域段向爐膛內(nèi)通入氮?dú)獠U氣從位于進(jìn)料口和出料口處的廢氣出口排出，使?fàn)t膛內(nèi)的氮?dú)鈮毫Ρ３趾愣ā?br> 2. 如權(quán)利要求1所述的用碳管爐燒制反應(yīng)燒結(jié)碳化硅的方法，其特征在于分 別在爐膛的進(jìn)料口和出料口處設(shè)置吹氣裝置，在燒制過程中，通過吹氣裝置 形成用于隔絕爐膛內(nèi)外氣氛的氮?dú)饽弧?br> 3. 如權(quán)利要求1或2所述的用碳管爐燒制反應(yīng)燒結(jié)碳化硅的方法，其特征在于 通過單獨(dú)設(shè)置的氮?dú)膺M(jìn)口和氮?dú)獬隹谙驙t膛的高溫區(qū)域段的加熱腔內(nèi)通入 氮?dú)猓⑹辜訜崆粌?nèi)的氮?dú)鈮毫Ρ３趾愣ā?br> 4. 如權(quán)利要求3所述的用碳管爐燒制反應(yīng)燒結(jié)碳化硅的方法，其特征在于在 所述爐膛的測溫管處設(shè)有輔助氮?dú)膺M(jìn)口，在檢修測溫管時，通過所述的輔助 氮?dú)膺M(jìn)口向爐膛內(nèi)通入氮?dú)獠⑹範(fàn)t膛內(nèi)的氮?dú)鈮毫Ρ３趾愣ā?br> 5. 如權(quán)利要求4所述的用碳管爐燒制反應(yīng)燒結(jié)碳化硅的方法，其特征在于所 述的每一條氮?dú)馔飞暇O(shè)有流量計和調(diào)節(jié)閥。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用碳管爐燒制反應(yīng)燒結(jié)碳化硅的方法，在燒制過程中，分別從預(yù)熱區(qū)域段和冷卻區(qū)域段向爐膛內(nèi)通入氮?dú)獠U氣從位于進(jìn)料口和出料口處的廢氣出口排出，使?fàn)t膛內(nèi)的氮?dú)鈮毫Ρ３趾愣?。通過吹氣裝置形成用于隔絕爐膛內(nèi)外氣氛的氮?dú)饽?。通過單獨(dú)設(shè)置的氮?dú)膺M(jìn)口和氮?dú)獬隹谙驙t膛的高溫區(qū)域段的加熱腔內(nèi)通入氮?dú)?，并使加熱腔?nèi)的氮?dú)鈮毫Ρ３趾愣ā１景l(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于大大降低了對真空度的要求，使得產(chǎn)品不易被氧化，提高了成品率；由于產(chǎn)品不用停爐降溫，實(shí)現(xiàn)節(jié)電節(jié)能，電耗只是原來的四分之三；由于碳管爐兩端與大氣接通，一端進(jìn)料一端出料，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)作業(yè)，整個燒制過程由原來的2至3天降至6至10小時，大大縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期。
文檔編號C01B31/36GK101613103SQ200910017328
公開日2009年12月30日 申請日期2009年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月27日
發(fā)明者張玉良 申請人:濰坊市北海精細(xì)陶瓷有限公司