專利名稱：一種能回收冶煉廢氣的碳化硅冶煉爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于碳化硅冶煉技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種能將冶煉廢氣回收的碳 化硅冶煉爐。
背景技術(shù)：
人造碳化硅的工業(yè)化生產(chǎn)，已有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爐和方法進行工業(yè)生產(chǎn)，只是爐 子加大了許多，機械化水平也有所提高。但是，冶煉碳化硅所生成的大量 廢氣，仍然采用爐表點燃的方法將其燃燒掉，不但造成大氣污染，而且浪 費了大量的能源。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。
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)裝有石墨爐心和按一定碳硅比混合的 反應(yīng)料及保溫乏料。石墨爐心是用來為冶煉反應(yīng)提供能量的發(fā)熱電阻。石 墨爐心的有效長度(也是冶煉爐的有效長度)是有單位爐長負荷(千瓦/ 米)決定的，即Wl^:; WL是單位爐長負荷，P是爐用功率(即冶煉爐 平均功率)，L是石墨爐心有效長度(冶煉爐有效長度)。WL的取值一般為 20P左右，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。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)的不足和缺點，提供一種能將冶煉廢 氣回收的碳化硅冶煉爐
本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種能回收冶煉廢氣的碳化硅冶煉爐，爐體由爐頭、爐底、電極組成， 爐體兩側(cè)設(shè)爐墻，爐墻為不透氣爐墻，爐墻與爐頭、爐底組成直槽形， 其上設(shè)置爐蓋，爐頭、爐底、爐墻、爐蓋形成爐體內(nèi)部密閉空間，設(shè)置 多個集氣管連通爐體內(nèi)外。
所述爐墻內(nèi)側(cè)設(shè)內(nèi)爐墻，內(nèi)爐墻為透氣爐墻，爐墻和內(nèi)爐墻之間留 有空間，形成集氣室。
所述爐墻內(nèi)側(cè)設(shè)有透氣的隔熱層。
所述內(nèi)爐墻內(nèi)側(cè)設(shè)有透氣的隔熱層。
所述爐底由透氣的內(nèi)爐底和不透氣的外爐底構(gòu)成，內(nèi)爐底和外爐 底之間留有空間，形成氣道，氣道與集氣室相通。
所述集氣管設(shè)置于爐墻上，爐墻外側(cè)設(shè)有集氣總管，多個集氣管匯 集到集氣總管，之間設(shè)閥門。
所述集氣管匯集口處連接過渡連接管，過渡連接管接集氣總管。
所述隔熱層由多塊可移動的隔熱層組成，每塊隔熱層的寬度在0.5-5
米之間。
所述爐墻和爐頭頂部設(shè)置環(huán)形槽。 所述爐蓋由石棉布層構(gòu)成內(nèi)層、帆布層構(gòu)成中間層、防雨布或塑料 布構(gòu)成外層。
本發(fā)明有如下優(yōu)點
1 、采用帶有集氣管道并且不透氣的爐墻和帶有氣體通道的爐底及帶 有支撐架和布料等組成一體的爐蓋，可使碳化硅冶煉爐結(jié)晶筒四周在冶煉
時產(chǎn)生的廢氣，通過集氣管道匯聚在一起被引出冶煉爐，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，保護了環(huán)境。另外，廢氣可用來發(fā)電，節(jié)約了能源。
2、閥門可設(shè)置成防爆電動閥門，可將集氣過程和集氣系統(tǒng)實現(xiàn)自動 化，可使冶煉爐表氣壓及時進行調(diào)整和控制，達到安全生產(chǎn)的目的。
3 、采用將冶煉爐蓋制成許多小爐蓋，冶煉時再將其組合的方案，可 以使冶煉爐大型化，便于裝爐，出爐，冷卻等其它工序的進行，達到循環(huán) 作業(yè)目的。


圖l、 2、 3為本發(fā)明冶煉爐爐體內(nèi)部截面示意圖。 圖4為本發(fā)明冶煉爐爐蓋截面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5、 6、 7為與圖1、 2、 3對應(yīng)的冶煉爐爐體俯視結(jié)構(gòu)示意圖。 圖8為本發(fā)明另一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
實施例一
如圖l、 4、 5所示，該碳化硅冶煉爐，爐體由爐頭l、爐底2、電極 3組成，爐體兩側(cè)設(shè)置不透氣爐墻9 ，爐墻9與爐頭1、爐底2組成直槽 形，其上設(shè)置爐蓋16，爐蓋16由石棉布層23構(gòu)成內(nèi)層、帆布層24構(gòu)成 中間層、防雨布或塑料布25構(gòu)成外層，內(nèi)、中、外三層固定在支撐架 2 6上，形成一個長方形的蓋子，剛好蓋在爐體上，爐蓋l 6上部設(shè)置透 氣閥l 8。
爐墻9和爐頭1頂部設(shè)置環(huán)形槽17，如圖5俯視圖所示，爐蓋l 6蓋 在爐體上，邊沿剛好放入環(huán)形槽17,用石英砂粉、碳酸鈣粉、滑石粉、石 膏粉或其混合粉細粉耐火材料填入環(huán)形槽17封蓋住爐蓋16的邊沿。爐頭 1、爐底2、爐墻9、爐蓋16形成爐體內(nèi)部密閉空間，多個集氣管12設(shè)置 于爐墻9上，連通爐體內(nèi)部空間和外部空間，爐墻9外側(cè)設(shè)有集氣總管15，所有的集氣管12出口匯集到集氣總管15，匯集口 1 3與集氣總管15間連
接過渡連接管4，之間的連接管5上設(shè)閥門14用以控制開閉。過渡連接管
4可以方便拆卸，爐墻9也可以設(shè)成多段，以方便爐墻9和集氣管1 2的
拆裝。集氣管12的設(shè)置數(shù)量根據(jù)爐長，爐體越長，數(shù)量越多，應(yīng)當足以
快速充分的排出內(nèi)部冶煉產(chǎn)生的廢氣為宜。
反應(yīng)料6、保溫乏料7裝入爐體內(nèi)，蓋好爐蓋l 6，密閉爐體，送電冶
煉，爐體內(nèi)冶煉反應(yīng)會產(chǎn)生大量的一氧化碳廢氣， 一氧化碳可燃燒，可作為 燃料回收利用。產(chǎn)生的一氧化碳氣體通過集氣管1 2送到爐體外部的集氣總 管l 5，總管道l 5上設(shè)有閥門2 2，之后與風機相接，風機出口與儲氣罐 或其它用氣系統(tǒng)相連接，達到收集或直接利用冶煉碳化硅產(chǎn)生的廢氣的目 的。
實施例二
如圖2、 4、 6所示，該碳化硅冶煉爐，爐體由爐頭1、爐底2、電極 3組成，爐體兩側(cè)設(shè)置不透氣爐墻9 ，爐墻9內(nèi)側(cè)設(shè)有透氣的隔熱層11, 如圖6俯視圖所示，隔熱層ll由多塊隔熱層組成，塊數(shù)根據(jù)爐長可調(diào)，每 塊長度3米，每塊隔熱層可移動，目的是方便拆裝，每塊隔熱層的寬度在
0. 5米，目的是隔開反應(yīng)空間的熱量，避免熱量的損失和對爐墻及外部 管道的熱輻射。
爐墻9與爐頭1、爐底2組成直槽形，其上設(shè)置爐蓋16，爐蓋16由 石棉布層23構(gòu)成內(nèi)層、帆布層24構(gòu)成中間層、防雨布或塑料布25構(gòu)成 外層，內(nèi)、中、外三層固定在支撐架2 6上，形成一個長方形的蓋子，剛 好蓋在爐體上，爐蓋l 6上部設(shè)置透氣閥1 8。
爐墻9和爐頭1頂部設(shè)置環(huán)形槽17，如圖6俯視圖所示，爐蓋l 6蓋 在爐體上，邊沿剛好放入環(huán)形槽17，用石英砂粉、碳酸鈣粉、滑石粉、石 膏粉或其混合粉細粉耐火材料填入環(huán)形槽17封蓋住爐蓋16的邊沿。爐頭
1、 爐底2、爐墻9、爐蓋16形成爐體內(nèi)部密閉空間，多個集氣管12設(shè)置 于爐墻9上，連通爐體內(nèi)部空間和外部空間，爐墻9外側(cè)設(shè)有集氣總管15， 所有的集氣管12出口通過匯集口 1 3匯集到集氣總管15，之間設(shè)閥門14
用以控制開閉。集氣管12的設(shè)置數(shù)量根據(jù)爐長，爐體越長，數(shù)量越多，
應(yīng)當足以快速充分的排出內(nèi)部冶煉產(chǎn)生的廢氣為宜。
反應(yīng)料6、保溫乏料7裝入爐體內(nèi)，蓋好爐蓋l 6，密閉爐體，送電冶
煉，爐體內(nèi)冶煉反應(yīng)會產(chǎn)生大量的一氧化碳廢氣， 一氧化碳可燃燒，可作為 燃料回收利用。由于隔熱層l l透氣，爐體內(nèi)部冶煉產(chǎn)生的一氧化碳氣體透 過隔熱層1 1通過集氣管1 2送到爐體外部的集氣總管1 5 ，總管道1 5上 設(shè)有閥門2 2 ，之后與風機相接，風機出口與儲氣罐或其它用氣系統(tǒng)相連接， 達到收集或直接利用冶煉碳化硅產(chǎn)生的廢氣的目的。 實施例三
如圖3、 4、 7所示，該碳化硅冶煉爐，爐體由爐頭l、爐底2、電極 3組成，爐體兩側(cè)設(shè)置不透氣爐墻9 ，爐墻9內(nèi)側(cè)設(shè)內(nèi)爐墻8，內(nèi)爐墻8 為透氣爐墻，爐墻9和內(nèi)爐墻8之間留有空間，形成集氣室IO。內(nèi)爐墻8 內(nèi)側(cè)設(shè)有透氣的隔熱層11，如圖7俯視圖所示，隔熱層11由多塊隔熱層 組成，塊數(shù)根據(jù)爐長可調(diào)，每塊長度2米，每塊隔熱層可移動，目的是方 便拆裝，每塊隔熱層的寬度在3米，目的是隔開反應(yīng)空間的熱量，避免熱 量的損失和對爐墻及外部管道的熱輻射。爐底2由透氣的內(nèi)爐底19和不 透氣的外爐底20構(gòu)成，內(nèi)爐底19和外爐底20之間留有空間，形成氣道 21，氣道21與集氣室10相通。
爐墻9與爐頭1、爐底2組成直槽形，其上設(shè)置爐蓋16，爐蓋16由 石棉布層23構(gòu)成內(nèi)層、帆布層24構(gòu)成中間層、防雨布或塑料布25構(gòu)成 外層，內(nèi)、中、外三層固定在支撐架2 6上，形成一個長方形的蓋子，剛 好蓋在爐體上，爐蓋1 6上部設(shè)置透氣閥1 8 。
爐墻9和爐頭1頂部設(shè)置環(huán)形槽17，如圖7俯視圖所示，爐蓋l 6蓋 在爐體上，邊沿剛好放入環(huán)形槽17，用石英砂粉、碳酸鈣粉、滑石粉、石 膏粉或其混合粉細粉耐火材料填入環(huán)形槽17封蓋住爐蓋16的邊沿。爐頭 1、爐底2、爐墻9、爐蓋16形成爐體內(nèi)部密閉空間，多個集氣管12設(shè)置 于爐墻9上，連通爐體內(nèi)部空間和外部空間，爐墻9外側(cè)設(shè)有集氣總管15，
所有的集氣管12出口通過匯集口 1 3匯集到集氣總管15，之間設(shè)閥門14
用以控制開閉。集氣管12的設(shè)置數(shù)量根據(jù)爐長，爐體越長，數(shù)量越多，
應(yīng)當足以快速充分的排出內(nèi)部冶煉產(chǎn)生的廢氣為宜。
反應(yīng)料6、保溫乏料7裝入爐體內(nèi)，蓋好爐蓋l 6，密閉爐體，送電冶
煉，爐體內(nèi)冶煉反應(yīng)會產(chǎn)生大量的一氧化碳廢氣， 一氧化碳可燃燒，可作為 燃料回收利用。由于隔熱層l 1、內(nèi)爐墻8、內(nèi)爐底l 9透氣，爐體內(nèi)部冶 煉產(chǎn)生的一氧化碳氣體透過隔熱層1 1、內(nèi)爐墻8、內(nèi)爐底l 9匯集到集氣 室1 0 、氣道2 1中，直接通過集氣管1 2輸送到爐體外部的集氣總管1 5 ， 總管道l 5上設(shè)有閥門2 2，之后與風機相接，風機出口與儲氣罐或其它用 氣系統(tǒng)相連接，達到收集或直接利用冶煉碳化硅產(chǎn)生的廢氣的目的。
實施例三中隔熱層l l的寬度亦可為5米，達到更好的隔熱效果，實 現(xiàn)本發(fā)明的另一實施方式。實施例二、三中隔熱層的長度不限于3米和2 米，以方便拆卸為宜。由于不同的冶煉爐爐長不同，30米、40米甚至50 米以上的冶煉爐都在實踐中有制造，隔熱層的塊數(shù)根據(jù)爐長配置。
所有實施例中，爐蓋16可分隔成若干小爐蓋，方便安裝和拆卸，小 爐蓋之間對應(yīng)的內(nèi)、中、外三層分別由拉鏈連接并密封好，構(gòu)成整體爐蓋 1 6 。
所有實施例中，集氣管接入爐體內(nèi)部的方式不限于通過爐墻一種形 式。如圖8所示，將集氣管12直接從爐底2穿過，連通爐體內(nèi)外空間， 也是本發(fā)明實施例的另一種方式。
本發(fā)明的實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 施方式的方案組合所構(gòu)成的實施例，都用于支持本發(fā)明，落入本發(fā)明的保 護范圍。
權(quán)利要求
1、一種能回收冶煉廢氣的碳化硅冶煉爐，爐體由爐頭(1)、爐底(2)、電極(3)組成，其特征在于爐體兩側(cè)設(shè)爐墻(9)，爐墻(9)為不透氣爐墻，爐墻(9)與爐頭(1)、爐底(2)組成直槽形，其上設(shè)置爐蓋(16)，爐頭(1)、爐底(2)、爐墻(9)、爐蓋(16)形成爐體內(nèi)部密閉空間，設(shè)置多個集氣管(12)連通爐體內(nèi)外。
2、 如權(quán)利要求1所述的能回收冶煉廢氣的碳化硅冶煉爐，其特征在 于爐墻(9)內(nèi)側(cè)設(shè)內(nèi)爐墻(8)，內(nèi)爐墻(8)為透氣爐墻，爐墻(9)和 內(nèi)爐墻(8)之間留有空間，形成集氣室(10)。
3、 如權(quán)利要求1所述的能回收冶煉廢氣的碳化硅冶煉爐，其特征在 于爐墻(9)內(nèi)側(cè)設(shè)有透氣的隔熱層(11)。
4、 如權(quán)利要求2所述的能回收冶煉廢氣的碳化硅冶煉爐，其特征在 于內(nèi)爐墻(8)內(nèi)側(cè)設(shè)有透氣的隔熱層(11)。
5、 如權(quán)利要求2所述的能回收冶煉廢氣的碳化硅冶煉爐，其特征在 于爐底(2)由透氣的內(nèi)爐底(19)和不透氣的外爐底(20)構(gòu)成，內(nèi)爐 底(19)和外爐底(20)之間留有空間，形成氣道(21)，氣道(21)與 集氣室(10)相通。
6 、如權(quán)利要求1、 2或3所述的能回收冶煉廢氣的碳化硅冶煉爐， 其特征在于集氣管(12)設(shè)置于爐墻(9)上，爐墻(9)外側(cè)設(shè)有集氣總 管(15)，多個集氣管(12)匯集到集氣總管(15)，之間設(shè)閥門(14)。
7、如權(quán)利要求G所述的能回收冶煉廢氣的碳化硅冶煉爐，其特征在 于集氣管(12)匯集口處連接過渡連接管(4)，過渡連接管(4)接集氣 總管(15)。
8 、如權(quán)利要求3或4所述的能回收冶煉廢氣的碳化硅冶煉爐，其特 征在于所述的隔熱層(11)由多塊可移動的隔熱層組成，每塊隔熱層的寬度在0.5-5米之間。
9 、如權(quán)利要求1所述的能回收冶煉廢氣的碳化硅冶煉爐，其特征在 于所述的爐墻(9)和爐頭(1)頂部設(shè)置環(huán)形槽(17)。
10、如權(quán)利要求1所述的能回收冶煉廢氣的碳化硅冶煉爐，其特征 在于所述的爐蓋(16)由石棉布層(23)構(gòu)成內(nèi)層、帆布層(24)構(gòu)成中 間層、防雨布或塑料布(25)構(gòu)成外層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能將冶煉廢氣回收的碳化硅冶煉爐，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，造成能源極大浪費的缺點，采用在爐體兩側(cè)設(shè)不透氣爐墻，爐墻與爐頭、爐底組成直槽形，其上設(shè)置爐蓋，爐頭、爐底、爐墻、爐蓋形成爐體內(nèi)部密閉空間，并設(shè)置多個集氣管連通爐體內(nèi)外，達到收集、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C01B31/36GK101337673SQ200710129340
公開日2009年1月7日 申請日期2007年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月5日
發(fā)明者賈玉東 申請人:賈玉東