專利名稱：一種冶煉碳化硅的方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到一種碳化硅的冶煉方法，特別是一種用焙燒料冶煉碳化硅的新方法。
本發(fā)明的目的在于克服上述技術的不足，提供一種既能增強保溫材料的透氣性，又能使反應料中所需的二氧化硅原料得以焙燒，并能提高爐產量的碳化硅冶煉新方法。
所述顆粒硅砂料粒度在6-100mm之間。
所述高溫焙燒過的顆粒硅砂料是經篩分后再加工破碎成粒度為1-8mm的細硅砂料。
所述的內層和外層保溫料的重量比在1/7-1/2之間。
所述的外層保溫料中顆粒硅砂料，重量和反應料中所需的二氧化硅重量相同。
一種冶煉碳化硅的裝置，爐墻是帶有CO氣體燃燒室的雙層爐墻，爐底是帶有CO氣體燃燒室的梯形爐底。
本發(fā)明有如下優(yōu)點1.采用大顆粒硅砂作為保溫料，使保溫層透氣性更好，降低了爐內的氣壓，提高了爐內的反應速度，因此降低了冶煉電耗。
2.由于保溫料采用了內、外二層不同保溫料，在冶煉中，反應料中的雜質被排集到內層保溫料中，當冶煉結束后，在出爐過程中被清理掉，避免外層顆粒料中出現(xiàn)雜質累加，防止反應料的二次污染。
3.由于保溫料采用了大顆粒硅砂料，使冶煉出爐后混入保溫料中的碳質材料經過篩分將其分離出來，再把這些有碳質材料和細硅砂料的“乏料”裝入下一爐次的內層保溫料，由于大顆粒硅砂經篩分后即成為較純的硅砂料，所以，再加工破碎后的細硅砂料與碳質材料做到準確配比。
4.由于內層保溫料的作用，可防止外層顆粒硅砂料接近高溫區(qū)，而被熔化，在停爐冷卻后凝成大塊，造成材料損耗。
5.由于保溫料透氣性的增強，在生產中保溫料層可以加厚，使爐墻遠離高溫區(qū)，避免爐墻因高溫而變形或燒壞。
圖2為本發(fā)明隔板箱結構示意圖。
實施例一如

圖1所示，該冶煉碳化硅的裝置，由爐墻5、爐底8、爐芯體1構成，爐墻5立于爐底8上，兩側爐墻和爐底共同圍成盛料區(qū)。冶煉爐為電阻爐，爐芯體1內為電極，爐墻5為雙層，夾層中為CO氣體燃燒室6，爐底8對稱為梯形，其內設有CO氣體燃燒室7。
初始時，在梯形爐底8中裝入粒度為6-30mm的顆粒硅砂料，料面成圓弧形，在其內直接裝入硅碳比為1.4的反應料，使之料面平整，安裝好爐墻5，吊裝好隔板箱，將石墨粉裝入爐芯體1部位，在隔板箱內側和外側空間里裝入反應料，在爐墻與隔板箱之間的空間里裝入顆粒硅砂料，提出隔板箱，將反應料裝成梯形，在梯形反應料外側鋪滿顆粒硅砂料，與底層、側部的顆粒硅砂料共同構成保溫外層。裝爐完畢，通電加熱冶煉至反應基本完成，停電，待反應停止，冷卻后卸掉爐墻，對保溫料澆水降溫，完成出爐作業(yè)，產出成品碳化硅后還剩下未完全反應的反應料、未反應的反應料以及高溫焙燒過的顆粒硅砂料。將剩下物過篩，篩下物為未完全反應的反應料、未反應的反應料，統(tǒng)稱為乏料；篩上物為高溫焙燒過的顆粒硅砂料，再加工破碎成粒度為0-4mm的細硅砂料后，為正常運行時反應料中的二氧化硅原料。
正常運行時，在梯形爐底8中裝入粒度為6-30mm的顆粒硅砂料，料面成圓弧形，在弧形上面裝一層乏料，也成圓弧形，構成內層保溫料3。再將弧形內裝入硅碳比為1.4的反應料2，使之料面平整。安裝好爐墻5，吊裝好隔板箱，將石墨粉裝入爐芯體1部位，在隔板箱內側的空間里裝入反應料2，在隔板箱的外側空間里裝入乏料，構成內層保溫料3。在爐墻與隔板箱之間的空間里裝入顆粒硅砂料，構成外層保溫料4。內層保溫料3和外層保溫料4的重量比為1/7，其中外層保溫料中的顆粒硅砂料的重量和反應料2中所需的二氧化硅重量基本相同。上述反應料2為碳質材料和二氧化硅材料，其中反應料中的二氧化硅原料正是經過上一爐次高溫焙燒過的顆粒硅砂料。
完成上述工序后，提出隔板箱。再將反應料裝在爐料中上部，達到預定數量，再將粒度為6-30mm的顆粒硅砂料裝在反應料的上面，達到預定數量。通電加熱冶煉至反應基本完成；停電；待反應停止；冷卻后卸掉爐墻5；對保溫料澆水降溫；完成出爐作業(yè)，產出成品碳化硅后，把剩下物過篩，篩下物為乏料，作為下一爐次的內層保溫料，篩上物為高溫焙燒過的顆粒硅砂料，加工破碎成0-4mm的細硅砂料，作為下一爐次反應料中的二氧化硅料。
如此循環(huán)，完成運行過程。
實施例二如圖1所示，該冶煉碳化硅的裝置，由爐墻5、爐底8、爐芯體1構成，爐墻5立于爐底8上，兩側爐墻和爐底共同圍成盛料區(qū)。冶煉爐為電阻爐，爐芯體1內為電極，爐墻5為雙層，夾層中為CO氣體燃燒室6，爐底8對稱為梯形，其內設有CO氣體燃燒室7。
初始時，在梯形爐底8中裝入粒度為20-80mm的顆粒硅砂料，料面成圓弧形，在其內直接裝入硅碳比為1.4的反應料，使之料面平整，安裝好爐墻5，吊裝好隔板箱，將石墨粉裝入爐芯體1部位，在隔板箱內側和外側空間里裝入反應料，在爐墻與隔板箱之間的空間里裝入顆粒硅砂料，提出隔板箱，將反應料裝成梯形，在梯形反應料外側鋪滿顆粒硅砂料，與底層、側部的顆粒硅砂料共同構成保溫外層。裝爐完畢，通電加熱冶煉至反應基本完成，停電，待反應停止，冷卻后卸掉爐墻，對保溫料澆水降溫，完成出爐作業(yè)，產出成品碳化硅后還剩下未完全反應的反應料、未反應的反應料以及高溫焙燒過的顆粒硅砂料。將剩下物過篩，篩下物為未完全反應的反應料、未反應的反應料，統(tǒng)稱為乏料；篩上物為高溫焙燒過的顆粒硅砂料，再加工破碎成粒度為1-6mm的細硅砂料后，為正常運行時反應料中的二氧化硅原料。
正常運行時，在梯形爐底8中裝入粒度為20-80mm的顆粒硅砂料，料面成圓弧形，在弧形上面裝一層乏料，也成圓弧形，構成內層保溫料3。再將弧形內裝入硅碳比為1.6的反應料2，使之料面平整。安裝好爐墻5，吊裝好隔板箱，將石墨粉裝入爐芯體1部位，在隔板箱內側的空間里裝入反應料2，在隔板箱的外側空間里裝入乏料，構成內層保溫料3。在爐墻與隔板箱之間的空間里裝入顆粒硅砂料，構成外層保溫料4。內層保溫料3和外層保溫料4的重量比為1/4，其中外層保溫料中的顆粒硅砂料的重量和反應料2中所需的二氧化硅重量基本相同。上述反應料2為碳質材料和二氧化硅材料，其中反應料中的二氧化硅原料正是經過上一爐次高溫焙燒過的顆粒硅砂料。
完成上述工序后，提出隔板箱。再將反應料裝在爐料中上部，達到預定數量，再將粒度為20-80mm的顆粒硅砂料裝在反應料的上面，達到預定數量。通電加熱冶煉至反應基本完成；停電；待反應停止；冷卻后卸掉爐墻5；對保溫料澆水降溫；完成出爐作業(yè)，產出成品碳化硅后，把剩下物過篩，篩下物為乏料，作為下一爐次的內層保溫料，篩上物為高溫焙燒過的顆粒硅砂料，加工破碎成1-6mm的細硅砂料，作為下一爐次反應料中的二氧化硅料。
如此循環(huán)，完成運行過程。
實施例三如圖1所示，該冶煉碳化硅的裝置，由爐墻5、爐底8、爐芯體1構成，爐墻5立于爐底8上，兩側爐墻和爐底共同圍成盛料區(qū)。冶煉爐為電阻爐，爐芯體1內為電極，爐墻5為雙層，夾層中為CO氣體燃燒室6，爐底8對稱為梯形，其內設有CO氣體燃燒室7。
初始時，在梯形爐底8中裝入粒度為50-100mm的顆粒硅砂料，料面成圓弧形，在其內直接裝入硅碳比為1.7的反應料，使之料面平整，安裝好爐墻5，吊裝好隔板箱，將石墨粉裝入爐芯體1部位，在隔板箱內側和外側空間里裝入反應料，在爐墻與隔板箱之間的空間里裝入顆粒硅砂料，提出隔板箱，將反應料裝成梯形，在梯形反應料外側鋪滿顆粒硅砂料，與底層、側部的顆粒硅砂料共同構成保溫外層。裝爐完畢，通電加熱冶煉至反應基本完成，停電，待反應停止，冷卻后卸掉爐墻，對保溫料澆水降溫，完成出爐作業(yè)，產出成品碳化硅后還剩下未完全反應的反應料、未反應的反應料以及高溫焙燒過的顆粒硅砂料。將剩下物過篩，篩下物為未完全反應的反應料、未反應的反應料，統(tǒng)稱為乏料；篩上物為高溫焙燒過的顆粒硅砂料，再加工破碎成粒度為3-8mm的細硅砂料后，為正常運行時反應料中的二氧化硅原料。
正常運行時，在梯形爐底8中裝入粒度為50-100mm的顆粒硅砂料，料面成圓弧形，在弧形上面裝一層乏料，也成圓弧形，構成內層保溫料3。再將弧形內裝入硅碳比為1.7的反應料2，使之料面平整。安裝好爐墻5，吊裝好隔板箱，將石墨粉裝入爐芯體1部位，在隔板箱內側的空間里裝入反應料2，在隔板箱的外側空間里裝入乏料，構成內層保溫料3。在爐墻與隔板箱之間的空間里裝入顆粒硅砂料，構成外層保溫料4。內層保溫料3和外層保溫料4的重量比為1/2，其中外層保溫料中的顆粒硅砂料的重量和反應料2中所需的二氧化硅重量基本相同。上述反應料2為碳質材料和二氧化硅材料，其中反應料中的二氧化硅原料正是經過上一爐次高溫焙燒過的顆粒硅砂料。
完成上述工序后，提出隔板箱。再將反應料裝在爐料中上部，達到預定數量，再將粒度為50-100mm的顆粒硅砂料裝在反應料的上面，達到預定數量。通電加熱冶煉至反應基本完成；停電；待反應停止；冷卻后卸掉爐墻5；對保溫料澆水降溫；完成出爐作業(yè)，產出成品碳化硅后，把剩下物過篩，篩下物為乏料，作為下一爐次的內層保溫料，篩上物為高溫焙燒過的顆粒硅砂料，加工破碎成3-8mm的細硅砂料，作為下一爐次反應料中的二氧化硅料。
如此循環(huán)，完成運行過程。
權利要求
1.一種冶煉碳化硅的方法，其冶煉爐為電阻爐，反應料為碳質材料和二氧化硅材料，反應料按硅碳比為1.4至1.7混合后裝在爐心周圍，爐心由石墨粉組成，其特征在于冶煉爐保溫料分為由乏料組成的內層，和顆粒硅砂料組成的外層，反應料中的二氧化硅原料是經過上一爐次高溫焙燒過的顆粒硅砂料。
2.如權利要求1所述的冶煉碳化硅的方法，其特征在于顆粒硅砂料粒度在6-100mm之間。
3.如權利要求1或2所述的冶煉碳化硅的方法，其特征在于高溫焙燒過的顆粒硅砂料是經篩分后再加工破碎成粒度為1-8mm的細硅砂料。
4.如權利要求1所述的冶煉碳化硅的方法，其特征在于所述的內層和外層保溫料的重量比在1/7-1/2之間。
5.如權利要求1所述的冶煉碳化硅的方法，其特征在于所述的外層保溫料中顆粒硅砂料，重量和反應料中所需的二氧化硅重量相同。
6.一種冶煉碳化硅的裝置，其特征在于爐墻是帶有CO氣體燃燒室的雙層爐墻，爐底是帶有CO氣體燃燒室的梯形爐底。
全文摘要
本發(fā)明提供一種冶煉碳化硅的方法及其裝置，其冶煉爐為電阻爐，反應料為碳質材料和二氧化硅材料，反應料混合后裝在爐心周圍，爐心由石墨粉組成。煉爐保溫料分為由乏料和部分反應料組成的內層，和顆粒硅砂料組成的外層，反應料中的二氧化硅原料是經過上一爐次高溫焙燒過的顆粒硅砂料。這樣的冶煉方法既能增強保溫材料的透氣性，又能使反應料中所需的二氧化硅原料得以焙燒，并能提高爐產量。
文檔編號C04B35/565GK1449995SQ03120398
公開日2003年10月22日 申請日期2003年3月18日 優(yōu)先權日2002年6月11日
發(fā)明者賈玉東 申請人:賈玉東