超大功率碳化矽冶煉爐的製作方法
2023-06-23 00:55:51
專利名稱：超大功率碳化矽冶煉爐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及碳化矽冶煉技術領域，特別涉及一種超大功率碳化矽冶煉爐。
技術背景現有的碳化矽冶煉爐包括供電裝置、爐身及爐頭。供電裝置用於將高壓電網提供 的交流電進行降壓，將降壓後的交流電轉換成合適的直流電，並將直流電提供給爐頭。爐 頭上設有固體石墨電極及與固體石墨電極電性連接導電銅排，導電銅排與供電裝置電性連 接以將供電裝置產生的直流電提供給固體石墨電極。爐身內設有由石墨粉組成的電阻式爐 芯，將由石英砂及無煙煤組成的混合物均勻裝於電阻式爐芯周圍，電阻式爐芯與爐頭的固 體石墨電極電性接觸。如此，利用通有直流電的電阻式爐芯所產生的高溫對混合物進行加 熱，以形成碳化矽。然而，隨著碳化矽冶煉爐的裝機容量不斷增大，爐頭內的固體石墨電極會出現過 熱氧化、爐頭的電銅排出現過熱熔化問題，致使碳化矽冶煉爐不能正常冶煉碳化矽。
發明內容有鑑於此，有必要提供一種防止爐頭內的固體石墨電極會出現過熱氧化、爐頭的 電銅排出現過熱熔化問題的超大功率碳化矽冶煉爐。一種超大功率碳化矽冶煉爐，包括供電裝置、爐身、爐頭及水循環裝置。供電裝置 用於將高壓電網提供的交流電轉換成合適的直流電，並將直流電提供給爐頭。爐頭中設有 固體石墨電極及與固體石墨電極電性連接導電銅排，導電銅排與供電裝置電性連接以將供 電裝置產生的直流電提供給固體石墨電極。爐身內設有由石墨粉組成的電阻式爐芯，電阻 式爐芯與爐頭的固體石墨電極電性接觸。爐頭上設置具有進水口及出水口的冷卻部，水循 環裝置的出水管道與冷卻部的進水口連接、水循環裝置的進水管道與冷卻部的出水口連接 以使水流過冷卻部，冷卻部利用流過的水吸收爐頭產生的熱量。優選的，該爐頭還包括固定螺杆及兩個導電銅排；該冷卻部為水箱；固體石墨電 極的相背兩側對應的依次設置導電銅排、水箱，固定螺杆將固體石墨電極、導電銅排、水箱 固定在一起；水箱上設置進水管、出水管，水箱的進水管與水循環裝置的出水管道連接、出 水管與循環裝置的進水管道連接。優選的，該爐頭還包括爐牆、電極冷卻壓板構件、固定螺杆及兩個導電銅排；固體 石墨電極的第一端部嵌入爐牆，且與爐身內的電阻式爐芯電性連接，固體石墨電極的第二 端部外露在爐牆外；固體石墨電極的第二端部相背兩側對應的設置導電銅排，固定螺杆用 於將固體石墨電極、導電銅排固定在一起；固體石墨電極的第二端部上開設有一收容槽； 固體石墨電極的第一端部內靠近收容槽處設置一卡槽；電極冷卻壓板構件包括壓板、進水 管、連接組件及出水管；連接組件包括連接螺杆及連接掛板；壓板上具有供進水管插入的 第一通孔及供出水管插入的第二通孔，以及供連接螺杆穿過的固定通孔；進水管的一端與 第一通孔連接，進水管的另一端與水循環裝置的出水管道連接；出水管的一端與第二通孔連接，出水管的另一端與循環裝置的進水管道連接；將連接掛板裝入固體石墨電極的卡槽 中，且將連接螺杆穿過固定通孔後與卡槽中的接掛板連接，以將壓板安裝在固體石墨電極 的第二端部，如此壓板、進水管、出水管及固體石墨電極第二端部上的收容槽構成所述冷卻 部。優選的，該爐頭還包括兩個水箱；該導電銅排上對應的設置該水箱，該固定螺杆用 於將固體石墨電極、導電銅排、水箱固定在一起；水箱上設置進水管、出水管，水箱的進水管 與水循環裝置的出水管道連接、出水管與循環裝置的進水管道連接。優選的，該電極冷卻壓板構件的進水管的一端、出水管的一端通過焊接的方式對 應的與該電極冷卻壓板構件的壓板的第一通孔、第二通孔相固定。利用上述超大功率碳化矽冶煉爐冶煉碳化矽時，設置在超大功率碳化矽冶煉爐爐 頭上的冷卻部的進水口與水循環裝置的出水管道連接、出水口與水循環裝置的進水管道連 接以使水循環裝置中的水流過冷卻部，冷卻部利用流過的水吸收爐頭產生的熱量，從而降 低爐頭中固體石墨電極及電銅排的溫度，進而避免發生固體石墨電極過熱氧化及電銅排出 現過熱熔化的問題，保證超大功率碳化矽冶煉爐能正常冶煉碳化矽。
圖1是一較佳實施方式的超大功率碳化矽冶煉爐的功能模塊示意圖圖2是圖1中爐頭的結構示意圖圖3是圖2中爐頭的剖面示意圖圖中超大功率碳化矽冶煉爐10、供電裝置20、第一爐頭30、爐牆31、固體石墨 電極32、收容槽321、卡槽322、電極冷卻壓板構件33、壓板331、第一通孔3311、第二通孔 3312、固定通孔3313、進水管332、連接組件333、連接螺杆3331、連接掛板3332、出水管 334、水箱34、固定螺杆35及導電銅排36、第二爐頭40、爐身50、水循環裝置60
具體實施方式
如圖1所示，超大功率碳化矽冶煉爐10包括供電裝置20、第一爐頭30、第二爐頭 40、爐身50及水循環裝置60。供電裝置20用於將高壓電網提供的交流電轉換成合適的直流電，並將直流電提 供給第一爐頭30、第二爐頭40。在本實施方式中，第一爐頭30與供電裝置20的正極連接， 第二爐頭40與供電裝置20的負極連接，第一爐頭30、第二爐頭40對應的加在爐身50的兩 端，第一爐頭30、第二爐頭40還與水循環裝置60連接。其中，第一爐頭30與第二爐頭40 的結構完全相同，以下以第一爐頭30為例介紹爐頭結構。請同時參看圖2及圖3，第一爐頭30包括爐牆31、固體石墨電極32、電極冷卻壓 板構件33、水箱34、固定螺杆35及導電銅排36。在本實施方式中，第一爐頭30包括四個 固體石墨電極32、四個電極冷卻壓板構件33、兩個水箱34、三個固定螺杆35及兩個導電銅 排36。四個固體石墨電極32構成一個大電極，大電極的相背兩側對應的依次設置導電銅 排36、水箱34。利用三個固定螺杆35將四個固體石墨電極32、導電銅排36、水箱34固定 在一起。其中，水箱34上設置進水管342、出水管344，進水管342與水循環裝置60的出水 管道連接、出水管344與循環裝置60的進水管道連接。如此，水箱34作為一冷卻部，水循環裝置60將溫度低的水從水箱34的進水管342輸送到水箱34內，利用溫度低的水吸收固 體石墨電極32、導電銅排36產生的熱量，水循環裝置60從水箱34的出水管344將水箱34 內吸收固體石墨電極32、導電銅排36產生的熱量後的水輸出。大電極的每個固體石墨電極32的第一端部都嵌入爐牆31，且與爐身50內的由石 墨粉組成的電阻式爐芯電性連接。每個固體石墨電極32的第二端部外露在爐牆31外。每個固體石墨電極32的第二端部上開設有一收容槽321。固體石墨電極32的第 一端部內靠近收容槽321處設置一卡槽322。電極冷卻壓板構件33包括壓板331、進水管332、連接組件333及出水管334。連 接組件333包括連接螺杆3331及連接掛板3332。壓板331上具有供進水管332插入的第 一通孔3311及供出水管334插入的第二通孔3312，以及供連接螺杆3331穿過的固定通孔 3313。將連接掛板3332裝入固體石墨電極32的卡槽322中，且將連接螺杆3331穿過固定 通孔3313後與卡槽322中的接掛板3332連接，以將壓板331安裝在固體石墨電極32的第 二端部。壓板331將固體石墨電極32的第二端部的收容槽321遮蓋，且收容槽321通過壓 板331的第一通孔3311、第二通孔3312與外界連通。進水管332的一端、出水管334的一 端通過焊接的方式對應的與壓板331的第一通孔3311、第二通孔3312相固定，進水管332 的另一端、出水管334的另一端對應的與水循環裝置60的出水管道、進水管道連接。在本 實施方式中，進水管332穿過第一通孔3311且延伸至收容槽321內。如此，由壓板331、進 水管332、出水管334及固體石墨電極32第二端部上的收容槽321構成一冷卻部，水循環裝 置60將溫度低的水從冷卻部的進水管332輸送到冷卻部的收容槽321內，利用溫度低的水 吸收固體石墨電極32、導電銅排36產生的熱量，水循環裝置60從冷卻部的出水管334將冷 卻部的收容槽321內吸收固體石墨電極32、導電銅排36產生的熱量後的水輸出。利用上述超大功率碳化矽冶煉爐10冶煉碳化矽時，設置在超大功率碳化矽冶煉 爐10爐頭30上的冷卻部的進水口與水循環裝置60的出水管道連接、出水口與水循環裝置 60的進水管道連接以使水循環裝置60中的水流過冷卻部，冷卻部利用流過的水吸收固體 石墨電極32、導電銅排36產生的熱量，從而降低爐頭30中固體石墨電極32及導電銅排36 的溫度，進而避免發生固體石墨電極32過熱氧化及導電銅排36出現過熱熔化的問題，保證 超大功率碳化矽冶煉爐10能正常冶煉碳化矽。
權利要求一種超大功率碳化矽冶煉爐，包括供電裝置、爐身、爐頭；供電裝置用於將高壓電網提供的交流電轉換成合適的直流電，並將直流電提供給爐頭；爐頭中設有固體石墨電極及與固體石墨電極電性連接導電銅排，導電銅排與供電裝置電性連接以將供電裝置產生的直流電提供給固體石墨電極；爐身內設有由石墨粉組成的電阻式爐芯，電阻式爐芯與爐頭的固體石墨電極電性接觸；其特徵在於該超大功率碳化矽冶煉爐還包括具有出水管道及進水管道的水循環裝置；爐頭上設置具有進水口及出水口的冷卻部，水循環裝置的出水管道與冷卻部的進水口連接、水循環裝置的進水管道與冷卻部的出水口連接以使水流過冷卻部，冷卻部利用流過的水吸收爐頭產生的熱量。
2.根據權利要求1所述的超大功率碳化矽冶煉爐，其特徵在於該爐頭還包括固定 螺杆及兩個導電銅排；該冷卻部為水箱；固體石墨電極的相背兩側對應的依次設置導電銅 排、水箱，固定螺杆將固體石墨電極、導電銅排、水箱固定在一起；水箱上設置進水管、出水 管，水箱的進水管與水循環裝置的出水管道連接、出水管與循環裝置的進水管道連接。
3.根據權利要求1所述的超大功率碳化矽冶煉爐，其特徵在於該爐頭還包括爐牆、電 極冷卻壓板構件、固定螺杆及兩個導電銅排；固體石墨電極的第一端部嵌入爐牆，且與爐身內的電阻式爐芯電性連接，固體石墨電 極的第二端部外露在爐牆外；固體石墨電極的第二端部相背兩側對應的設置導電銅排，固 定螺杆用於將固體石墨電極、導電銅排固定在一起；固體石墨電極的第二端部上開設有一 收容槽；固體石墨電極的第一端部內靠近收容槽處設置一卡槽；電極冷卻壓板構件包括壓板、進水管、連接組件及出水管；連接組件包括連接螺杆及連 接掛板；壓板上具有供進水管插入的第一通孔及供出水管插入的第二通孔，以及供連接螺杆穿 過的固定通孔；進水管的一端與第一通孔連接，進水管的另一端與水循環裝置的出水管道 連接；出水管的一端與第二通孔連接，出水管的另一端與循環裝置的進水管道連接；將連接掛板裝入固體石墨電極的卡槽中，且將連接螺杆穿過固定通孔後與卡槽中的接 掛板連接，以將壓板安裝在固體石墨電極的第二端部，如此壓板、進水管、出水管及固體石 墨電極第二端部上的收容槽構成所述冷卻部。
4.根據權利要求3所述的超大功率碳化矽冶煉爐，其特徵在於該爐頭還包括兩個水 箱；該導電銅排上對應的設置該水箱，該固定螺杆用於將固體石墨電極、導電銅排、水箱固 定在一起；水箱上設置進水管、出水管，水箱的進水管與水循環裝置的出水管道連接、出水 管與循環裝置的進水管道連接。
5.根據權利要求3所述的超大功率碳化矽冶煉爐，其特徵在於該電極冷卻壓板構件 的進水管的一端、出水管的一端通過焊接的方式對應的與該電極冷卻壓板構件的壓板的第 一通孔、第二通孔相固定。
專利摘要一種超大功率碳化矽冶煉爐，包括供電裝置、爐身、爐頭及水循環裝置。供電裝置用於將高壓電網提供的交流電轉換成合適的直流電，並將直流電提供給爐頭。爐頭中設有固體石墨電極及與固體石墨電極電性連接導電銅排，導電銅排與供電裝置電性連接以將供電裝置產生的直流電提供給固體石墨電極。爐身內設有由石墨粉組成的電阻式爐芯，電阻式爐芯與爐頭的固體石墨電極電性接觸。爐頭上設置具有進水口及出水口的冷卻部，水循環裝置的出水管道與冷卻部的進水口連接、水循環裝置的進水管道與冷卻部的出水口連接以使水流過冷卻部，冷卻部利用流過的水吸收爐頭產生的熱量。
文檔編號C01B31/36GK201713323SQ20102024106
公開日2011年1月19日 申請日期2010年6月30日 優先權日2010年6月30日
發明者張海波, 強樹洪 申請人:平羅縣濱河碳化矽製品有限公司