一種擺動式高溫真空氯化爐的製作方法

2023-05-06 13:51:01

專利名稱：一種擺動式高溫真空氯化爐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高純石英砂的提純技術，特別是一種擺動式高溫真空氯化爐。
背景技術：
高純石英砂一般是指Si02含量高 於99. 99%的石英粉體。高純石英砂是石英玻璃製品的主要原材料。據統計僅我國市場的需求量已達10萬噸左右，價值近60億元人民幣。高純石英砂被廣泛應用於大規模及超大規模集成電路、光伏產業、光纖、雷射、航天、軍事等重要行業中。由於這些行業關係到國家的長遠發展，也是一個國家高新技術可持續發展的必要條件，因此，高純石英砂的戰略地位顯得十分重要。我國是全球石英儲量最為豐富的國家之一，而從天然巖石中直接提取超純石英砂是當前世界公認的最先進技術。而從我國的現狀分析，專用裝備的設計創新乃是我國企業界製備高純石英砂過程的關鍵技術中的瓶頸。
發明內容本實用新型要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提出了一種兼具除雜與脫羥的雙重功能、操作簡單的擺動式高溫真空氯化爐。本實用新型要解決的技術問題是通過以下技術方案來實現的，一種擺動式高溫真空氯化爐，其特點是設有爐體，爐體包括內中間石英玻璃反應腔和外殼，在中間石英玻璃反應腔與外殼之間設有保溫層，在中間石英玻璃反應腔內沿其中軸線設置有石英玻璃電極套管，在石英玻璃電極套管內裝有電加熱元件，在中間石英玻璃反應腔的左右兩端設有蓋板，蓋板上設有進出料管、真空抽氣管以及氯氣充氣管，在蓋板的外部設有裝在爐體上的冷卻水鼓，在爐體外殼的中部固定有擺動軸，爐體通過擺動軸裝在支架上，支架上設有與擺動軸相接的擺動驅動機構，在擺動驅動機構的帶動下實現爐體的左右擺動。本實用新型要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現，所述爐體的左右擺動角度為±60°。本實用新型要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現，進出料管上裝有蓋帽，蓋帽上設有觀察窗。與現有技術相比，本實用新型的發熱元件沿軸向通過石英套管由中心向圓周進行熱傳導與熱輻射，不僅發熱效率高，而且不與粉體發生接觸而形成汙染。加熱元件在同等工況下，與傳統結構相比不僅壽命長，而且進行維修更換十分便捷。爐體有規律的勻速間歇擺動，可加速粉體受熱與氯化反應。本實用新型兼具除雜與脫羥的雙重功能、也可單獨作真空加熱或真空脫羥使用。經過本實用新型處理過的石英粉體，可降低多種有害元素至20ppm以下，羥基可降至IOppm以下，能完全達到微電子與光伏工業要求的產品技術指標。能確保產品質量的穩定性和可靠性，同時對環境無汙染。整個操作過程簡約、高效、容易掌握、省時省力。
圖I為本實用新型的氯化爐結構簡圖。
具體實施方式
如圖所示I冷卻水箱，2真空泵，3進出料管，4冷卻水鼓，5蓋板，6擺動驅動機構，7聯軸器，8支架，9氯氣瓶，10電控櫃，11爐體，12保溫層，13中間石英玻璃反應腔，14石英玻璃電極套管，15電加熱元件。 一種擺動式高溫真空氯化爐，設有爐體11，爐體11包括內中間石英玻璃反應腔13和外殼，在中間石英玻璃反應腔與外殼之間設有保溫層12，在中間石英玻璃反應腔內沿其中軸線設置有石英玻璃電極套管14，在石英玻璃電極套管14內裝有電加熱元件15，在中間石英玻璃反應腔13的左右兩端設有碟形的蓋板5，蓋板5上設有進出料管3、真空抽氣管以及氯氣充氣管，在蓋板5的外部設有裝在爐體上的冷卻水鼓4，在爐體外殼的中部固定有擺動軸，爐體通過擺動軸裝在支架8上,支架8上設有與擺動軸相接的擺動驅動機構6,在擺動 驅動機構6的帶動下實現爐體11的左右擺動。所述爐體11的左右擺動角度為±60°。由真空泵2與氯氣鋼瓶9向反應腔13執行真空度與氯化作業。爐體有規律的擺動、反應腔的溫度調節和工藝程度的設定等均由電控櫃10內的PLC完成。反應腔處於工作狀態時，有四道密封保證粉體與外界完全隔離，這四道密封設置於①爐體法蘭與端蓋結合處②碟形蓋板與冷卻水鼓結合處③發熱電極伸出冷卻水鼓處④料管窺視窗處。反應腔13的內壁、發熱元件套管14、碟形蓋板5、進出料管3均使用高純石英玻璃材料，確保反應物料無汙染。發熱元件15材料可以是金屬(如鎳基合金、鐵基合金、鋼基合金等)也可以是非金屬(如矽碳材料)。發熱元件沿軸向通過石英套管由中心向圓周進行熱傳導與熱輻射，不僅發熱效率高，而且不與粉體發生接觸而形成汙染。反應腔溫度可根據物料特性的差異，自室溫至1200°C實現定時段無級調整，對有害雜質與羥基進行有效清除。在反應腔的一側設置真空抽吸和氯氣輸入管件，在反應腔的另一側設置兩隻排氣管件，排氣孔通過軟管分別於集電罩與水池連通，以達到淨化環境的目的。進出料管3上裝有蓋帽，蓋帽上設有觀察窗。進、出料過程只需擰動一個蓋帽，旋緊蓋帽，透過料管可作觀察窗與測溫孔使用。
權利要求1.一種擺動式高溫真空氯化爐，其特徵在於設有爐體，爐體包括內中間石英玻璃反應腔和外殼，在中間石英玻璃反應腔與外殼之間設有保溫層，在中間石英玻璃反應腔內沿其中軸線設置有石英玻璃電極套管，在石英玻璃電極套管內裝有電加熱元件，在中間石英玻璃反應腔的左右兩端設有蓋板，蓋板上設有進出料管、真空抽氣管以及氯氣充氣管，在蓋板的外部設有裝在爐體上的冷卻水鼓，在爐體外殼的中部固定有擺動軸，爐體通過擺動軸裝在支架上，支架上設有與擺動軸相接的擺動驅動機構，在擺動驅動機構的帶動下實現爐體的左右擺動。
2.根據權利要求I所述的擺動式高溫真空氯化爐，其特徵在於所述爐體的左右擺動角度為±60°。
3.根據權利要求I所述的擺動式高溫真空氯化爐，其特徵在於進出料管上裝有蓋帽，蓋帽上設有觀察窗。
專利摘要一種擺動式高溫真空氯化爐，設有爐體，爐體包括內中間石英玻璃反應腔和外殼，在中間石英玻璃反應腔與外殼之間設有保溫層，在中間石英玻璃反應腔內沿其中軸線設置有石英玻璃電極套管，在石英玻璃電極套管內裝有電加熱元件，在中間石英玻璃反應腔的左右兩端設有蓋板，蓋板上設有進出料管、真空抽氣管以及氯氣充氣管，在蓋板的外部設有裝在爐體上的冷卻水鼓，在爐體外殼的中部固定有擺動軸，爐體通過擺動軸裝在支架上，支架上設有爐體的擺動驅動機構，發熱元件不與粉體發生接觸而形成汙染。爐體有規律的擺動，加速粉體受熱與氯化反應。本實用新型兼具除雜與脫羥的雙重功能，其操作過程簡約、高效、容易掌握、省時省力。
文檔編號C01B33/12GK202687983SQ201220328120
公開日2013年1月23日 申請日期2012年7月9日 優先權日2012年7月9日
發明者邱富仁, 邱志堅, 邱志剛 申請人:邱富仁