推荐可移动式碳化硅冶炼炉的制作方法

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可移动式碳化硅冶炼炉的制作方法

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[0001]本发明涉及碳化硅冶炼技术领域,特别涉及一种可移动式碳化硅冶炼炉。

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[0002]碳化硅又称金钢砂或耐火砂。分子式为SiC,其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉,具有耐高温、耐磨、耐热震、耐化学腐蚀、耐辐射和良好的导电性、导热性,除用作磨料外,在冶金、化工、陶瓷、航空航天等领域均有广泛的用途。工业用碳化硅于1891年研制成功,是最早的人造磨料。在陨石和地壳中虽有少量碳化硅存在,但迄今尚未找到可供开采的矿源。
[0003]人造碳化硅的工业化生产,已有I百多年历史,是由美国人艾奇逊发明的,到现在人们仍然沿用艾奇逊炉和方法进行工业生产,只是炉子加大了许多,机械化水平也有所提高。但是,冶炼碳化硅所生成的大量一氧化碳废气,仍然采用炉表点燃的方法将其燃烧掉,不但造成大气污染,而且浪费了大量的能源,还对操作人员构成中毒的潜在危险。
[0004]为了提高能源与资源的利用率,减少装卸料的时耗和人员工作强度,经过不断的探索和改进,提出了一种可移动式密闭碳化硅冶炼设备,专利号:201420062620.3。虽然解决了以上问题,但由于采用了金属炉体、车轮和轨道,又带来了新的问题,即:炉体的绝缘。由于碳化硅冶炼炉的冶炼电流很大,可达6万安,如果不能很好地做到对地绝缘,则对地漏电造成的损耗是非常大的,同时由于直流电中不可避免的会有交流分量,容易沿金属炉壁传导并会产生涡流,日积月累,损耗同样惊人。
[0005]另外,如图1、2所示,现有采用下出料方式的碳化硅冶炼炉,其侧壁81下部的卸料门82采用转动方式与侧壁81铰接,当要卸料时,卸料门82以其上沿为轴向外转过一定角度,使保温料从开口卸下。这种结构存在以下缺点:1、开度不好控制,因为采用铰接,在大的装料量下,转角难以控制;2、制作复杂,对精度要求高,门稍大则难以开合,门小则会漏料;
3、由于碳化硅冶炼炉反应温度很高,容易受热变形,难以保证尺寸稳定性。



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[0006]鉴于此,有必要设计一种电损耗低且卸料机构可靠、易控制的可移动式碳化硅冶炼炉。
[0007]一种可移动式碳化硅冶炼炉,包括:炉车、集气罐、轨道;集气罐为卧式放置的金属腔体,其一端设有炉门,集气罐的上方罐壁联有排气管;轨道沿集气罐长度方向从集气罐封闭端铺设并延伸到集气罐外部,炉车沿轨道进出集气罐,炉车为可移动式碳化硅冶炼炉。
[0008]炉车包括:端墙、侧壁、侧梁、炉车底盘、插板门、电极、车轮;其中,炉车底盘为长方形的板状结构,在炉车底盘上沿纵向间隔固定有一排侧梁,侧梁底部固定在炉车底盘上,侧梁底部两端向上延伸出侧梁侧部,端墙和侧壁分别位于炉车底盘的两端和两侧的上方,相邻的侧梁之间通过侧壁连接,端墙、侧壁、侧梁和炉车底盘共同形成上部敞口的半封闭结构,两电极分别与两端墙固定并从两端墙中心水平伸入炉车内部,车轮安装在炉车底盘下方。
[0009]炉车底盘内设有纵向的承重梁,车轮两侧的轴承座通过螺栓与承重梁固定,在螺柱外包有绝缘套,在轴承座与承重梁之间设有绝缘垫,在螺栓的垫片与承重梁之间及螺栓的垫片与轴承座之间也均有设置绝缘垫。
[0010]每一个侧梁都分为左右两半,左半部与右半部之间设有侧梁绝缘垫,侧梁绝缘垫与侧梁截面形状相同,左半部与右半部通过螺栓连接,在螺柱外包有绝缘套,在螺栓的垫片与左半部之间及螺栓的垫片与右半部之间也均有设置绝缘垫。
[0011]在侧壁下部开有矩形的卸料口,在卸料口两侧和底部的边沿装有插板门框架,其中位于两侧的插板门框架为插板门滑道,插板门闸板位于插板门框架内,插板门驱动装置与插板门闸板相连。当需要卸料时,由插板门驱动装置带动插板门闸板沿插板门滑道向上移动即可,由于插板门的闭合是插板门闸板与插板门框架之间配合来完成的,故制作精度要求不高,即使插板门闸板与插板门框架之间留有较多空隙也不会漏料,同时也正因为如此,热变形对插板门影响不大,保证了插板门的正常使用;由于插板门是通过插板门滑道上下开闭的,开度很容易控制。
[0012]优选的,集气罐罐体为圆柱形腔体;端墙的横截面、侧壁的横截面和侧梁侧部的横截面均为向外凸的弧形。
[0013]优选的,侧壁包括:外壁、气道、内壁;外壁上设有排气管口,内壁设有气孔,在外壁和内壁之间的空腔为气道,内壁的气孔处固定有阻物机构,阻物机构下端与气孔的下沿固定,阻物机构上部向气道延伸,外壁和内壁在它们的末端密封。
[0014]本发明通过设计车轮绝缘结构解决了移动式炉车与轨道间的导电问题,通过设计侧壁绝缘结构使整体很长的侧壁被分割成一个个互相绝缘的单元,使侧壁产生的涡流大大降低;在侧壁下部设计插板门解决了现有下出料门难以控制开度、易漏料、受热变形影响大的缺点。

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[0015]附图1是现有技术的碳化硅冶炼炉侧壁的主视示意图。
[0016]附图2是现有技术的碳化硅冶炼炉侧壁的右视示意图。
[0017]附图3是一幅较佳实施方式的可移动式碳化硅冶炼炉的主视示意图。
[0018]附图4是一幅较佳实施方式的可移动式碳化硅冶炼炉的横向截面示意图。
[0019]附图5是一幅较佳实施方式的车轮的主视示意图。
[0020]附图6是一幅较佳实施方式的车轮的侧视示意图。
[0021]附图7是附图4的A-A剖意图。
[0022]附图8是一幅较佳实施方式的侧梁的局部放大示意图。
[0023]附图9是附图81部的局部放大示意图。
[0024]附图10是附图811部的局部放大示意图。
[0025]附图11是一幅较佳实施方式的侧壁和插板门的主视示意图。
[0026]附图12是一幅较佳实施方式的侧壁和插板门的右视示意图。
[0027]附图13是一幅较佳实施方式的侧壁的截面示意图。
[0028]图中:
[0029]现有技术:侧壁81、卸料门82 ;
[0030]本发明:炉车3、集气罐1、轨道2、端墙31、侧壁32、侧梁33、炉车底盘34、车轮35、插板门36、侧梁底部331、侧梁侧部332、承重梁341、轴承座351、螺栓352、绝缘套353、绝缘垫354、垫片3521、左半部33a、右半部33b、侧梁绝缘垫335、螺栓333、垫片3331、绝缘垫334、石墨电极91、反应料92、保温料93、外壁321、气道322、内壁323、气孔324、阻物机构325、卸料口 326、插板门框架361、插板门滑道362、插板门闸板363。

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[0031]如图3?图13所示,一种可移动式碳化硅冶炼炉,包括:炉车3、集气罐1、轨道2 ;集气罐I为卧式放置的金属腔体,其一端设有炉门,集气罐I的上方罐壁联有排气管;轨道2沿集气罐I长度方向从集气罐封I闭端铺设并延伸到集气罐I外部,炉车3沿轨道2进出集气罐1,炉车3为可移动式碳化硅冶炼炉。
[0032]炉车3包括:端墙31、侧壁32、侧梁33、炉车底盘34、插板门36、电极、车轮35 ;其中,炉车底盘34为长方形的板状结构,在炉车底盘34上沿纵向间隔固定有一排侧梁33,侧梁底部331固定在炉车底盘34上,侧梁底部331两端向上延伸出侧梁侧部332,端墙31和侧壁32分别位于炉车底盘34的两端和两侧的上方,相邻的侧梁33之间通过侧壁32连接,端墙31、侧壁32、侧梁33和炉车底盘34共同形成上部敞口的半封闭结构,两电极分别与两端墙31固定并从两端墙31中心水平伸入炉车3内部,车轮35安装在炉车底盘34下方。
[0033]炉车底盘34内设有纵向的承重梁341,车轮35两侧的轴承座351通过螺栓352与承重梁341固定,在螺柱外包有绝缘套353,在轴承座351与承重梁341之间设有绝缘垫354,在螺栓352的垫片3521与承重梁341之间及螺栓352的垫片3521与轴承座351之间也均有设置绝缘垫354。
[0034]每一个侧梁33都分为左右两半,左半部33a与右半部33b之间设有侧梁绝缘垫335,侧梁绝缘垫335与侧梁33截面形状相同,左半部33a与右半部33b通过螺栓333连接,在螺柱333外包有绝缘套334,在螺栓333的垫片3331与左半部33a之间及螺栓333的垫片与右半部33b之间也均有设置绝缘垫334。
[0035]在侧壁32下部开有矩形的卸料口 326,在卸料口 326两侧和底部的边沿装有插板门框架361,其中位于两侧的插板门框架361为插板门滑道362,插板门闸板363位于插板门框架361内,插板门驱动装置与插板门闸板363相连。当需要卸料时,由插板门驱动装置带动插板门闸板363沿插板门滑道362向上移动即可,由于插板门36的闭合是插板门闸板363与插板门框架361之间配合来完成的,故制作精度要求不高,即使插板门闸板363与插板门框架361之间留有较多空隙也不会漏料,同时也正因为如此,热变形对插板门36影响不大,保证了插板门36的正常使用;由于插板门36是通过插板门滑道362上下开闭的,开度很容易控制。
[0036]如图4所示,在本实施方式中,集气罐I罐体为圆柱形腔体;端墙31的横截面、侧壁32的横截面和侧梁侧部332的横截面均为向外凸的弧形,这样在布料时,石墨电极91、反应料92、保温料93它们的横截面可形成近似同心圆的形状,可以最大化产能并减少保温料93用量。
[0037]在本实施方式中,侧壁32包括:外壁321、气道322、内壁323 ;外壁321上设有排气管口,内壁323设有气孔324,在外壁321和内壁323之间的空腔为气道,内壁323的气孔324处固定有阻物机构325,阻物机构325下端与气孔324的下沿固定,阻物机构325上部向气道322延伸,外壁321和内壁323在它们的末端密封。

1.一种可移动式碳化硅冶炼炉,其特征在于:包括:炉车、集气罐、轨道;集气罐为卧式放置的金属腔体,其一端设有炉门,集气罐的上方罐壁联有排气管;轨道沿集气罐长度方向从集气罐封闭端铺设并延伸到集气罐外部,炉车沿轨道进出集气罐,炉车为可移动式碳化硅冶炼炉; 炉车包括:端墙、侧壁、侧梁、炉车底盘、插板门、电极、车轮;其中,炉车底盘为长方形的板状结构,在炉车底盘上沿纵向间隔固定有一排侧梁,侧梁底部固定在炉车底盘上,侧梁底部两端向上延伸出侧梁侧部,端墙和侧壁分别位于炉车底盘的两端和两侧的上方,相邻的侧梁之间通过侧壁连接,端墙、侧壁、侧梁和炉车底盘共同形成上部敞口的半封闭结构,两电极分别与两端墙固定并从两端墙中心水平伸入炉车内部,车轮安装在炉车底盘下方;炉车底盘内设有纵向的承重梁,车轮两侧的轴承座通过螺栓与承重梁固定,在螺柱外包有绝缘套,在轴承座与承重梁之间设有绝缘垫,在螺栓的垫片与承重梁之间及螺栓的垫片与轴承座之间也均有设置绝缘垫; 每一个侧梁都分为左右两半,左半部与右半部之间设有侧梁绝缘垫,侧梁绝缘垫与侧梁截面形状相同,左半部与右半部通过螺栓连接,在螺柱外包有绝缘套,在螺栓的垫片与左半部之间及螺栓的垫片与右半部之间也均有设置绝缘垫; 在侧壁下部开有矩形的卸料口,在卸料口两侧和底部的边沿装有插板门框架,其中位于两侧的插板门框架为插板门滑道,插板门闸板位于插板门框架内,插板门驱动装置与插板门闸板相连。2.如权利要求1所述的可移动式碳化硅冶炼炉,其特征在于:集气罐罐体为圆柱形腔体;端墙的横截面、侧壁的横截面和侧梁侧部的横截面均为向外凸的弧形。3.如权利要求1或权利要求2所述的可移动式碳化硅冶炼炉,其特征在于:侧壁包括:外壁、气道、内壁;外壁上设有排气管口,内壁设有气孔,在外壁和内壁之间的空腔为气道,内壁的气孔处固定有阻物机构,阻物机构下端与气孔的下沿固定,阻物机构上部向气道延伸,外壁和内壁在它们的末端密封。
一种可移动式碳化硅冶炼炉,包括:炉车、集气罐、轨道;炉车底盘内设有纵向的承重梁,车轮两侧的轴承座通过螺栓与承重梁固定,在螺柱外包有绝缘套,在轴承座与承重梁之间设有绝缘垫,垫片与承重梁之间及垫片与轴承座之间也均有设置绝缘垫;侧梁分为左右两半,左半部与右半部之间设有侧梁绝缘垫,侧梁绝缘垫与侧梁截面形状相同,左半部与右半部通过螺栓连接,在螺柱外包有绝缘套,在垫片与左半部之间及垫片与右半部之间也均有设置绝缘垫,在侧壁下部设有插板门。本发明通过设计绝缘结构解决了可移动式碳化硅冶炼炉电损耗大的问题,在侧壁下部设计插板门解决了现有下出料门难以控制开度、易漏料、受热变形影响大的缺点。
C01B31/36
CN104891493
CN201510020702
宋克纯
宋克纯
2015年9月9日
2015年1月11日

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