專利名稱：串聯(lián)型雙爐芯碳化硅冶煉爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
串聯(lián)型雙爐芯碳化硅冶煉爐技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及碳化硅冶煉技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種串聯(lián)型雙爐芯碳化硅冶煉 爐。
背景技術(shù)：
[0002]現(xiàn)有各國(guó)生產(chǎn)碳化硅，絕大多數(shù)采用的是一個(gè)爐芯，這種單爐芯生產(chǎn)方式已有100 多年的歷史，許多國(guó)家力圖改進(jìn)這種高能耗、低產(chǎn)出的落后生產(chǎn)方式，至今成功的甚少。[0003]目前僅在加大爐體規(guī)模提高機(jī)械化水平方面有所發(fā)展，這些都沒(méi)有從根本上解決 單產(chǎn)能耗高、優(yōu)等品率低等問(wèn)題。例如，現(xiàn)有的碳化硅冶煉爐多數(shù)采用艾奇遜爐，為了增加 產(chǎn)量，碳化硅廠往往都是建造大功率冶煉爐，而大功率冶煉爐的爐身長(zhǎng)度一般為90米以 上，需要的生產(chǎn)場(chǎng)地面積大及設(shè)置較長(zhǎng)的大電路供電線路才能將電流輸送至與爐身連接的 兩個(gè)爐頭，而利用大電路供電線路輸送電能時(shí)，會(huì)加大電能損耗，如此增加了碳化硅冶煉單 產(chǎn)能耗。另外，爐身采用兩組側(cè)墻設(shè)計(jì)，不僅增加了建爐成本，還使碳化硅冶煉爐產(chǎn)生的熱 量容易散失，如此降低了碳化硅冶煉爐的熱效率，繼而影響碳化硅的品質(zhì)。發(fā)明內(nèi)容[0004]有鑒于此，有必要提供一種降低單產(chǎn)能耗、提高碳化硅品質(zhì)的串聯(lián)型雙爐芯碳化 硅冶煉爐。[0005]一種串聯(lián)型雙爐芯碳化硅冶煉爐，包括供電裝置、爐身及爐頭。供電裝置用于將高 壓電網(wǎng)提供的交流電轉(zhuǎn)換成合適的直流電，并將直流電提供給爐頭。爐身包括側(cè)墻、第一爐 芯、第二爐芯。側(cè)墻的兩端都與爐頭連接。第一爐芯、第二爐芯設(shè)置在側(cè)墻與爐頭圍成區(qū) 域內(nèi)。第一爐芯的第一端與第二爐芯的第一端電性連接，第一爐芯的第二端及第二爐芯的 第二端與爐頭電性連接。爐頭包括爐墻、第一固體石墨電極、第二固體石墨電極、第一導(dǎo)電 銅排及第二導(dǎo)電銅排。第一固體石墨電極、第二固體石墨電極嵌入爐墻，且第一固體石墨 電極、第二固體石墨電極的第一端對(duì)應(yīng)的與第一爐芯的第二端及第二爐芯的第二端電性連 接。第一固體石墨電極、第二固體石墨電極的第二端對(duì)應(yīng)的與第一導(dǎo)電銅排、第二導(dǎo)電銅排 電性連接。第一導(dǎo)電銅排、第二導(dǎo)電銅排還對(duì)應(yīng)的與供電裝置的正負(fù)極電性連接以將供電 裝置產(chǎn)生的直流電提供給第一固體石墨電極、第二固體石墨電極。[0006]優(yōu)選的，該爐頭還包括隔離壁，該隔離壁設(shè)置在爐墻中心線內(nèi)側(cè)，用于以防止第一 固體石墨電極、第二固體石墨電極之間發(fā)生短路。[0007]優(yōu)選的，該爐頭還包括支撐壁，該支撐壁設(shè)置在爐墻中心線外側(cè)，用于支撐爐墻。[0008]優(yōu)選的，該側(cè)墻與爐頭圍成區(qū)域?yàn)榫匦危谝粻t芯、第二爐芯呈“L”型，第一爐芯與 第二爐芯電性連接后，整體構(gòu)成矩形爐芯。[0009]優(yōu)選的，該側(cè)墻與爐頭圍成區(qū)域?yàn)椤癠”形，該第一爐芯的第一端、第二爐芯的第一 端都為弧形，第一爐芯與第二爐芯電性連接后，整體構(gòu)成“U”形爐芯。[0010]上述串聯(lián)型雙爐芯碳化硅冶煉爐，在一個(gè)爐頭上設(shè)置用于與供電裝置的正、負(fù)極連接的第一固體石墨電極、第二固體石墨電極，以完成為串聯(lián)的第一爐芯、第二爐芯的供 電，進(jìn)而使第一爐芯、第二爐芯發(fā)熱對(duì)原料進(jìn)行冶煉以生成碳化硅。如此，縮短了大電路供 電線路、減少供電線路電能損耗，繼而降低碳化硅冶煉單產(chǎn)能耗，同時(shí)節(jié)省了供電線路中母 線、導(dǎo)電銅排的使用量。進(jìn)一步的，只使用側(cè)墻與爐頭圍成區(qū)域收容第一爐芯、第二爐芯及 用于生產(chǎn)碳化硅的原料，如此節(jié)省了一面?zhèn)葔?，同時(shí)由于側(cè)墻的減少，可以有效降低第一爐 芯、第二爐芯所產(chǎn)生的熱量的散失，提高串聯(lián)型雙爐芯碳化硅冶煉爐的熱效率，繼而提高碳 化硅的品質(zhì)。


[0011]圖1是一較佳實(shí)施方式的串聯(lián)型雙爐芯碳化硅冶煉爐的平面示意圖。[0012]圖2是另一較佳實(shí)施方式的串聯(lián)型雙爐芯碳化硅冶煉爐的平面示意圖。[0013]圖中串聯(lián)型雙爐芯碳化硅冶煉爐10、供電裝置20、爐身30、側(cè)墻31、第一爐芯 32、第二爐芯33、爐頭40、爐墻41、第一固體石墨電極42、第一導(dǎo)電銅排43、第二固體石墨電 極44、第二導(dǎo)電銅排45、絕緣壁46、支撐壁47、原料50、串聯(lián)型雙爐芯碳化硅冶煉爐1具體實(shí)施方式
[0014]如圖1所示，串聯(lián)型雙爐芯碳化硅冶煉爐10包括供電裝置20、爐身30及爐頭40。[0015]供電裝置20用于將高壓電網(wǎng)提供的交流電轉(zhuǎn)換成合適的直流電，并將直流電提 供給爐頭40。[0016]爐身30包括側(cè)墻31、第一爐芯32、第二爐芯33。側(cè)墻31的兩端都與爐頭40連接。[0017]第一爐芯32、第二爐芯33設(shè)置在側(cè)墻31與爐頭40圍成區(qū)域內(nèi)。第一爐芯32的 第一端與第二爐芯33的第一端電性連接，第一爐芯32的第二端及第二爐芯33的第二端與 爐頭40電性連接。在本實(shí)施方式中，側(cè)墻31與爐頭40圍成區(qū)域?yàn)榫匦?，第一爐芯32、第 二爐芯33呈“L”型，第一爐芯32與第二爐芯33電性連接后，整體構(gòu)成矩形爐芯。第一爐 芯32、第二爐芯33為由石墨粉組成的電阻式爐芯，第一爐芯32、第二爐芯33的形狀為扁平 狀。[0018]爐頭40包括爐墻41、第一固體石墨電極42、第一導(dǎo)電銅排43、第二固體石墨電極 44、第二導(dǎo)電銅排45、隔離壁46及支撐壁47。[0019]爐墻41與側(cè)墻31相連接，如此，爐墻41與側(cè)墻31圍成所述收容第一爐芯32、第 二爐芯33及用于生產(chǎn)碳化硅的原料的區(qū)域。其中，爐墻41與側(cè)墻31連接的面為內(nèi)側(cè)，與 連接側(cè)墻31的面相被的面為外側(cè)。在本實(shí)施方式中，爐墻41采用粘土磚砌成。在其他實(shí) 施方式中，爐墻41采用高鋁磚砌成。[0020]第一固體石墨電極42、第二固體石墨電極44嵌入爐墻41，且第一固體石墨電極42、第二固體石墨電極44的第一端對(duì)應(yīng)的與第一爐芯32的第二端及第二爐芯33的第二端 電性連接。第一固體石墨電極42、第二固體石墨電極44的第二端對(duì)應(yīng)的與第一導(dǎo)電銅排43、第二導(dǎo)電銅排45電性連接。第一導(dǎo)電銅排43、第二導(dǎo)電銅排45還對(duì)應(yīng)的與供電裝置 20的正、負(fù)極電性連接，以將供電裝置20產(chǎn)生的直流電提供給第一固體石墨電極42、第二 固體石墨電極44。[0021]隔離壁46設(shè)置在爐墻41的與側(cè)墻31接觸的側(cè)面上，且隔離壁46位于第一固體 石墨電極42、第二固體石墨電極44之間，以防止第一固體石墨電極42、第二固體石墨電極 44之間發(fā)生短路。其中，隔離壁46使用的磚塊采用絕緣、耐熱材料制成，例如，磚塊為粘土 磚、高鋁磚等。在本實(shí)施方式中，隔離壁46設(shè)置在爐墻41中心線內(nèi)側(cè)。[0022]支撐壁47設(shè)置在爐墻41的未與側(cè)墻31接觸的側(cè)面上，支撐壁47用于支撐爐墻 41，以防止因側(cè)墻31與爐頭40所圍成區(qū)域的用于生產(chǎn)碳化硅的原料50對(duì)爐墻41的推擠， 而造成爐墻41側(cè)倒。在本實(shí)施方式中，支撐壁47設(shè)置在爐墻41中心線外側(cè)。[0023]如圖2所示的另一較佳實(shí)施方式的串聯(lián)型雙爐芯碳化硅冶煉爐11的平面示意圖。 串聯(lián)型雙爐芯碳化硅冶煉爐11的組成部件與圖1中的串聯(lián)型雙爐芯碳化硅冶煉爐10的組 成部件完全相同，串聯(lián)型雙爐芯碳化硅冶煉爐11也包括供電裝置20、爐身30及爐頭40，與 圖1中的串聯(lián)型雙爐芯碳化硅冶煉爐10的區(qū)別在于側(cè)墻31為“U”形，第一爐芯32的第一 端、第二爐芯33的第一端都為弧形，第一爐芯32與第二爐芯33電性連接后，整體構(gòu)成“U” 形爐芯。[0024]上述串聯(lián)型雙爐芯碳化硅冶煉爐10、11，采用單爐頭設(shè)計(jì)，亦即，在一個(gè)爐頭上設(shè) 置用于與供電裝置20的正、負(fù)極連接的第一固體石墨電極42、第二固體石墨電極44，以完 成為串聯(lián)的第一爐芯32、第二爐芯33的供電，進(jìn)而使第一爐芯32、第二爐芯33發(fā)熱對(duì)原料 進(jìn)行冶煉以生成碳化硅。如此，縮短了大電路供電線路、減少供電線路電能損耗，降低碳化 硅冶煉單產(chǎn)能耗，同時(shí)節(jié)省了供電線路中母線、導(dǎo)電銅排的使用量。進(jìn)一步的，采用單側(cè)墻 設(shè)計(jì)，亦即，只使用側(cè)墻31與爐頭40圍成區(qū)域收容第一爐芯32、第二爐芯33及用于生產(chǎn)碳 化硅的原料，如此節(jié)省了一面?zhèn)葔?，同時(shí)由于側(cè)墻的減少，可以有效降低第一爐芯32、第二 爐芯33所產(chǎn)生的熱量的散失，提高串聯(lián)型雙爐芯碳化硅冶煉爐10、11的熱效率，繼而提高 碳化硅的品質(zhì)。
權(quán)利要求1.一種串聯(lián)型雙爐芯碳化硅冶煉爐，包括供電裝置、爐身及爐頭；供電裝置用于將高 壓電網(wǎng)提供的交流電轉(zhuǎn)換成合適的直流電，并將直流電提供給爐頭；其特征在于該爐身 包括側(cè)墻、第一爐芯、第二爐芯，側(cè)墻的兩端都與爐頭連接，第一爐芯、第二爐芯設(shè)置在側(cè)墻 與爐頭圍成區(qū)域內(nèi)，第一爐芯的第一端與第二爐芯的第一端電性連接，第一爐芯的第二端 及第二爐芯的第二端與爐頭電性連接；該爐頭包括爐墻、第一固體石墨電極、第二固體石墨 電極、第一導(dǎo)電銅排及第二導(dǎo)電銅排，第一固體石墨電極、第二固體石墨電極嵌入爐墻，且 第一固體石墨電極、第二固體石墨電極的第一端對(duì)應(yīng)的與第一爐芯的第二端及第二爐芯的 第二端電性連接，第一固體石墨電極、第二固體石墨電極的第二端對(duì)應(yīng)的與第一導(dǎo)電銅排、 第二導(dǎo)電銅排電性連接，第一導(dǎo)電銅排、第二導(dǎo)電銅排還對(duì)應(yīng)的與供電裝置的正、負(fù)極電性 連接以將供電裝置產(chǎn)生的直流電提供給第一固體石墨電極、第二固體石墨電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)型雙爐芯碳化硅冶煉爐，其特征在于該爐頭還包括隔 離壁，該隔離壁設(shè)置在爐墻中心線內(nèi)側(cè)，用于以防止第一固體石墨電極、第二固體石墨電極 之間發(fā)生短路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)型雙爐芯碳化硅冶煉爐，其特征在于該爐頭還包括支 撐壁，該支撐壁設(shè)置在爐墻中心線外側(cè)，用于支撐爐墻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)型雙爐芯碳化硅冶煉爐，其特征在于該側(cè)墻與爐頭圍 成區(qū)域?yàn)榫匦危谝粻t芯、第二爐芯呈“L”型，第一爐芯與第二爐芯電性連接后，整體構(gòu)成矩 形爐芯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)型雙爐芯碳化硅冶煉爐，其特征在于該側(cè)墻與爐頭圍 成區(qū)域?yàn)椤癠”形，該第一爐芯的第一端、第二爐芯的第一端都為弧形，第一爐芯與第二爐芯 電性連接后，整體構(gòu)成“U”形爐芯。
專利摘要一種串聯(lián)型雙爐芯碳化硅冶煉爐，其爐身包括與爐頭連接的側(cè)墻、設(shè)置在側(cè)墻與爐頭圍成區(qū)域內(nèi)的第一爐芯、第二爐芯。第一爐芯的第一端與第二爐芯的第一端電性連接，第一爐芯的第二端及第二爐芯的第二端與爐頭電性連接。爐頭包括爐墻、第一固體石墨電極、第二固體石墨電極、第一導(dǎo)電銅排及第二導(dǎo)電銅排。第一固體石墨電極、第二固體石墨電極嵌入爐墻，且第一固體石墨電極、第二固體石墨電極的第一端對(duì)應(yīng)的與第一爐芯、第二爐芯的第二端電性連接。第一固體石墨電極、第二固體石墨電極的第二端對(duì)應(yīng)的與第一導(dǎo)電銅排、第二導(dǎo)電銅排電性連接。
文檔編號(hào)C01B31/36GK201817286SQ201020563398
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月19日
發(fā)明者張海波, 強(qiáng)樹(shù)洪 申請(qǐng)人:平羅縣濱河碳化硅制品有限公司