[实用新型]悬空式冶炼炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种冶炼炉，更具体地，涉及一种用于冶炼绿质碳化硅的悬空式冶炼炉。

背景技术

碳化硅是由碳原子和硅原子相结合形成的强共价键化合物材料，特殊的结构使碳化硅具有与金刚石相媲美的硬度和磨切性，还具有耐高温、耐强酸强碱、耐腐蚀、耐氧化等性质。目前，碳化硅被广泛应用在高级陶瓷制品材料、重要电工电子材料、航空航天材料、高精度研磨材料、密封材料、阀体材料、涂层材料和环保材料等行业，使碳化硅形成了强大的产业链。

这其中，绿质碳化硅由于纯度高、硬度大而被视为碳化硅中的极品。由于在我国太阳能发电正在蓬勃发展，而绿质碳化硅与光伏产业发展息息相关，因此，绿质碳化硅甚至被誉为“现代工业齿轮”。

多年来，碳化硅冶炼主要采用的方法一直是Acheson法，其实质是一种直形Acheson合成炉，在该炉中让大电流通过石墨质炉芯产生高温使炉芯周围按一定比例配置的碳质原料和硅质原料发生碳热反应生成SiC结晶。Acheson合成炉发展中形成两种炉型，即，固定炉和活动炉，其中，活动炉在生产过程中变压器及母线固定但炉体移动，而固定炉在生产过程中变压器、母线和炉体均不移动。相比于活动炉，固定炉占地面积小、设备投入少、工业稳定、单位产品电耗低、生产成本低，而且固定炉可实现炉体大型化而活动炉无法做到，因此从各方面性能来看固定炉明显优于活动炉，因此，固定炉成为碳化硅冶炼炉的发展方向。

传统Acheson炉制备碳化硅具有原料便宜、工艺简单、易于实现工业化生产等特点。但其热效率低、能耗高、污染严重、产品附加值较低，难以生产高附加值产品。因此，对于传统生产工艺的改进是Acheson法的主要发展方向。

1973年德国的Elektro-Sebmelzwerk Kenaten公司(下文简称ESK)开发了一种“山”形炉，这是一种露天设置的固定炉，没有端墙也没有侧墙。外表看来仅是一个堆成小山形的料堆，故名为“山”形炉。与普通直形炉相比，山形炉在结构上的优点在于节省材料、造价低；电极脱离高温，可以长久使用；所有输电装置都在地上，比较安全可靠；便于采用炉罩收集炉气以减少环境污染。然而，山形炉的缺点在于占地面积大、露天作业劳动条件差，处理乏料的数量庞大。

美国通用磨料公司在ESK工业的基础上设计出一种变体，即，将固定炉设计成没有端墙和侧墙地环形炉，其中长达122米的环形炉安装在合成炉车间内，用抽气管道从中收集合成尾气。

ESK工业及其变体不但可以使能耗明显降低，同时也有效保护了环境。但由于整体设施造价太高，而且没有解决喷炉等生产安全问题，所以很难推广。

我国早在1949年6月就已经研制成功碳化硅，并在1951年6月建成第一台制造碳化硅的工业炉。然而，多年来，我们国家的研究重点主要放在对于碳化硅工艺的调整和反应机理的探讨上，而较少关注对于炉体的改造。

事实上，在现有技术中，针对碳化硅冶炼所主要采用的Acheson法，对于炉体的结构设计也并没有明显改进。通常的生产炉型都是依地而起。经研究发现，冶炼炉的侧面没有热量损失，热量部分从底部损失。因此，在碳化硅生产过程中，炉内压力不可避免地主要在炉体两侧及上部分散，炉体的自由面也都集中在炉体两侧及上部，由此造成频繁喷炉现象，给生产带来极大损失。这不仅造成物料的浪费，还会引起安全事故。由于炉型依地而起，反应中食盐外溢，增加了整体送电的不稳定性，大量食盐分布于炉芯周围，在炉料中构成多重并联电路，因此对大电流进行了分流，从而降低了有效电流，同时对炉芯电极的石墨化程度趋于不可测，导致电流传送的不可控。再者，不可避免地会对反应焙烧料造成不同程度的污染，增加后续的水洗物料量，使得回炉配煤量增加，由此使成本也相应地大为增加，进而影响整个冶炼的顺利进行，最终影响到企业的发展。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种改进的碳化硅冶炼炉来克服现有技术中的缺陷，确保在碳化硅冶炼反应过程中杜绝漏电、增强透气性，并由此降低生产成本。

特别地，本实用新型提供一种悬空式冶炼炉，包括：支柱；两条经炉条，铺设在支柱上；多条纬炉条，每条纬炉条的两个端部分各自搭接固定在两条经炉条上，每条纬炉条的中央部分承接炉底，在纬炉条的端部分上固定安装炉墙。

优选地，在炉墙中的相对的两面炉墙的顶部有吊环，以便通过吊环与特定吊钩配合来对炉墙进行拆卸。

优选地，炉底上铺满内衬，例如铺高铝砖，从而使炉底物料的透气性变得均衡，进而稳定反应气体的流向。

优选地，多条纬炉条在两条经炉条上等距排布，从而使炉体在纬炉条上受力均匀。