[发明专利]一种碳化硅冶炼节能制备方法及节能型冶炼炉

说明书

本申请公开了一种碳化硅冶炼节能制备方法，将U型冶炼槽在地面以下用高强度耐火砖砌建成带通气道式的炉床，既可以保证冶炼炉的透气性，又能保证冶炼所需的保温性，减少了热损失。碳化硅冶炼至少需要4台炉体进行循环作业，每台冶炼炉都必须从变压器接入正负极电压，四台冶炼炉形成了大循环，母线线路长，损耗大，电能浪费严重。本方法将大循环中的每台电极加装开关，变成小循环线路，减少线路损耗。采用节能型整流柜对端网供电，供电稳定，可根据天气气温条件进行电流调节，节约电能，可使每吨碳化硅电耗下降100度。同时，本申请的冶炼炉，通过集气罩将产生的烟气进行收集后集中集中处理，可以避免经烟气直接排放导致的环境污染的问题。

技术领域

本申请涉及碳化硅冶炼领域，尤其涉及一种碳化硅冶炼节能制备方法及节能型冶炼炉。

背景技术

碳化硅由于其共价键结合的特点，烧结时的扩散速率相当低，即使在的2100℃的高温下，C和Si的自扩散系数也仅为1.5×10-10和2.5×10-13cm2/s，所以，很难采取通常离子键结合材料所用的单纯化合物常压烧结途径来制取高致密化材料，必须采用一些特殊的工艺手段或依靠第二相物质促进其烧结。

碳化硅很难烧结。其晶界能与表面能之比很高，不易获得足够的能量形成晶界而烧结成块体。碳化硅烧结时的扩散速率很低，其表面的氧化膜也起扩散势垒作用。因此，碳化硅需要借助添加剂或压力等才能获得致密材料。

目前，工业制备碳化硅全部采用电阻炉进行冶炼，且电阻炉设置在地面以上，保温效果较差，热损失严重，每吨碳化硅耗电量都在6000度以上，耗电量严重，反应速度慢，同时，将冶炼产生的烟气直接排放，不符合节能减排的要求。

发明内容

本申请提供了一种碳化硅冶炼节能制备方法及节能型冶炼炉，解决了现有技术中传统的冶炼方式保温效果差，热损失和耗电量严重以及不符合节能减排要求的问题。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种碳化硅冶炼节能制备方法，包括：

步骤一，在供电距离最近的地点开挖U型冶炼槽，在所述U型冶炼槽的墙体边用耐火砖砌成连通式管道通气到地面作为炉体使用；

步骤二，将炉体炉头处的石墨电极用工业糖稀砌成凹凸型导电体，四周用耐火材料压实筑牢以杜绝石墨电极外溢；

步骤三，将铜铁焊接组成的导电冷却装置安装至炉头石墨电极的突出部，且在不平处用石墨粉和工业糖稀混合物进行涂抹；

步骤四，将整流器安装在靠近变压器和U型冶炼槽处，且将整流器与所述变压器连接；

步骤五，将整流柜铝排上的正负极母牌分别接入所述导电冷却装置中的铜铁上；

步骤六，在所述U型冶炼槽内填充无烟煤和石英砂的混合物，物料布局至炉体炉头的导电石墨电极处，并用镂空隔板将两头电极隔离出来一条连接通道作为炉芯，在连接通道内填充石墨粉作为炉芯导电发热材料；

步骤七，炉芯发热体制作完成后，提出隔板，继续填充无烟煤和石英砂混合物至U型冶炼槽顶部；

步骤八，对导电冷却装置内注水循环，检查管道及导电冷却装置有无漏水现象，检查无误后进行通电冶炼；

步骤九，通电3小时进行点火，且在确保炉墙及炉体各通气道的可燃气体全部点燃，各供电参数稳定正常的情况下继续供电13天直至供电量达到620万度时停止供电；

步骤十，自然冷却24小时后，进行拆炉，提出炉墙，露出物料，对物料进行浇水冷却，待物料冷却后对物料进行清理，物料清理完毕后露出结晶体碳化硅产品。

优选地，所述U型冶炼槽的长为100米，宽为6米，深为2米。

优选地，在所述步骤十之后，还包括：