[go: up one dir, main page]

SU1201655A1 - Furnace for producing silicon carbide - Google Patents

Furnace for producing silicon carbide Download PDF

Info

Publication number
SU1201655A1
SU1201655A1 SU843721995A SU3721995A SU1201655A1 SU 1201655 A1 SU1201655 A1 SU 1201655A1 SU 843721995 A SU843721995 A SU 843721995A SU 3721995 A SU3721995 A SU 3721995A SU 1201655 A1 SU1201655 A1 SU 1201655A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
furnace
height
silicon carbide
electrode
charge
Prior art date
Application number
SU843721995A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Lev D Leonidov
Aleksandr M Ponimako
Vladimir A Grivko
Original Assignee
Vnii Abrazivov
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vnii Abrazivov filed Critical Vnii Abrazivov
Priority to SU843721995A priority Critical patent/SU1201655A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1201655A1 publication Critical patent/SU1201655A1/en

Links

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Description

Изобретение относится к конструкциям электрических печей для непрерывного получения карбида кремния и может быть использовано в абразивной и других отраслях промышленности.The invention relates to the construction of electric furnaces for continuous production of silicon carbide and can be used in abrasive and other industries.

Цель изобретения — повышение качества продукта и его выхода.The purpose of the invention is to improve the quality of the product and its output.

На чертеже представлена печь для получения карбида кремния, вертикальный разрез.The drawing shows a furnace for the production of silicon carbide, vertical section.

Печь для получения карбида кремния содержит футерованную огнеупорным материалом шахту 1 в виде стального цилиндрического кожуха 2; Шахта 1 содержит зону 3 подогрева, реакционную зону 4 и зону 5 охлаждения. Футеровка в конце зоны охлаждения выполнена с конусностью 5—7° для обеспечения более равномерного схода шихты.The furnace for producing silicon carbide contains a shaft 1 lined with refractory material in the form of a steel cylindrical casing 2; Mine 1 contains heating zone 3, reaction zone 4 and cooling zone 5. The lining at the end of the cooling zone is made with a taper of 5-7 ° to ensure a more uniform discharge of the charge.

Верхний электрод 6 аксиально установлен в шахте 1 печи и выполнен в виде круглого графитового или угольного стержня с возможностью осевого перемещения. Нижний кольцевой электрод 7 выполнен высотой, равной 0,3—0,5 внутреннего диаметра шахты печи, и установлен концентрично в боковых стенках шахты. Для размещения кольцевого электрода 7 в футеровке шахты выполнена кольцевая канавка 8. Графитовый токопровод 9 введен через боковые стенки шахты. Кольцевое пространство печи, ограниченное кольцевым электродом 7, представляет собой реакционную зону 4 печи. Высота зоны 3 подогрева составляет 4,5—5,5 высоты кольцевого электрода 7, т.е. реакционной зоны. В нижней части зоны 5 охлаждения размещено устройство 10 для разрушения блока готового продукта, выполненное в виде вращающихся оребренных дисков 11, и механизм 12 выгрузки продукта. Для загрузки шихты предусмотрено загрузочное отверстие 13 и механизм загрузки (на чертеже не показан). Для отвода отходящих газов служит патрубок 14.The upper electrode 6 is axially mounted in the shaft 1 of the furnace and made in the form of a circular graphite or carbon rod with the possibility of axial movement. The lower ring electrode 7 is made with a height equal to 0.3-0.5 of the internal diameter of the furnace shaft, and is mounted concentrically in the side walls of the mine. To accommodate the annular electrode 7 in the lining of the shaft is made annular groove 8. Graphite conductor 9 is introduced through the side walls of the mine. The annular space of the furnace, limited to the annular electrode 7, is the reaction zone 4 of the furnace. The height of the heating zone 3 is 4.5-5.5 heights of the annular electrode 7, i.e. reaction zone. In the lower part of the cooling zone 5, a device 10 is placed to destroy the block of the finished product, made in the form of rotating finned disks 11, and a mechanism 12 for unloading the product. To load the charge, there is a loading opening 13 and a loading mechanism (not shown). For exhaust gases is the pipe 14.

Выбранное соотношение высоты кольцевого электрода и внутреннего диаметра шахты печи позволяет повысить плотность тока в электродуговом пространстве, что обеспечивает более интенсивный резистивный нагрев шихты и более полное протекание реакции между компонентами. Этому способствует и то, что шихта в реакционную зону за счет увеличения высоты зоны подогрева поступает более нагретой (до 1100—1300°С),The selected ratio of the height of the annular electrode and the internal diameter of the furnace shaft allows to increase the current density in the electric arc space, which provides a more intense resistive heating of the charge and a more complete reaction between the components. This is facilitated by the fact that the mixture in the reaction zone by increasing the height of the heating zone comes more heated (up to 1100-1300 ° C),

При высоте кольцевого электрода менее 0,3 внутреннего диаметра шахты печи и малой протяженности зоны подогрева (менееWhen the height of the annular electrode is less than 0.3 of the internal diameter of the furnace shaft and the small length of the heating zone (less than

4,5—5,5 высоты кольцевого электрода) шихта практически не успевает нагреться до температуры реакции и полностью прореагировать, помимо этого наблюдается сплавление шихты с поверхностью электрода и прекращение непрерывного ее схода вдоль шихты. Выполнение кольцевого электрода4.5-5.5 heights of the ring electrode) The charge practically does not have time to warm up to the reaction temperature and fully react, in addition there is fusion of the charge with the electrode surface and termination of its continuous descent along the charge. Perform ring electrode

высотой более 0,5 внутреннего диаметра шахты печи и зоны подогрева высотой болееwith a height of more than 0.5 of the internal diameter of the furnace shaft and the heating zone with a height of more than

4,5—5,5 высоты кольцевого электрода приводит к снижению плотности тока настолько, что реакция между компонентами при стехиометрическом их соотношении становится практически невозможной.4.5-5.5 height of the ring electrode leads to a decrease in current density so that the reaction between the components with their stoichiometric ratio becomes almost impossible.

Печь для получения карбида кремния работает следующим образом.The furnace for the production of silicon carbide works as follows.

Гранулированная шихта, состоящая из кварцевого песка и кокса, взятых в стехиометрическом соотношении, непрерывно подается в зону подогрева, где нагревается отходящими газами реакции до 1100—1300°С и поступает в кольцевое пространство между верхним электродом 6 и кольцевым электродом 7, т.е. в реакционную зону 4 . В этой зоне нагрев шихты осуществляется в комбинированном резистивно-дуговом режиме при прохождении электрического тока по цепи верхний электрод — шихта — кольцевой электрод. Температура в реакционной зоне повышается' до 2000°С и выше, при этом в зоне кольцевого электрода она ниже, чем в зоне верхнего электрода. В результате этого в зоне кольцевого электрода образуется слой мелкокристаллического карбида кремния, который является более рыхлым и слабым. Под давлением столба шихты этот пристеночный слой разрушается и не препятствует продвижению блока карбида кремния вдоль шахты.The granulated mixture consisting of quartz sand and coke, taken in a stoichiometric ratio, is continuously fed to the preheating zone, where it is heated by the reaction exhaust gases to 1100–1300 ° C and enters the annular space between the upper electrode 6 and the annular electrode 7, i.e. to reaction zone 4. In this zone, the charge is heated in a combined resistive-arc mode with the passage of electric current through the circuit of the upper electrode - charge - ring electrode. The temperature in the reaction zone rises to 2000 ° C and higher, while in the zone of the ring electrode it is lower than in the zone of the upper electrode. As a result, a layer of fine-crystalline silicon carbide is formed in the area of the ring electrode, which is looser and weaker. Under pressure of the charge column, this near-wall layer is destroyed and does not interfere with the progress of the silicon carbide block along the shaft.

При прохождении шихтой кольцевого пространства высотой 0,3—0,5 внутреннего диаметра шахты печи практически полностью заканчивается восстановление диоксида кремния до карбида. Блок готового продукта проходит зону охлаждения с охлаждающими устройствами (на чертеже не показаны), в нижней ее части разрушается вращающимися оребренными дисками 11 и механизмом 12 выгрузки продукта непрерывно выводится из печи.With the passage of the charge of the annular space with a height of 0.3–0.5 of the internal diameter of the furnace shaft, the reduction of silicon dioxide to carbide is almost completely completed. The block of the finished product passes the cooling zone with cooling devices (not shown in the drawing), in its lower part it is destroyed by rotating finned discs 11 and the product unloading mechanism 12 is continuously removed from the furnace.

Регулирование тепловой нагрузки печи осуществляется с помощью печного трансформатора (на чертеже не показан), а также путем осевого перемещения верхнего электрода 6.Regulation of the heat load of the furnace is carried out using a furnace transformer (not shown), as well as by axial movement of the upper electrode 6.

Изобретение позволяет повысить выход карбида кремния на 6—7%, при этом продукт получают крупнокристаллическим, практически без непрореагировавшей шихты и с незначительным содержанием примесей углеродсодержащего компонента. Получаемый карбид кремния, предназначенный для абразивной промышленности, не нуждается в операции сортировки его с целью отделения непрореагировавшей шихты, осуществляемой в настоящее время еще вручную, и таким образом значительно сокращаются трудозатраты и повышается культура производства.The invention allows to increase the yield of silicon carbide by 6-7%, while the product is obtained co-crystalline, with virtually no unreacted charge and with a low content of impurities of the carbon-containing component. The resulting silicon carbide, intended for the abrasive industry, does not require sorting it with the aim of separating the unreacted charge, which is currently carried out manually, and thus significantly reduces labor costs and increases the production culture.

Использование шихты стехиометрического состава позволяет на 10—15% сократитьThe use of the stoichiometric charge makes it possible to reduce by 10–15%

расход нефтяного кокса.petroleum coke consumption.

Claims (2)

ПЕЧЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБИДА КРЕМНИЯ, содержащая футерованную огнеупорным материалом шахту с зонами подогрева, реакционной и охлаждения, аксиально установленный в шахте печи верхний электрод, нижний кольцевой электрод и механизмы загрузки и выгрузки, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества продукта и его выхода, кольцевой электрод выполнен высотой, равной 0,3— 0,5 внутреннего диаметра шахты печи, а высота зоны подогрева составляет 4,5—5,5 высоты кольцевого электрода.FURNACE FOR PRODUCING SILICON CARBID containing a refined, lined mine with heating, reaction and cooling zones, an upper electrode axially mounted in the furnace shaft, a lower ring electrode and loading and unloading mechanisms, characterized in that, in order to improve the quality of the product and its output, the annular electrode is made with a height equal to 0.3— 0.5 internal diameter of the furnace shaft, and the height of the heating zone is 4.5—5.5 of the height of the annular electrode. 12016551201655 1212 22 1one 12016551201655
SU843721995A 1984-04-04 1984-04-04 Furnace for producing silicon carbide SU1201655A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843721995A SU1201655A1 (en) 1984-04-04 1984-04-04 Furnace for producing silicon carbide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843721995A SU1201655A1 (en) 1984-04-04 1984-04-04 Furnace for producing silicon carbide

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1201655A1 true SU1201655A1 (en) 1985-12-30

Family

ID=21111777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843721995A SU1201655A1 (en) 1984-04-04 1984-04-04 Furnace for producing silicon carbide

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1201655A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0975926B1 (en) Method and calcining furnace for electric calcining of carbonaceous material
CA1244656A (en) Processes and appparatus for the smelting reduction of smeltable materials
US2178773A (en) Silicon carbide and manufacture thereof
IE51313B1 (en) Process for the preparation of an intermediate containing silicon dioxide and carbon
US3203681A (en) Method for heat treatment of powdered raw meterial
EP0976840B1 (en) Method of operating rotary hearth furnace for reducing oxides
US4756748A (en) Processes for the smelting reduction of smeltable materials
US6749664B1 (en) Furnace hearth for improved molten iron production and method of operation
SU1201655A1 (en) Furnace for producing silicon carbide
EP0332709B1 (en) Externally heated rotary kiln
US3661562A (en) Reactor and method of making aluminum-silicon alloys
US3167420A (en) Production of metals or alloys from ores
RU2396498C1 (en) Device for high-temperature treatment of carbon materials (electro-calcinator)
GB1532204A (en) Cupola furnace and a method for the melting and refining of cement copper
US2681943A (en) Furnace for treating material with corrosive gas
US2143001A (en) Producing phosphorus
US3603571A (en) Apparatus for melting scrap metal
US3403213A (en) Electric furnace having refractory brick of specific composition in the critical wear areas
US2681854A (en) Method and apparatus for smelting hydrogen-reducible ores
RU2055284C1 (en) Gas cupola
JP2655864B2 (en) Method for producing high reduced chromium ore powder
US3010793A (en) Electric furnace silicon tetrachloride process
KR20010024881A (en) Method for reducing iron oxides and installation therefor
SU654846A1 (en) Electric calcinator
US2253470A (en) Chlorination of titanium bearing materials