一种惰性气氛下真空高温炉装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于真空反应设备技术领域，涉及一种惰性气氛下真空高温炉装置。
【背景技术】
[0002]传统的石墨炉为立式结构，内筒为不锈钢做成的圆筒，外壳为碳钢制成，内部采用石墨耐材，生产操作时采用真空抽吸。由于设备不能绝对密封，会有少量的空气泄漏，其中的氧气在尚温状态下极易氧化石墨耐材，减少寿命造成损失。
[0003]公开号为CN 102331175 A发明专利申请公开“一种高温真空烧结炉，包括炉架、滑动地设置于所述的炉架内的用于承载加工工件的工件车，驱动所述的工件车升降的升降机构、驱动所述的升降机构运动的具有电机轴的驱动电机，所述的升降机构包括具有驱动轴的减速机，所述的驱动电机驱动所述的驱动轴转动，所述的驱动轴伸出所述的炉架直接于所述的电机轴相连接”。但是该专利申请不能用于惰性气氛下还原生产冶金硅。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种惰性气氛下真空高温炉装置，在高温和惰性气体的保护下，用煤粉作还原剂还原生产冶金硅，避免设备和产品的氧化烧蚀，降低冶金硅的生产成本。
[0005]本实用新型惰性气氛下真空高温炉装置，包括密封室、物料仓和放空系统，密封室设有密封门，用于人员及物料进出。密封室内设有真空高温炉、进料器、真空栗、成品储罐和惰性气体控制器。真空高温炉与进料器、真空栗和成品储罐管路连接。密封室为全密闭结构，设有密封玻璃窗，便于观察，密封室内填充惰性保护气体，惰性气体控制器控制惰性气体的浓度和压力。真空高温炉为立式或卧式加热炉，真空高温炉的两头有密封盖，外部为钢壳结构，真空高温炉体内部砌筑耐火材料。物料仓通过输送设备连接到进料器，真空栗与放空系统连接。
[0006]惰性保护气体为氮、氦、氖、氩、氪或氙气。真空高温炉内设有电弧设备、电感应设备或等离子加热设备，用电弧、电感应或等离子加热，加热温度为800?3000°C。进料器为连续进料器或间歇进料器。密封室内压力为20?50mm水柱，通过惰性气体控制器调节，控制密封室内惰性保护气体的浓度和压力，保证气体微正压，低于下限开始补气、高于上限停止补气。耐火材料为酸性耐火材料、中性耐火材料或碱性耐火材料。酸性耐火材料为硅砖或粘土砖，中性耐火材料为刚玉、碳砖或石墨，碱性耐火材料为金属陶瓷。真空高温炉为真空石墨炉。
[0007]本实用新型用于生产高纯度冶金硅，也可用于炭素材料的石墨化加工、提纯煤炭和金属还原等。
[0008]本实用新型惰性气氛下真空高温炉装置，可以在800?3000°C的高温下，用煤粉还原冶金硅。反应罐采用真空高温炉，在惰性气体的保护下，避免了设备和产品的氧化烧蚀，采用低成本的煤粉做还原剂，大幅度降低了冶金硅的生产成本。采用惰性气体保护下的真空石墨炉，设备在真空状态下生产时，即使有少量泄漏也只是泄漏惰性气体，对设备的耐材没有损害，有利于延长耐材的使用寿命，减少设备费用。
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型惰性气氛下真空高温炉装置的流程示意图；
[0010]其中:1 一密封室、2—密封门、3—进料器、4一真空尚温炉、5—真空栗、6—成品储罐、7-惰性气体控制器、8—物料仓、9一输送设备、10—放空系统。
【具体实施方式】
[0011]下面结合实施例和附图对本实用新型进行详细说明。本实用新型保护范围不限于实施例，本领域技术人员在权利要求限定的范围内做出任何改动也属于本实用新型保护的范围。
[0012]本实用新型惰性气氛下真空高温炉装置如图1所示，包括密封室1、物料仓8和放空系统，密封室设有密封门2，用于人员及物料进出。密封室内设有真空高温炉4、进料器3、真空栗5、成品储罐6和惰性气体控制器7，物料仓通过输送设备连接到进料器，进料器为连续进料器，真空栗与放空系统连接。真空高温炉与进料器、真空栗和成品储罐管路连接。真空高温炉为立式或卧式加热炉，真空高温炉的两头有密封盖，外部为钢壳结构，真空高温炉体内部砌筑耐火材料，耐火材料为石墨。高温炉内设有电弧设备，用电弧加热，加热温度为800?3000°C。密封室(I)内压力为20?50mm水柱，通过惰性气体控制器7调节，控制密封室内惰性保护气体的浓度和压力，保证气体微正压，低于下限开始补气、高于上限停止补气。
[0013]密封室I为全密闭结构，留有人员及物料进出的密封门2、密封室的多个密封玻璃窗便于观察，室内填充惰性保护气体氮气，除检修人员外不进入室内。真空高温炉为立式或卧式加热炉，两头有密封盖，外部为钢壳内部有耐火材料砌筑，由电加热温度可以达到800?3000°C。整套装置自动化操作。混合预制好的氧化硅和煤粉的球团通过机械装置，进入室内由进料器连续定量加入到真空高温炉中，在真空高温炉内物料被加热到反应温度，分步发生化学反应:
[0014](I) Si0+2C = SiC+CO 反应温度 800 ?2200°C
[0015](2) SiC= Si + C 反应温度 2200 ?3000cC
[0016]通过控制反应温度，在2200°C以下发生第一个反应，挥发出来的主要是CO，第一个反应基本完成后温度升高到2200°C以上发生第二个反应，此时硅蒸汽挥发出来，经过真空栗抽吸冷凝得到高纯度硅粉，真空栗的出口接到室外，将尾气外排。惰性气体控制器控制密封室内惰性保护气体的浓度和压力，保证气体微正压20?50mm水柱，低于下限开始补气、高于上限停止补气。
【主权项】
1.一种惰性气氛下真空高温炉装置，其特征是:所述装置包括密封室(I)、物料仓(8)和放空系统(10)，所述密封室设有密封门(2)，密封室内设有真空高温炉(4)、进料器(3)、真空栗(5)、成品储罐(6)和惰性气体控制器(7);所述真空高温炉与进料器、真空栗和成品储罐管路连接；所述密封室为全密闭结构，设有密封玻璃窗，密封室内填充惰性保护气体，惰性气体控制器控制惰性气体的浓度和压力；所述真空高温炉为立式或卧式加热炉，真空高温炉的两头有密封盖，外部为钢壳结构，真空高温炉体内部砌筑耐火材料；物料仓通过输送设备连接到进料器，所述真空栗(5)与放空系统连接。2.根据权利要求1所述惰性气氛下真空高温炉装置，其特征是:所述惰性保护气体为氮、氦、氖、氩、氪或氣气。3.根据权利要求1所述惰性气氛下真空高温炉装置，其特征是:所述真空高温炉(4)内设有电弧设备、电感应设备或等离子加热设备，用电弧、电感应或等离子加热，加热温度为800 ?3000。。。4.根据权利要求1所述惰性气氛下真空高温炉装置，其特征是:所述进料器(3)为连续进料器或间歇进料器。5.根据权利要求1所述惰性气氛下真空高温炉装置，其特征是:所述密封室(I)内压力为20?50_水柱。6.根据权利要求1所述惰性气氛下真空高温炉装置，其特征是:所述耐火材料为酸性耐火材料、中性耐火材料或碱性耐火材料，所述酸性耐火材料为硅砖或粘土砖，所述中性耐火材料为刚玉、碳砖或石墨，所述碱性耐火材料为金属陶瓷。7.根据权利要求1所述惰性气氛下真空高温炉装置，其特征是:所述真空高温炉(4)为真空石墨炉。
【专利摘要】本实用新型涉及一种惰性气氛下真空高温炉装置，包括密封室、物料仓和放空系统，密封室设有密封门。密封室内设有真空高温炉、进料器、真空泵、成品储罐和惰性气体控制器。真空高温炉与进料器、真空泵和成品储罐管路连接。密封室为全密闭结构，设有密封玻璃窗，密封室内填充惰性保护气体，惰性气体控制器控制惰性气体的浓度和压力。真空高温炉为立式或卧式加热炉，真空高温炉的两头有密封盖，外部为钢壳结构，真空高温炉的炉体内部砌筑耐火材料。物料仓通过输送设备连接到进料器，真空泵与放空系统连接。本实用新型可在高温和惰性气体的保护下，用煤粉作还原剂还原生产冶金硅，避免设备和产品的氧化烧蚀，降低冶金硅的生产成本。
【IPC分类】F27D19/00, F27D11/08, F27D7/06, F27D11/06
【公开号】CN204787847
【申请号】CN201520428157
【发明人】贾会平
【申请人】石家庄新华能源环保科技股份有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年6月22日