一种自动化碳化硅冶炼炉的制作方法

本实用新型涉及碳化硅冶炼技术领域，尤其涉及一种自动化碳化硅冶炼炉。

背景技术：

现有的碳化硅冶炼炉包括供电装置、炉身及炉头。供电装置用于将高压电网提供的交流电进行降压，将降压后的交流电转换成合适的直流电，并将直流电提供给炉头。炉头上设有固体石墨电极及与固体石墨电极电性连接导电铜排，导电铜排与供电装置电性连接以将供电装置产生的直流电提供给固体石墨电极。炉身内设有由石墨粉组成的电阻式炉芯，将由石英砂及无烟煤组成的混合物均匀装于电阻式炉芯周围，电阻式炉芯与炉头的固体石墨电极电性接触。如此，利用通有直流电的电阻式炉芯所产生的高温对混合物进行加热，以形成碳化硅。

然而，随着碳化硅冶炼炉的装机容量不断增大，炉头内的固体石墨电极会出现过热氧化、炉头的电铜排出现过热熔化问题，致使碳化硅冶炼炉不能正常冶炼碳化硅。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种自动化碳化硅冶炼炉。

本实用新型是通过以下技术方案实现：

一种自动化碳化硅冶炼炉，包括供电装置、炉身和炉头，所述炉头中设有固体石墨电极及与固体石墨电极电性连接导电铜排，所述导电铜排与供电装置电性连接以将供电装置产生的直流电提供给固体石墨电极，所述炉身内设有由石墨粉组成的电阻式炉芯，所述电阻式炉芯与炉头的固体石墨电极电性接触，还包括具有出水管道及进水管道的水循环装置，所述炉头上设置具有进水口及出水口的冷却部，所述水循环装置的出水管道与冷却部的进水口连接、水循环装置的进水管道与冷却部的出水口连接以使水流过冷却部，冷却部利用流过的水吸收炉头产生的热量，所述进水管道和出水管道上均设有PLC控制器，

所述供电装置连接有蓄电池，所述蓄电池连接有太阳能发电装置，所述供电装置用于将蓄电池提供的交流电转换成合适的直流电，并将直流电提供给炉头；

所述的炉身由内炉体和外炉体组成，在所述内炉体和外炉体之间设有磁力加热层，在所述外炉体外侧还设有绝缘层。

进一步的，还包括有控制装置，所述控制装置与PLC控制器之间通过无线通信网络通讯连接。

进一步的，所述炉头还包括固定螺杆及两个导电铜排，该冷却部为水箱，所述固体石墨电极的相背两侧对应的依次设置导电铜排、水箱，固定螺杆将固体石墨电极、导电铜排、水箱固定在一起，所述水箱上设置进水管、出水管，所述水箱的进水管与水循环装置的出水管道连接、出水管与循环装置的进水管道连接。

进一步的，所述炉头还包括炉墙、电极冷却压板构件、固定螺杆及两个导电铜排；

所述固体石墨电极的第一端部嵌入炉墙，且与炉身内的电阻式炉芯电性连接，所述固体石墨电极的第二端部外露在炉墙外，所述固体石墨电极的第二端部相背两侧对应的设置导电铜排，固定螺杆用于将固体石墨电极、导电铜排固定在一起，所述固体石墨电极的第二端部上开设有一收容槽，固体石墨电极的第一端部内靠近收容槽处设置一卡槽；

所述电极冷却压板构件包括压板、进水管、连接组件及出水管，连接组件包括连接螺杆及连接挂板；

所述压板上具有供进水管插入的第一通孔及供出水管插入的第二通孔，以及供连接螺杆穿过的固定通孔，进水管的一端与第一通孔连接，进水管的另一端与水循环装置的出水管道连接，出水管的一端与第二通孔连接，出水管的另一端与循环装置的进水管道连接；

将所述连接挂板装入固体石墨电极的卡槽中，且将连接螺杆穿过固定通孔后与卡槽中的接挂板连接，以将压板安装在固体石墨电极的第二端部，如此压板、进水管、出水管及固体石墨电极第二端部上的收容槽构成所述冷却部。

进一步的，所述炉头还包括两个水箱；该导电铜排上对应的设置该水箱，该固定螺杆用于将固体石墨电极、导电铜排、水箱固定在一起；水箱上设置进水管、出水管，水箱的进水管与水循环装置的出水管道连接、出水管与循环装置的进水管道连接。

进一步的，所述电极冷却压板构件的进水管的一端、出水管的一端通过焊接的方式对应的与该电极冷却压板构件的压板的第一通孔、第二通孔相固定。

进一步的，所述的绝缘层采用聚氨酯泡沫塑料材料制成。

进一步的，所述的外炉体采用保温材料制成。

进一步的，所述的内炉体采用不锈钢材料制成。

与现有的技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型利用上述自动化碳化硅冶炼炉冶炼碳化硅时，设置在碳化硅冶炼炉炉头上的冷却部的进水口与水循环装置的出水管道连接、出水口与水循环装置的进水管道连接以使水循环装置中的水流过冷却部，冷却部利用流过的水吸收炉头产生的热量，从而降低炉头中固体石墨电极及电铜排的温度，进而避免发生固体石墨电极过热氧化及电铜排出现过热熔化的问题，保证碳化硅冶炼炉能正常冶炼碳化硅，且冶炼炉通过磁力加热层对内炉体进行加热，加热效果更好，同时外炉体采用保温材料制成，对炉体内起到一个保温的作用，其操作简便，结构简单，省时省力，节能环保，减轻了工作人员的工作难度，有利于推广应用。

附图说明

图1为本实用新型的功能模块示意图；

图2为图1中炉头的结构示意图；

图3为图2中炉头的剖面示意图；

图4为图1中炉身的剖面示意图。

图中：1、内炉体；2、外炉体；3、磁力加热层；4、绝缘层；10、冶炼炉；20、供电装置；30、第一炉头；31、炉墙；32、固体石墨电极；321、收容槽；322、卡槽；33、电极冷却压板构件；331、压板；3311、第一通孔；3312、第二通孔；3313、固定通孔；332、进水管；333、连接组件；3331、连接螺杆；3332、连接挂板；334、出水管；34、水箱；35、固定螺杆；36、导电铜排；40、第二炉头；50、炉身；60、水循环装置。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1至图4所示的一种自动化碳化硅冶炼炉10，包括供电装置20、炉身50、第一炉头30和第二炉头40。第一炉头30与供电装置20的正极连接，第二炉头40与供电装置20的负极连接，第一炉头30、第二炉头40对应的加在炉身50的两端，第一炉头30、第二炉头40还与水循环装置60连接。其中，第一炉头30与第二炉头40的结构完全相同，以下以第一炉头30为例介绍炉头结构。

所述第一炉头30包括炉墙31、固体石墨电极32、电极冷却压板构件33、水箱34、固定螺杆35及导电铜排36。在本实施方式中，第一炉头30包括四个固体石墨电极32、四个电极冷却压板构件33、两个水箱34、三个固定螺杆35及两个导电铜排36。四个固体石墨电极32构成一个大电极，大电极的相背两侧对应的依次设置导电铜排36、水箱34。利用三个固定螺杆35将四个固体石墨电极32、导电铜排36、水箱34固定在一起。其中，水箱34上设置进水管342、出水管344，进水管342与水循环装置60的出水管道连接、出水管344与循环装置60的进水管道连接。如此，水箱34作为一冷却部，水循环装置60将温度低的水从水箱34的进水管342输送到水箱34内，利用温度低的水吸收固体石墨电极32、导电铜排36产生的热量，水循环装置60从水箱34的出水管344将水箱34内吸收固体石墨电极32、导电铜排36产生的热量后的水输出。所述进水管道332和出水管道334上均设有PLC控制器。

所述供电装置20连接有蓄电池，所述蓄电池连接有太阳能发电装置，所述供电装置20用于将蓄电池提供的交流电转换成合适的直流电，并将直流电提供给炉头。

所述的炉身50由内炉体1和外炉体2组成，在所述内炉体1和外炉体2之间设有磁力加热层3，在所述外炉体2外侧还设有绝缘层4。

还包括有控制装置，所述控制装置与PLC控制器之间通过无线通信网络通讯连接。

大电极的每个固体石墨电极32的第一端部都嵌入炉墙31，且与炉身50内的由石墨粉组成的电阻式炉芯电性连接。每个固体石墨电极32的第二端部外露在炉墙31外。

每个固体石墨电极32的第二端部上开设有一收容槽321。固体石墨电极32的第一端部内靠近收容槽321处设置一卡槽322。

电极冷却压板构件33包括压板331、进水管332、连接组件333及出水管334。连接组件333包括连接螺杆3331及连接挂板3332。压板331上具有供进水管332插入的第一通孔3311及供出水管334插入的第二通孔3312，以及供连接螺杆3331穿过的固定通孔3313。将连接挂板3332装入固体石墨电极32的卡槽322中，且将连接螺杆3331穿过固定通孔3313后与卡槽322中的接挂板3332连接，以将压板331安装在固体石墨电极32的第二端部。压板331将固体石墨电极32的第二端部的收容槽321遮盖，且收容槽321通过压板331的第一通孔3311、第二通孔3312与外界连通。进水管332的一端、出水管334的一端通过焊接的方式对应的与压板331的第一通孔3311、第二通孔3312相固定，进水管332的另一端、出水管334的另一端对应的与水循环装置60的出水管道、进水管道连接。

在本实施方式中，进水管332穿过第一通孔3311且延伸至收容槽321内。如此，由压板331、进水管332、出水管334及固体石墨电极32第二端部上的收容槽321构成一冷却部，水循环装置60将温度低的水从冷却部的进水管332输送到冷却部的收容槽321内，利用温度低的水吸收固体石墨电极32、导电铜排36产生的热量，水循环装置60从冷却部的出水管334将冷却部的收容槽321内吸收固体石墨电极32、导电铜排36产生的热量后的水输出。利用上述碳化硅冶炼炉10冶炼碳化硅时，设置在超大功率碳化硅冶炼炉10炉头30上的冷却部的进水口与水循环装置60的出水管道连接、出水口与水循环装置60的进水管道连接以使水循环装置60中的水流过冷却部，冷却部利用流过的水吸收固体石墨电极32、导电铜排36产生的热量，从而降低炉头30中固体石墨电极32及导电铜排36的温度，进而避免发生固体石墨电极32过热氧化及导电铜排36出现过热熔化的问题，保证碳化硅冶炼炉10能正常冶炼碳化硅。

综上所述，本实用新型利用上述自动化碳化硅冶炼炉冶炼碳化硅时，设置在碳化硅冶炼炉炉头上的冷却部的进水口与水循环装置的出水管道连接、出水口与水循环装置的进水管道连接以使水循环装置中的水流过冷却部，冷却部利用流过的水吸收炉头产生的热量，从而降低炉头中固体石墨电极及电铜排的温度，进而避免发生固体石墨电极过热氧化及电铜排出现过热熔化的问题，保证碳化硅冶炼炉能正常冶炼碳化硅，且冶炼炉通过磁力加热层对内炉体进行加热，加热效果更好，同时外炉体采用保温材料制成，对炉体内起到一个保温的作用，其操作简便，结构简单，省时省力，节能环保，减轻了工作人员的工作难度，有利于推广应用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。