一种碳化硅冶炼的循环冷却系统的制作方法

本实用新型属于碳化硅加工技术领域，涉及一种碳化硅冶炼的循环冷却系统。

背景技术：

碳化硅常通过无烟煤、石英砂等原料在电阻炉内高温冶炼而成。在碳化硅的冶炼过程中，尤其是对于装机容量较大的冶炼炉，炉头内的石墨电极和铝排在长期使用时会发生过热现象，影响冶炼炉的正常运转；同时，将大功率交流电转变为直流电的整流柜在长期的工作过程中会持续发热，因而也需要时刻进行降温冷却处理。一般来说，针对炉头和整流柜的降温处理都通过冷却水循环的方式实现，在大型碳化硅加工企业，循环水的管道常需埋于厂区内，而不断行驶于厂区内的大型装载运输车辆，常会破坏铺设循环水管道上方的薄层路面，同时，长期使用的循环水管道随着管内水温的不断变化，容易发生变形老化破裂等现象，影响循环冷却过程的顺利进行。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种碳化硅冶炼的循环冷却系统，综合利用水循环体系对炉头和整流柜进行及时降温，并延长循环水管的使用寿命，保证冶炼过程的有序进行。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案为：

一种碳化硅冶炼的循环冷却系统，包括水池、换热器、整流柜、冶炼炉、循环水管和地下管廊；冶炼炉包括第一炉头、第二炉头和炉身；循环水管包括第一出水管、第二出水管、第三出水管、第一进水管、第二进水管、第三进水管；水池的出水口处通过第一出水管与换热器的冷却水进口连通，换热器的冷却水出口通过第一进水管与水池的进水口处连通；水池的出水口处通过第二出水管与第一炉头内水箱的进水口连通，第一炉头内水箱的出水口通过第二进水管与水池的进水口处连通；水池的出水口处通过第三出水管与第二炉头内水箱的进水口连通，第二炉头内水箱的出水口通过第三进水管3与水池的进水口处连通；换热器的循环水出口通过管道与整流柜的冷却水进口连通，整流柜的冷却水出口通过管道与换热器的循环水进口连通；整流柜转变出的直流电的正极端、负极端，通过铝排分别与第一炉头内的石墨电极、第二炉头内的石墨电极电性连接；循环水管的管路均放置于混凝土浇筑的地下管廊内。

该循环冷却系统，还包括过滤器，过滤器安装于第一出水管的管路上，过滤器内填充的过滤介质为活性炭、焦炭、硅藻土或多孔陶瓷中的一种或几种；地下管廊的壁厚为20cm～50cm，地下管廊与地面的距离为0.3m～0.8m，地下管廊的通道上开设有检查口；循环水管的材质均为钢管，钢管为碳素钢管、不锈钢管或镀锌钢管中的一种。

利用本实用新型碳化硅冶炼循环冷却系统的有益效果为：通过综合利用水池和循环水管，实现炉头和整流柜的高效冷却；通过使用过滤器对循环水进行过滤处理，减少水中杂质对换热器的影响；通过限定循环水管的材质以及加固其外部的工作环境，延长管道的使用寿命，减少维修周期和成本，同时，使用混凝土浇筑地下管廊，在保证地面上大型运输车辆的正常行驶外，还可使安装于管廊内的循环水管利用地下的低温环境增强冷却效果；地下管廊的通道上开设的检查口，方便及时对管廊内的水管进行更换和检修；本系统在高效循环冷却的同时，使用周期更长，尤其适用于装机容量较大的碳化硅冶炼企业。

附图说明

图1为本实用新型碳化硅冶炼循环冷却系统的结构示意图；

图2为本实用新型地下管廊的结构示意图。

附图中的编码分别为：水池1、换热器2、整流柜3、冶炼炉4、第一炉头4-1、第二炉头4-2、炉身4-3、过滤器5、第一出水管6-1、第二出水管6-2、第三出水管6-3、第一进水管7-1、第二进水管7-2、第三进水管7-3、地下管廊8、检查口9。

具体实施方式

如图1及图2所示，一种碳化硅冶炼的循环冷却系统，包括水池1、换热器2、整流柜3、冶炼炉4、循环水管、过滤器5和地下管廊8；冶炼炉4包括第一炉头4-1、第二炉头4-2和炉身4-3；循环水管包括第一出水管6-1、第二出水管6-2、第三出水管6-3、第一进水管7-1、第二进水管7-2、第三进水管7-3；

水池1的出水口处通过第一出水管6-1与换热器2的冷却水进口连通，换热器2的冷却水出口通过第一进水管7-1与水池1的进水口处连通；水池1的出水口处通过第二出水管6-2与第一炉头4-1内水箱的进水口连通，第一炉头4-1内水箱的出水口通过第二进水管7-2与水池1的进水口处连通；水池1的出水口处通过第三出水管6-3与第二炉头4-2内水箱的进水口连通，第二炉头4-2内水箱的出水口通过第三进水管7-3与水池1的进水口处连通；换热器2的循环水出口通过管道与整流柜3的冷却水进口连通，整流柜3的冷却水出口通过管道与换热器2的循环水进口连通；整流柜3转变出的直流电的正极端、负极端，通过铝排分别与第一炉头4-1内的石墨电极、第二炉头4-2内的石墨电极电性连接；过滤器5安装于第一出水管6-1的管路上，过滤器5内填充的过滤介质为活性炭和焦炭。

循环水管的材质均为钢管，具体为碳素钢管，循环水管的管路均放置于混凝土浇筑的地下管廊8内，地下管廊8的壁厚为40cm，地下管廊8与地面的距离为0.5m，地下管廊8的通道上开设有检查口9。

本实用新型碳化硅冶炼循环冷却系统的使用过程为：首先，通过循环水泵带动水池1内的水从第一出水管6-1流出，经过过滤器5内过滤介质的过滤处理，进入换热器2的冷却水进口，流过换热器2再经过冷却水出口流出，通过第一进水管7-1循环至水池1内，实现对换热器2的冷却降温，并通过过滤器5减少水质对换热器2影响。其次，在超大功率的碳化硅冶炼炉中，其炉头内除了有固体石墨电极外，还有可为炉头降温的冷却水箱，因而，针对炉头的水循环过程为：通过循环水泵带动水池1内的水从第二出水管6-2流出，经过冶炼炉4第一炉头4-1内的水箱并对第一炉头4-1降温后，再通过第二进水管7-2循环至水池1内，同样，通过循环水泵带动水池1内的水从第三出水管6-3流出，经过冶炼炉4第二炉头4-2内的水箱并对第二炉头4-2降温后，再通过第三进水管7-3循环至水池1内。最后，换热器2的循环水出口通过管道与整流柜3的冷却水进口连通，整流柜3的冷却水出口通过管道与换热器2的循环水进口连通，形成一个闭合的循环体系，且该体系的管道内充满纯水，通过水泵带动体系内纯水的不断循环，从而为整流柜3降温。另外，整流柜3内转变出的直流电正负极通过铝排与第一炉头4-1和第二炉头4-2内的石墨电极连接，为冶炼炉4的加热冶炼提供电力；整套系统在运转过程中，通过水池1内水的不断循环，为体系中的炉头和整流柜3进行冷却降温，保证碳化硅冶炼的有序进行。

针对循环水管的使用，通过选用钢管作为循环水管并将其置于地下管廊8内，可有效保护水管、延长管道的使用寿命，减少针对管路的维修成本；将地下管廊采用混凝土一次性浇筑的形式制成一定厚度，并置于地下一定距离，可有效保证地面上的大型运输车辆正常行驶，同时，还可使安装于管廊内的循环水管利用地下的低温环境，进一步增强冷却效果，使水在管路流动过程中能够迅速冷却下来；地下管廊8通道上开设的检查口9，方便及时对管廊内的水管进行更换和检修；另外，在实际生产过程中，将处于同一位置、路线相同管路同时放置于同一区段的地下管廊8内，还可将这一区段中出现的铝排也放置其中，并与水管管路相隔一定距离，从而节省地下管廊8通道的修建长度，减少不必要的修建成本，为企业带来更好的经济效益。