一种碳化硅冶炼系统的制作方法

1.本发明涉及碳化硅冶炼技术领域，尤其涉及一种碳化硅冶炼系统。


背景技术：

2.碳化硅是一种用途广泛的原材料，一般以石英砂、石油焦为原料在冶炼炉(艾奇逊炉)内高温冶炼而成，现在的碳化硅冶炼装置(如申请号201911130886.0中公开的一种高效环保的碳化硅冶炼炉)在冶炼之初，需要将原料按照一定比例进行混合并搅拌均匀，再投入冶炼炉内进行冶炼，冶炼完成后需要等待冶炼炉内的碳化硅冷却，当冷却完毕后，工人进入炉体内清理晶筒周围的保温料，并挖出晶筒，整个过程没有形成一套完善的冶炼体系，各个环节比较分散、均需要依靠人工操作，不仅导致人力成本的增加，而且效率也相对低下，同时碳化硅在冶炼过程中产生的烟尘以及废气也没有得到有效的处理。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种碳化硅冶炼系统，解决现有技术中碳化硅的冶炼过程没有形成一套完善的冶炼体系，各个环节比较分散、均需要依靠人工操作，不仅导致人力成本的增加，而且效率也相对低下，同时碳化硅在冶炼过程中产生的烟尘以及废气也没有得到有效的处理的技术问题。
4.为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种碳化硅冶炼系统,包括：
5.至少一冶炼炉，各个所述冶炼炉并排设置；
6.混料机构，所述混料机构用于将若干种原料混合成均匀的混合料；
7.投取料机构，所述投取料机构设置于所述冶炼炉的上方、用于将所述冶炼炉内的保温料取出，所述投取料机构的进料端与所述混料机构的出料端连通，以向所述冶炼炉内投放混合料；
8.晶筒转运机构，所述晶筒转运机构用于起吊并转运各个所述冶炼炉内的晶筒；
9.烟尘处理机构，所述烟尘处理机构用于收集并处理所述冶炼炉在工作过程中产生的烟尘；
10.废气处理机构，所述废气处理机构用于收集并处理所述冶炼炉在工作过程中产生的废气。
11.进一步的，相邻所述冶炼炉之间的间距为70cm-80cm，且各个所述冶炼炉的侧壁上均开设有若干个排气口。
12.进一步的，所述混料机构包括至少两个料罐、至少两个配料机、混料机及输送机构，各个所述料罐内分别用于储存不同的粉料，各个所述配料机分别设置于相对应的所述料罐的正下方，所述配料机的进料端与所述料罐的出料端连通、并用于称重粉料，所述混料机的进料端与各个所述配料机的出料端均连通、并用于混合粉料，所述输送机构的进料端与所述混料机的出料端连通，所述输送机构的出料端与所述投取料机构的进料端连通。
13.进一步的，所述输送机构倾斜设置，且所述输送机构的出料端高于所述输送机构
的进料端。
14.进一步的，所述投取料机构包括进料纵向输送带、出料纵向输送带、第一行走机构、第二行走机构、进料横向输送带、出料横向输送带、升降机构、转动驱动机构及出炉机，所述进料纵向输送带与所述出料纵向输送带分别沿着所述冶炼炉的长度方向固定设置于所述冶炼炉的两侧，所述进料纵向输送带位于所述输送机构的出料端的正下方，所述第一行走机构可沿着所述冶炼炉的长度方向移动，所述第二行走机构设置于所述第一行走机构上、并可沿着所述冶炼炉的宽度方向移动，所述进料横向输送带与所述出料横向输送带分别沿着所述冶炼炉的宽度方向固定于所述第一行走机构上，所述进料横向输送带的进料端位于所述进料纵向输送带的正下方，所述出料横向输送带的出料端位于所述出料纵向输送带的正上方，所述升降机构固定于所述第二行走机构上，所述转动驱动机构固定于所述升降机构上，所述转动驱动机构与所述出炉机固定连接、并用于驱动所述出炉机正转或者反转，当所述出炉机正转时，所述出炉机的上端为进料端、并与所述进料横向输送带的出料端连通，所述出炉机的下端为出料端、并用于向所述冶炼炉内投料，当所述出炉机反转时，所述出炉机的下端为进料端、并用于将所述冶炼炉内的保温料取出，所述出炉机的上端为出料端、并与所述出料横向输送带的进料端连通。
15.进一步的，所述出炉机为链斗式投取料一体机。
16.进一步的，所述晶筒转运机构包括晶筒起吊机构及至少一转运小车，所述晶筒起吊机构设置于所述冶炼炉的上方、并用于起吊各个所述冶炼炉内的晶筒，各个所述转运小车分别设置于相邻所述冶炼炉之间、并可沿着所述冶炼炉的长度方向移动，所述转运小车上用于放置并转运晶筒。
17.进一步的，所述晶筒起吊机构包括两个第三行走机构、两个抓具及两个吊具，各个所述第三行走机构均可沿着所述冶炼炉的长度方向或者宽度方向移动，两个所述抓具分别用于抓取或者松开晶筒的两端，两个所述吊具分别固定于相对应的所述第三行走机构上、并分别用于起吊相对应的所述抓具。
18.进一步的，所述烟尘处理机构包括至少一集气罩、第一吸风机及烟尘净化设备，各个所述集气罩分别滑动罩设于相对应的所述冶炼炉上、用于在所述冶炼炉的上方形成一密闭的集气腔，各个所述集气罩均可沿着所述冶炼炉的长度方向移动，所述第一吸风机的进口端与各个所述集气罩的出口端均连通，所述烟尘净化设备的进口端与所述第一吸风机的出口端连通。
19.进一步的，所述废气处理机构包括集气管、第二吸风机及废气处理设备，所述集气管的进口端与各个所述冶炼炉的排气口均连通，所述第二吸风机的进口端与各个所述集气管的出口端均连通，所述废气处理设备的进口端与所述第二吸风机的出口端连通。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果包括：将冶炼碳化硅所需的石英砂、石油焦等加入混料机构内，混料机构可以将这些原料混合成均匀的混合料，混合料被输送至投取料机构内，并通过投取料机构将混合料投放至各个冶炼炉内，当碳化硅冶炼完成后，通过投取料机构可以将各个冶炼炉内的保温料取出，当保温料取完后，再通过晶筒转运机构可以将各个冶炼炉内的晶筒起吊后并从冶炼炉内转运出，另外，通过烟尘处理机构可以收集并处理冶炼炉在工作过程中产生的烟尘，通过废气处理机构可以收集并处理冶炼炉在工作过程中产生的废气，本发明中，碳化硅的整个冶炼过程形成了一套完善的冶炼体系，各个环节之
间相互配合，向冶炼炉内投料、保温料的取出以及晶筒的取出不再需要依靠人工操作，不仅降低了人力成本，而且也提高了冶炼效率，同时碳化硅在冶炼过程中产生的烟尘以及废气也可以得到有效的处理，不会对周围的空气造成污染。
附图说明
21.图1是本发明提供的一种碳化硅冶炼系统的结构示意图；
22.图2是图1中的一种碳化硅冶炼系统省略掉混料机构、烟尘处理机构和废气处理机构后的结构示意图；
23.图中：100-冶炼炉、110-排气口、200-混料机构、210-料罐、220-配料机、230-混料机、240-输送机构、300-投取料机构、310-进料纵向输送带、320-出料纵向输送带、330-第一行走机构、340-第二行走机构、350-进料横向输送带、360-出料横向输送带、370-升降机构、380-转动驱动机构、390-出炉机、400-晶筒转运机构、410-晶筒起吊机构、411-第三行走机构、412-抓具、413-吊具、420-转运小车、500-烟尘处理机构、510-集气罩、511-集气腔、520-第一吸风机、530-烟尘净化设备、600-废气处理机构、610-集气管、620-第二吸风机、630-废气处理设备。
具体实施方式
24.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
25.本发明提供了一种碳化硅冶炼系统，其结构如图1所示,包括至少一冶炼炉100、混料机构200、投取料机构300、晶筒转运机构400、烟尘处理机构500及废气处理机构600，各个所述冶炼炉100并排设置；所述混料机构200用于将若干种原料混合成均匀的混合料；所述投取料机构300设置于所述冶炼炉100的上方、用于将所述冶炼炉100内的保温料取出，所述投取料机构300的进料端与所述混料机构200的出料端连通，以向所述冶炼炉100内投放混合料；所述晶筒转运机构400用于起吊并转运各个所述冶炼炉100内的晶筒；所述烟尘处理机构500用于收集并处理所述冶炼炉100在工作过程中产生的烟尘；所述废气处理机构600用于收集并处理所述冶炼炉100在工作过程中产生的废气。
26.将冶炼碳化硅所需的石英砂、石油焦等加入所述混料机构200内，所述混料机构200可以将这些原料混合成均匀的混合料，混合料被输送至所述投取料机构300内，并通过所述投取料机构300将混合料投放至各个所述冶炼炉100内，当碳化硅冶炼完成后，通过所述投取料机构300可以将各个所述冶炼炉100内的保温料取出，当保温料取完后，再通过所述晶筒转运机构400可以将各个所述冶炼炉100内的晶筒起吊后并从所述冶炼炉100内转运出，另外，通过所述烟尘处理机构500可以收集并处理所述冶炼炉100在工作过程中产生的烟尘，通过所述废气处理机构600可以收集并处理所述冶炼炉100在工作过程中产生的废气，本发明中，碳化硅的整个冶炼过程形成了一套完善的冶炼体系，各个环节之间相互配合，向所述冶炼炉100内投料、保温料的取出以及晶筒的取出不再需要依靠人工操作，不仅降低了人力成本，而且也提高了冶炼效率，同时碳化硅在冶炼过程中产生的烟尘以及废气也可以得到有效的处理，不会对周围的空气造成污染。
27.作为优选的实施例，请参考图，相邻所述冶炼炉100之间的间距为70cm-80cm，不仅便于在相邻所述冶炼炉100之间设置所述转运小车420，也使得滑动罩设于相对应的所述冶炼炉100上的各个所述集气罩510在移动过程中不受影响，且各个所述冶炼炉100的侧壁上均开设有若干个排气口110。
28.作为优选的实施例，请参考图1，所述混料机构200包括至少两个料罐210、至少两个配料机220、混料机230及输送机构240，各个所述料罐210内分别用于储存不同的粉料，以使冶炼碳化硅所需的石英砂、石油焦等可以分别加入不同的所述料罐210内，各个所述配料机220分别设置于相对应的所述料罐210的正下方，所述配料机220的进料端与所述料罐210的出料端连通、并用于称重粉料，所述配料机220内设置有称重机构，可以对粉料进行称重，从而按照预定的比例混合出所需的混合料，所述混料机230的进料端与各个所述配料机220的出料端均连通、并用于混合粉料，以使各个粉料在所述混料机230内充分混合，所述输送机构240的进料端与所述混料机230的出料端连通，所述输送机构240的出料端与所述投取料机构300的进料端连通，并用以向所述投取料机构300内输送混合料。
29.作为优选的实施例，请参考图1，所述输送机构240倾斜设置，且所述输送机构240的出料端高于所述输送机构240的进料端，从而使得混合料可以从低处被输送至高处。
30.作为优选的实施例，请参考图1和图2，所述投取料机构300包括进料纵向输送带310、出料纵向输送带320、第一行走机构330、第二行走机构340、进料横向输送带350、出料横向输送带360、升降机构370、转动驱动机构380及出炉机390，所述进料纵向输送带310与所述出料纵向输送带320分别沿着所述冶炼炉100的长度方向固定设置于所述冶炼炉100的两侧，所述进料纵向输送带310位于所述输送机构240的出料端的正下方，所述第一行走机构330可沿着所述冶炼炉100的长度方向移动，所述第二行走机构340设置于所述第一行走机构330上、并可沿着所述冶炼炉100的宽度方向移动，所述进料横向输送带350与所述出料横向输送带360分别沿着所述冶炼炉100的宽度方向固定于所述第一行走机构330上，所述进料横向输送带350的进料端位于所述进料纵向输送带310的正下方，所述出料横向输送带360的出料端位于所述出料纵向输送带320的正上方，所述升降机构370固定于所述第二行走机构340上，所述转动驱动机构380固定于所述升降机构370上，所述转动驱动机构380与所述出炉机390固定连接、并用于驱动所述出炉机390正转或者反转，当所述出炉机390正转时，所述出炉机390的上端为进料端、并与所述进料横向输送带350的出料端连通，所述出炉机390的下端为出料端、并用于向所述冶炼炉100内投料，当所述出炉机390反转时，所述出炉机390的下端为进料端、并用于将所述冶炼炉100内的保温料取出，所述出炉机390的上端为出料端、并与所述出料横向输送带360的进料端连通，从所述输送机构240的出料端出来的混合料进入所述进料纵向输送带310上，通过操控所述第一行走机构330，使得所述第一行走机构330沿着所述冶炼炉100的长度方向移动，以使所述进料横向输送带350的进料端位于所述进料纵向输送带310的出料端的正下方，混合料进入所述进料横向输送带350上，再通过操控所述升降机构370，使得所述升降机构370驱动所述转动驱动机构380和所述出炉机390向下移动，以使所述出炉机390的下端伸入所述冶炼炉100内，再通过操控所述转动驱动机构380，使得所述转动驱动机构380驱动所述出炉机390正转、并用于向所述冶炼炉100内投料，通过操控所述第一行走机构330与所述第二行走机构340，可以使得所述出炉机390在所述冶炼炉100的长度方向或者宽度方向均可移动，从而使得所述出炉机390可以均
匀的在所述冶炼炉100内投料，投料完成后，通过操控所述升降机构370，使得所述升降机构370驱动所述转动驱动机构380和所述出炉机390向上移动，以使所述出炉机390的下端从所述冶炼炉100内移出，当冶炼完成后，再通过操控所述升降机构370，使得所述升降机构370驱动所述转动驱动机构380和所述出炉机390向下移动，以使所述出炉机390的下端再次伸入所述冶炼炉100内，再通过操控所述转动驱动机构380，使得所述转动驱动机构380驱动所述出炉机390反转、并用于将所述冶炼炉100内的保温料取出，保温料进入所述出料横向输送带360上，并沿着所述出料横向输送带360的出料端进入所述出料纵向输送带320上，最后被所述出料纵向输送带320输送出去。
31.作为优选的实施例，请参考图1和图2，所述出炉机390为链斗式投取料一体机，当所述链斗式投取料一体机正转时，所述链斗式投取料一体机的上端为进料端、并与所述进料横向输送带350的出料端连通，所述链斗式投取料一体机的下端为出料端、并用于向所述冶炼炉100内投料，当所述链斗式投取料一体机反转时，所述链斗式投取料一体机的下端为进料端、并用于将所述冶炼炉100内的保温料取出，所述链斗式投取料一体机的上端为出料端、并与所述出料横向输送带360的进料端连通。
32.作为优选的实施例，请参考图1和图2，所述晶筒转运机构400包括晶筒起吊机构410及至少一转运小车420，所述晶筒起吊机构410设置于所述冶炼炉100的上方、并用于起吊各个所述冶炼炉100内的晶筒，工人不再需要进入冶炼炉100内并依靠人工挖出晶筒，各个所述转运小车420分别设置于相邻所述冶炼炉100之间、并可沿着所述冶炼炉100的长度方向移动，所述转运小车420上用于放置并转运晶筒，晶筒被所述晶筒起吊机构410从所述冶炼炉100内起吊出后放置于所述转运小车420上，通过所述转运小车420转移走。
33.作为优选的实施例，请参考图1和图2，所述晶筒起吊机构410包括两个第三行走机构411、两个抓具412及两个吊具413，各个所述第三行走机构411均可沿着所述冶炼炉100的长度方向或者宽度方向移动，两个所述抓具412分别用于抓取或者松开晶筒的两端，两个所述吊具413分别固定于相对应的所述第三行走机构411上、并分别用于起吊相对应的所述抓具412，通过操控两个所述第三行走机构411可以使得两个所述第三行走机构411沿着所述冶炼炉100的长度方向或者宽度方向移动至需要起吊的晶筒的正上方，再通过操控两个所述抓具412，可以使得两个所述抓具412分别抓取晶筒的两端，并通过操控两个所述吊具413，可以使得两个所述吊具413将相对应的所述抓具412起吊，从而将晶筒从所述冶炼炉100内起吊出来并放置于所述转运小车420上。
34.作为优选的实施例，请参考图1，所述烟尘处理机构500包括至少一集气罩510、第一吸风机520及烟尘净化设备530，各个所述集气罩510分别滑动罩设于相对应的所述冶炼炉100上、用于在所述冶炼炉100的上方形成一密闭的集气腔511，各个所述集气罩510均可沿着所述冶炼炉100的长度方向移动，所述第一吸风机520的进口端与各个所述集气罩510的出口端均连通，所述烟尘净化设备530的进口端与所述第一吸风机520的出口端连通，通过所述集气罩510可以将所述冶炼炉100在冶炼碳化硅的过程中产生的烟尘进行收集，再通过所述第一吸风机520可以将所述集气腔511内的烟尘吸入所述烟尘净化设备530内，并经过所述烟尘净化设备530的处理后排入大气中，经过处理后的烟尘排入大气中不会对周围的空气造成污染。
35.作为优选的实施例，请参考图1，所述废气处理机构600包括集气管610、第二吸风
机620及废气处理设备630，所述集气管610的进口端与各个所述冶炼炉100的排气口110均连通，所述第二吸风机620的进口端与各个所述集气管610的出口端均连通，所述废气处理设备630的进口端与所述第二吸风机620的出口端连通，开启所述第二吸风机620，使得所述第二吸风机620将所述冶炼炉100在冶炼碳化硅的过程中产生的废气吸入所述废气处理设备630，由于所述冶炼炉100在冶炼碳化硅的过程中产生的废气主要是一氧化碳，一氧化碳在所述废气处理设备630中被燃烧，并生成无毒的二氧化碳后再排入大气中，不会对周围的空气造成污染。
36.为了更好地理解本发明，以下结合图1和图2对本发明的技术方案的工作原理进行详细说明：
37.将冶炼碳化硅所需的石英砂、石油焦等加入不同的所述料罐210内，各个所述料罐210内的粉料进入相对应的所述配料机220内，所述配料机220可以对粉料进行称重，从而按照预定的比例混合出所需的混合料，经过称重后的粉料进入所述混料机230内，并在所述混料机230内充分混合，混合料沿着所述输送机构240被输送至所述进料纵向输送带310上，通过操控所述第一行走机构330，使得所述第一行走机构330沿着所述冶炼炉100的长度方向移动，以使所述进料横向输送带350的进料端位于所述进料纵向输送带310的出料端的正下方，混合料进入所述进料横向输送带350上，再通过操控所述升降机构370，使得所述升降机构370驱动所述转动驱动机构380和所述出炉机390向下移动，以使所述出炉机390的下端伸入所述冶炼炉100内，再通过操控所述转动驱动机构380，使得所述转动驱动机构380驱动所述出炉机390正转、并用于向所述冶炼炉100内投料，通过操控所述第一行走机构330与所述第二行走机构340，可以使得所述出炉机390在所述冶炼炉100的长度方向或者宽度方向均可移动，从而使得所述出炉机390可以均匀的在所述冶炼炉100内投料，投料完成后，通过操控所述升降机构370，使得所述升降机构370驱动所述转动驱动机构380和所述出炉机390向上移动，以使所述出炉机390的下端从所述冶炼炉100内移出，当冶炼完成后，再通过操控所述升降机构370，使得所述升降机构370驱动所述转动驱动机构380和所述出炉机390向下移动，以使所述出炉机390的下端再次伸入所述冶炼炉100内，再通过操控所述转动驱动机构380，使得所述转动驱动机构380驱动所述出炉机390反转、并用于将所述冶炼炉100内的保温料取出，保温料进入所述出料横向输送带360上，并沿着所述出料横向输送带360的出料端进入所述出料纵向输送带320上，最后被所述出料纵向输送带320输送出去，当保温料取完后，通过操控两个所述第三行走机构411可以使得两个所述第三行走机构411沿着所述冶炼炉100的长度方向或者宽度方向移动至需要起吊的晶筒的正上方，再通过操控两个所述抓具412，可以使得两个所述抓具412分别抓取晶筒的两端，并通过操控两个所述吊具413，可以使得两个所述吊具413将相对应的所述抓具412起吊，从而将晶筒从所述冶炼炉100内起吊出来并放置于所述转运小车420上，通过所述转运小车420转移走，另外，通过所述集气罩510可以将所述冶炼炉100在冶炼碳化硅的过程中产生的烟尘进行收集，再通过所述第一吸风机520可以将所述集气腔511内的烟尘吸入所述烟尘净化设备530内，并经过所述烟尘净化设备530的处理后排入大气中，经过处理后的烟尘排入大气中不会对周围的空气造成污染，开启所述第二吸风机620，使得所述第二吸风机620将所述冶炼炉100在冶炼碳化硅的过程中产生的废气吸入所述废气处理设备630，由于所述冶炼炉100在冶炼碳化硅的过程中产生的废气主要是一氧化碳，一氧化碳在所述废气处理设备630中被燃烧，并生成无毒的二
氧化碳后再排入大气中，不会对周围的空气造成污染，本发明中，碳化硅的整个冶炼过程形成了一套完善的冶炼体系，各个环节之间相互配合，向所述冶炼炉100内投料、保温料的取出以及晶筒的取出不再需要依靠人工操作，不仅降低了人力成本，而且也提高了冶炼效率，同时碳化硅在冶炼过程中产生的烟尘以及废气也可以得到有效的处理，不会对周围的空气造成污染。
38.本发明提供的一种碳化硅冶炼系统具有以下有益效果：
39.(1)使得混料、向所述冶炼炉100内投料、保温料的取出以及晶筒的取出更加自动化，不再需要依靠人工混料、并向冶炼炉100内投料，当冶炼完成后不需要等待冶炼炉100内的碳化硅冷却，就可以清理晶筒周围的保温料，并将晶筒从所述冶炼炉100内起吊出，大大提高了生产效率，降低了生产成本；
40.(2)碳化硅在冶炼过程中产生的烟尘以及废气也可以得到有效的处理，不会对周围的空气造成污染；
41.(3)碳化硅的整个冶炼过程形成了一套完善的冶炼体系，各个环节之间相互配合，既降低了人力成本，也提高了冶炼效率。
42.以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。