再结晶碳化硅窑炉及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种再结晶碳化硅窑炉，包括炉体及其内设置的加热装置，其特征在于，所述炉体包括炉架及其外设置的罩壳，炉架包括四根呈四角分布的多孔再结晶碳化硅立柱、连接支撑于多根再结晶碳化硅立柱上的上、中、下层载物架，载物架由连接于相邻两多孔再结晶碳化硅立柱之间的再结晶碳化硅连杆和固定在相对设置的两侧再结晶碳化硅连杆之间的再结晶碳化硅支架杆，多根再结晶碳化硅支架杆平行设置，并相互之间留有间隔。本发明专利技术结构简单，相比于同类型的产品，具有良好的高温强度，抗热震性能，抗氧化性能和可导热性能，使用寿命长，性能更加优越。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料制备
，尤其是涉及一种再结晶碳化硅窑炉及其制备方法。
技术介绍
碳化硅产品种类很多，广泛应用于化工行业、建材陶瓷行业、粉末冶金行业、钢业、铝业、铜业、有色金属冶炼行业、航天航空业等等。其中，有色金属冶炼行业是利用碳化硅具有耐高温，强度大，导热性能良好，抗冲击，作高温间接加热材料，如坚罐蒸馏炉，铝电解槽，铜熔化炉内衬等。建材陶瓷行业是利用碳化硅导热性能良好，高热强度大的特点，制造薄板窑炉等，不仅能减少熔炉的容量，提高窑炉的装容量和产品的质量，还能缩短生产的周期，是陶瓷釉面烘烤烧结立向的简接材料。但是，目前市面上的碳化硅产品大部分是直接使用一定颗粒级的碳化硅微粉，与碳混合后成型生坯，然后在高温下渗硅部分硅与碳反应，生成碳化硅与胚体中的碳化硅结合，达到烧结的目的。该碳化硅颗粒制品中含有较多游离硅的存在，大约含有8-15％的游离硅，其使用温度低于1400℃，最佳使用温度不超过1300℃，超过这个温度制品的强度硬度耐腐蚀性，抗氧化性大幅度下降，导致产品变形氧化开裂断裂，难以满足使用的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种不仅结构简单，具有良好的高温强度，抗热震性能，抗氧化性能和可导热性能，使用寿命长的再结晶碳化硅窑炉。本专利技术是采用如下技术解决方案来实现上述目的：一种再结晶碳化硅窑炉，包括炉体及其内设置的加热装置，其特征在于，所述炉体包括炉架及其外设置的罩壳，炉架包括四根呈四角分布的多孔再结晶碳化硅立柱、连接支撑于多根再结晶碳化硅立柱上的上、中、下层载物架，载物架由连接于相邻两多孔再结晶碳化硅立柱之间的再结晶碳化硅连杆和固定在相对设置的两侧再结晶碳化硅连杆之间的再结晶碳化硅支架杆，多根再结晶碳化硅支架杆平行设置，并相互之间留有间隔。作为上述方案的进一步说明，所述多孔再结晶碳化硅立柱为空心方柱，各个侧面从上往下依次等间隔分布通孔，再结晶碳化硅连杆的端部从多孔再结晶碳化硅立柱的一侧面通孔穿入，从该与侧面相对的另一侧面的通孔穿出，在多孔再结晶碳化硅立柱的下部设置有支撑座。所述再结晶碳化硅连杆和再结晶碳化硅支架杆均采用空心管结构。进一步地，多孔再结晶碳化硅立柱的制备过程包括如下步骤，(1)将纯度不低于95％的碳化硅粉末与硅粉和碳粉均匀混合，再加入结合剂，混合均匀，得混合料；所述物料的重量百分比用量为：1000-1100目碳化硅粉末25％-40％；100～300目硅粉15％-40％；100～300目碳粉15％-40％；结合剂0.2％～5％；(2)将上述混合料加入模具中挤压成型，获得立柱坯体；(3)将所述立柱坯体置于烧结炉中，在所述立柱坯体的两端连接上石墨电极，并在接有石墨电极的立柱坯体外围用碳粉和碳化硅粉的混合粉末填充，以隔绝空气并形成保护气氛；(4)将两石墨电极通电，利用立柱坯体的导电性实施自身加热烧结，使烧结温度达到1750℃～1900℃，保温2～5小时；(5)调节所述制品两端的电压，以每小时不超过80℃的速度，使制品继续升温至2800℃，保温2～8小时，断电后自然冷却至室温。进一步地，所述结合剂采用聚乙烯醇。在所述步骤(3)中，填充在立柱坯体周围的填充粉末，其颗粒度为60-75目，其中碳粉占1-1.5％。进一步地，再结晶碳化硅连杆和再结晶碳化硅支架杆的制备过程包括如下步骤，(1)将纯度不低于98％的碳化硅粉末与硅粉和碳粉均匀混合，再加入结合剂，混合均匀，得混合料；所述物料的重量百分比用量为：30～100目碳化硅粉末40％-50％；1000-1100目碳化硅粉末10％-20％；100～300目硅粉10％-20％；100～300目碳粉10％-20％；结合剂0.2％～5％；(2)将上述混合料加入模具中挤压成型，获得连杆坯体或支架杆坯体；(3)将所述连杆坯体或支架杆坯体置于烧结炉中，在所述连杆坯体或支架杆坯体的两端连接上石墨电极，并在接有石墨电极的立柱坯体外围用碳粉和碳化硅粉的混合粉末填充，以隔绝空气并形成保护气氛；(4)将两石墨电极通电，利用立柱坯体的导电性实施自身加热烧结，使烧结温度达到1500℃～2000℃，保温2～8小时；(5)调节所述制品两端的电压，以每小时不超过100℃的速度，使制品继续升温至2600℃，保温2～8小时，断电后自然冷却至室温。本专利技术采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：1、本专利技术采用主要由再结晶碳化硅立柱、连接支撑于多根再结晶碳化硅立柱上的上、中、下层载物架构成的炉架结构，一次能装载大量的坯料，较少窑具的用量，达到充分节能的目的；并且，载物架由连接于相邻两多孔再结晶碳化硅立柱之间的再结晶碳化硅连杆和固定在相对设置的两侧再结晶碳化硅连杆之间的再结晶碳化硅支架杆构成，能增加火焰的流动性，升温快，窑内温差小制得制品发色均匀，冷却时间更短，使用寿命更长。2、本专利技术的炉架采用再结晶碳化硅立柱、连接支撑于多根再结晶碳化硅立柱上的上、中、下层载物架结构，其具有良好的抗震性能，适用于快速烧成工艺，而且抗氧化性好，在高温下具有足够的强度。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。附图标记说明：1、多孔再结晶碳化硅立柱 1-1、通孔 1-2、支撑座 2、载物架 2-1、再结晶碳化硅连杆 2-2、再结晶碳化硅支架杆。具体实施方式以下结合具体实施例对本技术方案作详细的描述。如图1所示，本专利技术是是一种再结晶碳化硅窑炉，包括炉体及其内设置的加热装置，所述炉体包括炉架及其外设置的罩壳，炉架包括四根呈四角分布的多孔再结晶碳化硅立柱1、连接支撑于多根再结晶碳化硅立柱上的上、中、下层载物架2，载物架2由连接于相邻两多孔再结晶碳化硅立柱之间的再结晶碳化硅连杆2-1和固定在相对设置的两侧再结晶碳化硅连杆之间的再结晶碳化硅支架杆2-2，多根再结晶碳化硅支架杆平行设置，并相互之间留有间隔。多孔再结晶碳化硅立柱1为空心方柱，各个侧面从上往下依次等间隔分布通孔1-1，再结晶碳化硅连杆的端部从多孔再结晶碳化硅立柱的一侧面通孔穿入，从该与侧面相对的另一侧面的通孔穿出，在多孔再结晶碳化硅立柱的下部设置有支撑座1-2。再结晶碳化硅连杆和再结晶碳化硅支架杆均采用空心管结构。实施例1多孔再结晶碳化硅立柱的制备过程包括如下步骤，(1)将纯度不低于95％的碳化硅粉末与硅粉和碳粉均匀混合，再加入结合剂，混合均匀，得混合料；所述物料的重量百分比用量为：1000-1100目碳化硅粉末 35％；100～300目硅粉 32％；100～300目碳粉 32％；结合剂 1％；(2)将上述混合料加入模具中挤压成型，获得立柱坯体；(3)将所述立柱坯体置于烧结炉中，在所述立柱坯体的两端连接上石墨电极，并在接有石墨电极的立柱坯体外围用碳粉和碳化硅粉的混合粉末填充，以隔绝空气并形成保护气氛；(4)将两石墨电极通电，利用立柱坯体的导电性实施自身加热烧结，使烧结温度达到1750℃～1900℃，保温3小时；(5)调节所述制品两端的电压，以每小时不超过80℃的速度，使制品继续升温至2800℃，保温4小时，断电后自然冷却至室温。进一步地，所述结合剂采用聚乙烯醇。在所述步骤(3)中，填充在立柱坯体周围的填充粉末，其颗粒度为65目，其中碳粉占1.2％。再结晶碳化硅连杆和再结晶碳化硅支架杆的制备过程包括如下步骤，(1)将纯度不低于98％的碳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种再结晶碳化硅窑炉，包括炉体及其内设置的加热装置，其特征在于，所述炉体包括炉架及其外设置的罩壳，炉架包括四根呈四角分布的多孔再结晶碳化硅立柱、连接支撑于多根再结晶碳化硅立柱上的上、中、下层载物架，载物架由连接于相邻两多孔再结晶碳化硅立柱之间的再结晶碳化硅连杆和固定在相对设置的两侧再结晶碳化硅连杆之间的再结晶碳化硅支架杆，多根再结晶碳化硅支架杆平行设置，并相互之间留有间隔。

【技术特征摘要】
1.一种再结晶碳化硅窑炉，包括炉体及其内设置的加热装置，其特征在于，所述炉体包括炉架及其外设置的罩壳，炉架包括四根呈四角分布的多孔再结晶碳化硅立柱、连接支撑于多根再结晶碳化硅立柱上的上、中、下层载物架，载物架由连接于相邻两多孔再结晶碳化硅立柱之间的再结晶碳化硅连杆和固定在相对设置的两侧再结晶碳化硅连杆之间的再结晶碳化硅支架杆，多根再结晶碳化硅支架杆平行设置，并相互之间留有间隔。2.根据权利要求1所述的再结晶碳化硅窑炉，其特征在于，所述多孔再结晶碳化硅立柱为空心方柱，各个侧面从上往下依次等间隔分布通孔，再结晶碳化硅连杆的端部从多孔再结晶碳化硅立柱的一侧面通孔穿入，从该与侧面相对的另一侧面的通孔穿出，在多孔再结晶碳化硅立柱的下部设置有支撑座。3.根据权利要求1所述的再结晶碳化硅窑炉，其特征在于，所述再结晶碳化硅连杆和再结晶碳化硅支架杆均采用空心管结构。4.根据权利要求1所述的再结晶碳化硅窑炉，其特征在于，多孔再结晶碳化硅立柱的制备过程包括如下步骤，(1)将纯度不低于95％的碳化硅粉末与硅粉和碳粉均匀混合，再加入结合剂，混合均匀，得混合料；所述物料的重量百分比用量为：1000-1100目碳化硅粉末 25％-40％；100～300目硅粉 15％-40％；100～300目碳粉 15％-40％；结合剂 0.2％～5％；(2)将上述混合料加入模具中挤压成型，获得立柱坯体；(3)将所述立柱坯体置于烧结炉中，在所述立柱坯体的两端连接上石墨电极，并在接有石墨电极的立柱坯体外围用碳粉和碳化硅粉的混合粉末填充，以隔绝空气并形成保护气氛；(4)将两石墨电极通电，...

【专利技术属性】
技术研发人员：麦鹤瀛，
申请(专利权)人：佛山市盈通黑金碳材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44