二氧化硅高温相变炉.pdf

本发明是一种二氧化硅高温相变炉，包括炉体，炉体设有壳体，壳体内设有坩埚，坩埚的锅体为圆柱形，坩埚的底部设有若干支撑块，坩埚的上端设有上盖；所述坩埚底部以及坩埚底至坩埚3/4-1/3高处设置为加热区，加热区处的坩埚外设有加热装置，在加热区的坩埚四周设有耐火保温层；所述坩埚下方、耐火保温层内侧设有下保温层，在加热区上方的坩埚四周设有上保温层。本发明通过在坩埚外设保温层，可以使炉体保温时间长，而坩埚的锅体为圆柱形，二氧化硅在加热相变过程中坩埚受力均匀，不容易被损坏，不受二氧化硅膨胀影响；另外坩埚由Al2O3、莫来石和二氧化硅制成，能在1500℃温度下保温6-12小时，达到SiO2高温相变速率。

1.  一种二氧化硅高温相变炉，其特征在于：包括炉体，炉体通过设在炉体外两侧的旋转轴装在机架上，所述炉体设有壳体，壳体内设有坩埚，坩埚的锅体为圆柱形，坩埚的底部设有若干支撑块，坩埚的上端设有上盖；所述坩埚底部以及坩埚底至坩埚3/4-1/3高处设置为加热区，加热区处的坩埚外设有加热装置，在加热区的坩埚四周设有耐火保温层；所述坩埚下方、耐火保温层内侧设有下保温层，若干支撑块的底部和外侧部分别镶嵌在下保温层和耐火保温层中；在加热区上方的坩埚四周设有上保温层；在耐火保温层与壳体之间以及上保温层与壳体之间均设有保温棉。

2.  根据权利要求1所述的二氧化硅高温相变炉，其特征在于：所述耐火保温层由内向外依次由高温砖层和保温砖层组成。

3.  根据权利要求1所述的二氧化硅高温相变炉，其特征在于：所述上保温层由下向上依次由1层高温砖层和3层保温砖层组成。

4.  根据权利要求1所述的二氧化硅高温相变炉，其特征在于：所述下保温层由保温砖层组成。

5.  根据权利要求1所述的二氧化硅高温相变炉，其特征在于：所述上保温层的顶端内侧设有一圈向上凸起的凸缘，凸缘与上盖的内圈配合。

6.  根据权利要求1所述的二氧化硅高温相变炉，其特征在于：所述坩埚的外径在3/4-1/3高处至坩埚顶之间渐变缩小10-25mm，所述坩埚的内径为400-800mm，坩埚的壁厚为10-50mm。

7.  根据权利要求1-6任一项所述的二氧化硅高温相变炉，其特征在于：所述坩埚由以下重量配比的原料制成，Al₂O₃  60-80、莫来石 10-20、二氧化硅10-20。

8.  根据权利要求7所述的二氧化硅高温相变炉，其特征在于：各原料的重量配比为，Al₂O₃ 70、莫来石 15、二氧化硅15。

9.  根据权利要求7所述的二氧化硅高温相变炉，其特征在于：所述坩埚的制备方法如下：取上述原料，在1700-1800℃温度下熔融，冷却后粉碎再制浆料，然后将浆料均化、成型得坩埚生坯，生坯在1300-1500℃温度下进行煅烧即得。

10.  根据权利要求9所述的二氧化硅高温相变炉，其特征在于：将均化后的浆料在1-2bar的压力下注入模具中，静置2-4h成型。

二氧化硅高温相变炉
技术领域
本发明涉及一种高温相变炉，特别是一种二氧化硅高温相变炉。
背景技术
二氧化硅高温相变速率要求是在1500℃的环境下，保温6-12小时。同时二氧化硅相变又是在相变炉中实现的，现有相变炉的炉膛是方形并由玻璃或不锈钢制作，其存在以下缺点：不能长期保温，导热性能差，不具有抗振性，受力或内外温差大时均容易损坏，而且还不能耐高温，玻璃和不锈钢的炉膛耐最高温度为1200℃，不能在高温环境下加料，因为在高温环境下炉膛强度低，不能承受SiO₂ 颗粒的冲击。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理、导热性能好、耐高温、强度高，并具有抗氧化性和抗振性的二氧化硅高温相变炉。
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的，本发明是一种二氧化硅高温相变炉，其特点是：包括炉体，炉体通过设在炉体外两侧的旋转轴装在机架上，所述炉体设有壳体，壳体内设有坩埚，坩埚的锅体为圆柱形，坩埚的底部设有若干支撑块，坩埚的上端设有上盖；所述坩埚底部以及坩埚底至坩埚3/4-1/3高处设置为加热区，加热区处的坩埚外设有加热装置，在加热区的坩埚四周设有耐火保温层；所述坩埚下方、耐火保温层内侧设有下保温层，若干支撑块的底部和外侧部分别镶嵌在下保温层和耐火保温层中；在加热区上方的坩埚四周设有上保温层；在耐火保温层与壳体之间以及上保温层与壳体之间均设有保温棉。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述的二氧化硅高温相变炉中：所述耐火保温层由内向外依次由高温砖层和保温砖层组成。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述的二氧化硅高温相变炉中：所述上保温层由下向上依次由1层高温砖层和3层保温砖层组成。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述的二氧化硅高温相变炉中：所述下保温层由保温砖层组成。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述的二氧化硅高温相变炉中：所述上保温层的顶端内侧设有一圈向上凸起的凸缘，凸缘与上盖的内圈配合。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述的二氧化硅高温相变炉中：所述坩埚的外径在3/4-1/3高处至坩埚顶之间渐变缩小10-25mm，所述坩埚的内径为400-800mm，坩埚的壁厚为10-50mm。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述的二氧化硅高温相变炉中：所述坩埚由以下重量配比的原料制成，Al₂O₃  60-80、莫来石 10-20、二氧化硅10-20。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述的二氧化硅高温相变炉中：各原料的重量配比为，Al₂O₃ 70、莫来石 15、二氧化硅15。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述的二氧化硅高温相变炉中：所述坩埚的制备方法如下：取上述原料，在1700-1800℃温度下熔融，冷却后粉碎再制浆料，然后将浆料均化、成型得坩埚生坯，生坯在1300-1500℃温度下进行煅烧即得。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述的二氧化硅高温相变炉中：将均化后的浆料在1-2bar的压力下注入模具中，静置2-4h成型。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、     通过在坩埚外设保温层，可以使炉体保温时间长，能保持坩埚内高温；
2、     坩埚的锅体为圆柱形，并采用Al₂O₃、莫来石和二氧化硅为原料制成，因此坩埚的导热性好，在1500℃以上高温下坩埚壁的内外温差不超过20-30℃；
3、     坩埚的强度高，在1500℃以上高温环境下加料，可抗5-8cm粒径的SiO₂的冲击；
4、     耐高温，能耐1500℃以上的高温；
5、     具有抗氧化性，能在1500℃以上高温环境下接触空气不会被氧化；
6、     具有抗振性，即在坩埚内温度达1500℃高温下，坩埚内外温差可在200-600℃，坩埚不会损坏。
附图说明
图1是本发明炉体的一种剖视结构示意图。
具体实施方式
以下参照附图，进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。
实施例1，一种二氧化硅高温相变炉，参照附图1，包括炉体，炉体通过设在炉体外两侧的旋转轴装在机架上，所述炉体设有壳体，壳体内设有坩埚2，坩埚2的锅体为圆柱形，其内径为500mm，外径为550mm。坩埚2的底部设有6个支撑块6，坩埚2的上端设有上盖1。所述坩埚2底部以及坩埚2底至坩埚1/3高处设置为加热区，加热区处的坩埚2外设有加热装置，加热装置为碳硅加热棒。在加热区的坩埚2四周设有耐火保温层，耐火保温层向下一直到壳体底部。所述坩埚2下方、耐火保温层内侧设有下保温层5，若干支撑块6的底部和外侧部分别镶嵌在下保温层5和耐火保温层中，使支撑块6固定牢固，在相变过程中不会使坩埚2出现晃动。在加热区上方的坩埚2四周设有上保温层8；在耐火保温层与壳体之间以及上保温层8与壳体之间均设有保温棉7。
实施例2，如实施例1所述的二氧化硅高温相变炉中：所述耐火保温层由内向外依次由高温砖层4和保温砖层3组成。高温砖层4的厚度为110mm。
实施例3，如实施例1所述的二氧化硅高温相变炉中：所述上保温层8由下向上依次由1层高温砖层和3层保温砖层组成，高温砖层和每层保温砖层的厚度为85mm。
实施例4，如实施例1所述的二氧化硅高温相变炉中：所述下保温层5由保温砖层组成，保温砖层的厚度为300mm。
实施例5，如实施例1所述的二氧化硅高温相变炉中：所述上保温层8的顶端内侧设有一圈向上凸起的凸缘，凸缘与上盖1的内圈配合，这样可以使上盖1扣合更牢固，同时又可以防止坩埚2的热量通过与上盖直接接触而散失。
实施例6，如实施例1所述的二氧化硅高温相变炉中：所述坩埚2的外径在1/3高处至坩埚顶之间渐变缩小10-25mm，即外径由550mm渐变为530mm，这样坩埚2顶部与保温砖层相结合更牢固。
实施例7，如实施例1-6任一项所述的二氧化硅高温相变炉中：所述坩埚2由以下重量配比的原料制成，Al₂O₃  60、莫来石 10、二氧化硅10。
实施例8，如实施例1-6任一项所述的二氧化硅高温相变炉中：所述坩埚2由以下重量配比的原料制成，Al₂O₃ 70、莫来石 15、二氧化硅15。
实施例9，如实施例7或8所述的二氧化硅高温相变炉中：所述坩埚2的制备方法如下：取上述原料，在1800℃温度下熔融，冷却后粉碎再制浆料，然后将浆料均化、成型得坩埚生坯，生坯在1400℃温度下进行煅烧即得。
实施例10，如实施例9所述的二氧化硅高温相变炉中：将均化后的浆料在1.5bar的压力下注入模具中，静置3h成型。