一种反应烧结碳化硅生产用的排胶系统和排胶方法
本发明涉及一种用于反应烧结碳化硅生产的排胶系统和排胶方法，本发明的排胶系统为氮气循环排胶系统，包括：依次通过管道连通的液氮存储罐、液氮气化装置、氮气加热装置、真空烧结炉和三向电磁控制阀，以及控制单元、气体回收罐和排胶结构，所述排胶结构为设置于所述真空烧结炉内的管路结构。通过排胶系统的控制单元控制氮气的流量和温度；设置液氮气化装置利用从真空烧结炉流出的高热量排胶废气对液氮和氮气进行了预热，减少了氮气加热装置的电能消耗；通过回收废气，并处理后重新利用。本发明的排胶系统和排胶方法一方面提高了产品的合格率和真空烧结炉的使用寿命，另一方面，减少了资源浪费和环境污染，降低了生产成本。
发明专利
CN202410758084.9
2024-06-12
CN118424004A
2024-08-01
F27D17/00(2006.01)
陕西固勤材料技术有限公司
赵金;王兴龙
710300 陕西省西安市鄠邑区沣京工业园沣二东路路北
西安赋瑞知识产权代理事务所(普通合伙)
牛鹏云
陕西;61
1.一种反应烧结碳化硅生产用的排胶系统，其特征在于，所述排胶系统为氮气循环排胶系统，所述排胶系统包括：依次通过管道连通的液氮存储罐、液氮气化装置、氮气加热装置、真空烧结炉和三向电磁控制阀，以及控制单元、气体回收罐和排胶结构，所述排胶结构为设置于所述真空烧结炉内的管路结构； 所述液氮存储罐的出口与所述液氮气化装置的第一入口连通，所述液氮气化装置的第一出口与所述氮气加热装置的入口连通，所述三向电磁控制阀分别与所述真空烧结炉的气体出口、所述液氮气化装置的第二入口和所述气体回收罐的入口通过管道连通，所述液氮气化装置的第二出口与所述气体回收罐的入口连通； 所述液氮气化装置包括气化管道和热交换管，所述热交换管螺旋缠绕于所述气化管道的中后部；所述第一入口和第一出口分别为所述气化管道的气体入口和气体出口，所述第二入口和第二出口分别为所述热交换管的气体入口和气体出口，所述第二入口位于所述第一出口侧；所述气化管道的内径为D，所述热交换管的内径为d，D=kd，k=20~30。 2.根据权利要求1所述的排胶系统，其特征在于，在所述排胶系统进行排胶过程时，所述真空烧结炉的内部压强为80~100KPa。 3.根据权利要求2所述的排胶系统，其特征在于，所述排胶系统还包括液氮制备装置，所述液氮制备装置设置于所述气体回收罐和所述液氮存储罐之间，所述液氮制备装置包括废气处理结构和氮气液化结构。 4.根据权利要求3所述的排胶系统，其特征在于，所述氮气加热装置包括依次连通的第一加热室、第二加热室和真空室，所述第一加热室和第二加热室均为绝热室，所述第一加热室包括A1入口、B1入口和A1出口，所述第二加热室包括A2入口、A2出口和B2出口； 所述真空室的气体入口与所述B2出口连通，所述真空室的气体出口与所述B1入口连通，所述A1入口与所述氮气加热装置的入口连通，所述A1出口与所述A2入口连通，所述A2出口与所述真空烧结炉的气体入口连通，所述真空室的气体出口与所述B1入口之间设置有真空泵； 所述B1入口和所述B2出口均设有控制阀； 所述第一加热室和第二加热室的室内均设置有与所述控制单元电性连接的沿绝热室纵向的加热器，所述加热器上也设置有温度传感器； 所述第一加热室和第二加热室的氮气入口均设置有与所述排胶系统的控制单元电性连接的入口压力传感器、入口流量传感器和入口控制阀； 所述第一加热室和第二加热室的氮气出口均设置有与所述排胶系统的控制单元电性连接的出口温度传感器、出口控制阀。 5.根据权利要求4所述的排胶系统，其特征在于，所述第一加热室的气体出口的温度范围为20~45℃，所述第一加热室的室内压强为80~100KPa。 6.根据权利要求4所述的排胶系统，其特征在于，所述第二加热室的气体出口的气体温度范围为50~60℃，所述第二加热室的室内压强为79~95KPa。 7.根据权利要求5或6任一项所述的排胶系统，其特征在于，所述真空烧结炉的气体入口设置有流量控制阀和压力传感器，所述排胶结构的气体入口与所述真空烧结炉的气体入口连通，所述排胶结构包括设置于所述真空烧结炉的炉盖的氮气喷射管，所述氮气喷射管上均匀设置有朝向所述真空烧结炉的炉内的喷射孔。 8.根据权利要求7所述的排胶系统，其特征在于，所述真空烧结炉的气体入口的气体流速υ=90~110 L/min，且压强=0.3~0.8MPa。 9.一种反应烧结碳化硅生产用的排胶方法，其特征在于，所述排胶方法采用权利要求1~8任一项所述的排胶系统，具体包括以下步骤： 步骤1）：完成烘干的碳化硅产品素坯装入真空烧结炉完成反应烧结过程，进入排胶阶段； 步骤2）：通过所述排胶系统的控制单元打开液氮存储罐、液氮气化装置、氮气加热装置之间的控制阀以及三向电磁控制阀，使所述液氮存储罐的液氮依次流入所述液氮气化装置和氮气加热装置； 同时，打开所述氮气加热装置的加热器对氮气加热，按照所述控制单元的预设参数调节各个控制阀的气体流速和所述加热器的加热温度； 所述B2出口的控制阀均处于关闭状态； 步骤3）：待所述第二加热室的气体出口的气体温度达到50~60℃时，打开并调节所述真空烧结炉的气体入口的流量控制阀，开始排胶，所述排胶时间为10~24h； 所述排胶产生的废气进入所述热交换管进行热传递后进入所述气体回收罐，或者，所述废气直接进入所述气体回收罐；所述气体回收罐的废气经过所述制氮气设备处理后得到的液氮回收至所述液氮存储罐； 所述真空烧结炉的气体入口的气体流速υ=90~110 L/min，且压强=0.3~0.8MPa；所述真空烧结炉的内部压强为80~100KPa； 步骤4）：完成排胶后，打开所述B2出口的控制阀后，关闭所述液氮存储罐的出口控制阀、所述真空烧结炉的气体入口的流量控制阀和所述加热器，所述第二加热室的氮气流入所述真空室储存；待所述第一加热室和所述第二加热室的气体出口的温度显示降至室温后，关闭所述B2出口的控制阀。 10.根据权利要求9所述的排胶方法，其特征在于，所述步骤2）中打开所述B1入口的控制阀，开启所述真空泵将所述真空室内的氮气抽至所述第一加热室内后，关闭所述真空泵和所述B1入口的控制阀。