[發(fā)明專利]碳化硼冶煉溫度控制系統(tǒng)及其控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711412095.8
• 申請日: 2017-12-23
• 公開（公告）號: CN109956474A
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發(fā)明（設計）人: 劉雪婷;曹寶勝;吳岳勛
• 申請（專利權）人: 大連天宏硼業(yè)有限公司
• 主分類號: C01B32/991
• 分類號: C01B32/991
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明屬于一種碳化硼冶煉溫度控制系統(tǒng)，包括電弧爐（1），其特征在于在電弧爐（1）壁的一側裝有兩個測溫碳管（3）；測溫碳管（3）上設有氬氣進氣孔（4），與氬氣瓶（5）的出氣口連通；測溫碳管（3）的開口端與氬氣相通并裝有紅外測溫儀（6），碳化硼冶煉溫度控制系統(tǒng)的控制方法是，采取以下步驟：a、將3根石墨電極（2）垂直均勻的插到電弧爐（1）的腔內；b、向電弧爐（1）腔內裝碳化硼冶煉原料；c、啟動電弧爐（1）。該發(fā)明精確的控制電弧爐的冶煉溫度，解決了過燒、生燒，反應不完全，出品率低的問題，提高了產品的品質，降低了生產成本。

技術領域

本發(fā)明屬于冶煉溫度控制系統(tǒng)及其方法，特別涉及一種碳化硼冶煉溫度控制系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術

碳化硼具有密度低、模量高、超硬、耐磨耐腐蝕、化學穩(wěn)定性好等優(yōu)異性能，現(xiàn)己被國內外廣泛應用于工業(yè)切割研磨工具,且其用量一直在不斷增加。近年來，以LED為主要器件的民用半導體照明產業(yè)得到了飛速的發(fā)展，而目前80% LED企業(yè)采用藍寶石做襯底。在LED對藍寶石需求增長的同時，軍工窗口及器件，智能手機市場等對藍寶石晶片的需求也呈現(xiàn)出穩(wěn)步增長的趨勢。而碳化硼作為藍寶石晶片生產領域中的主要研磨用料，其年產量對藍寶石行業(yè)供不應求。

碳化硼的冶煉過程是制備高品質碳化硼的重要環(huán)節(jié)。冶煉碳化硼的過程是一個復雜的氧化還原過程，冶煉原理是利用電爐，在一定溫度區(qū)間內，由碳還原三氧化二硼得到碳化硼。傳統(tǒng)的碳化硼冶煉工藝是采用粉狀的硼酸和碳素材料混合后直接投爐冶煉，近年來，在一些改進的冶煉工藝中，將粉料原料結合成大顆粒，增加成球工序，將球團原料投爐冶煉。

無論是上述傳統(tǒng)冶煉工藝還是改進工藝，其反應過程均是氣態(tài)的三氧化二硼與固態(tài)的碳素材料發(fā)生反應，也即該冶煉過程是氣-固反應過程，因此，爐內溫度的是影響產物碳化硼品級的重要因素。如果溫度過高，會出現(xiàn)過燒，部分碳化硼產物還會分解；如果溫度過低，會出現(xiàn)生燒，反應不完全，出品率低。因此，為了提高碳化硼產物的品質，降低生產成本，如何控制爐內溫度，成為本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服上述技術不足，提供一種在電弧爐一側的壁上加裝測溫碳管和紅外測溫儀，精確的控制冶煉溫度的碳化硼冶煉溫度控制系統(tǒng)及其控制方法。

本發(fā)明決技術問題所采用的技術方案是：一種碳化硼冶煉溫度控制系統(tǒng)，包括電弧爐和電極電動升降系統(tǒng)，在電弧爐腔內裝有多根石墨電極，石墨電極上端用電機把持器相互連接，并用電極升降導線與控制器連通，控制器用溫控連接導線與溫度顯示儀表連通；其特征在于在電弧爐壁的一側裝有兩個測溫碳管；測溫碳管上設有氬氣進氣孔，氬氣進氣孔用氬氣管路與氬氣瓶的出氣口連通；測溫碳管封閉端插在電弧爐的腔內，測溫碳管的開口端與氬氣相通并裝有紅外測溫儀，紅外測溫儀用溫控連接導線與溫度顯示儀表連通，顯示爐內溫度；控制器用導線與電極電動升降系統(tǒng)連通。

所述的測溫碳管內徑為5mm~10mm，外徑為25mm~40mm；測溫碳管的中心線與管路的中心線夾角為α，α=20~40°。

碳化硼冶煉溫度控制系統(tǒng)的控制方法是，采取以下步驟：

a、將三根石墨電極垂直均勻的插到電弧爐的腔內；電弧爐的內壁與石墨電極的距離為H1，相鄰兩根石墨電極的距離同樣為H1，H1=200-400mm；

b、向電弧爐腔內裝碳化硼冶煉原料，原料的高度為H，H=25cm~35mm；在原料的高度H中間裝上兩個測溫碳管，兩個測溫碳管之間距離為H2，H2=20mm；