NO761442L - - Google Patents

Description

Det er kjent å fremstille silisiumkarbid i teknisk målestokk ved hjelp av elektriske motstandsovner ved den fremgangsmåte som ble utviklet av Acheson i slutten av det 19.århundre.

En ovn av denne art består av to innbyrdes motstående stasjonære ildfaste murer, hvorigjennom elektroder som tilfores vekselstrom, rager inn i ovnen. De ildfaste sidevegger er beregnet på å

rives ned etter avslutning av brenningsprosessen for uttak av ovnsinnholdet.

Resultantligningen for fremstilling av silisiumkarbid har fSigende sammensetning:

Den anvendte råblanding består av kornet kvarts og koks, fortrinnsvis blandet med sagspon og kokesalt. Andelene av hovedkomponentene i råblandingen tilsvarer det stokiometriske forhold med et lite overskudd av koks.

Ovnen fylles så til nivå med elektrodene med den angitte råblanding. Deretter forbindes elektrodeblokkene med en varme-leder (nerve) bestående av en koks/grafit-blanding, og resten av råblandingen innfores i ovnen. Omsetningsprosessen er avsluttet etter 25 til 36 timer. Deretter tillates en avkjolingstid på flere dager. Ovnens sidevegger demonteres så og den dannede sylinderformede skorpe adskilles fra den ikke omsatte del av råblandingen.

Under denne fremgangsmåte oppstår fint utformede SiC-krystaller

i temperaturområdet fra ca. 2000°C til ca. 2300°C. Over ca.2300°C spaltes SiC, og det silisium som frembringes ved spaltingen, slår seg ned i ovnens koldeste soner, mens det gjenværende forholdsvis rene grafit forurenser det fremstilte silisiumkarbid.

Ved direkte motstandsoppvarming påtrykkes elektrisk spenning direkte på varmelederen. Vanligvis er denne spenning meget lav og den frembragte strSm meget hSy. Hvis det imidlertid onskes jevnt fordelt oppvarming, og dette tilstrebes alltid, så må varmegodsets motstand være jevnt fordelt over hele strSmbanens tverrsnitt. Det må således ikke forekomme uregelmessigheter hverken i sammenfSyninger eller i tverrsnitt, og begge disse forutsetninger er vanskelige å oppfylle. Kontaktsporsmålet utgjSr?;en ytterligere betraktelig vanskelighet. Det forlanges således ikke bare en meget god elektrisk kontakt med minst

mulig overgangsmotstand, men også en jevnt fordelt strSmovergang. Ved de hSye foreliggende stromstyrker på noen tusen amper forer en overgangsmotstand på bare brSkdeler av en ohm .til betraktelig varmeutvikling, som må bortfores ved hjelp av særlig kjSling av kontaktstedet og inngår som et tap i energibalansen. Ved anvendelse av vekselstrSm, og bare denne strSmart kommer på tale i praksis, da den alene på enkel måte tillater uttak av de nSdvendige store strSmstyrker fra nettet, må det også tas hensyn til virkningen av de frembragte sterke magnetfelt,(Ullmann 1951, bind 1, side 191) .

Oppnåelse av god varmeutnyttelse og dermed hSyt energiutbytte forutsetter minst mulig blind-effekt (Cosi/*) . Denne, forutsetning er imidlertid bare i meget utilstrekkelig grad oppfylt i de kjente SiC-mostandsovner. For å holde; . nevnte blind-effekt så lav som mulig, innkobles på«:kjent måte kondensatorer. Men også ved forkoblede kondensatorer vil det for sådanne ovner foreligge grenser med hensyn til tverrsnitt og lengdeutstrekning, da blind-effekten Sker raskt med stigende tverrsnitt og lengde. ;For det meste kobles tre sådanne ovner i parallell for å oppnå symmetrisk belastning av generatorer og nett. ;Det er imidlertid nå funnet at det kan oppnås likeartet ovnsdrift og forhoyet energiutbytte (liten blind-effekt) også ved ovner med store dimensjoner, når ovnene drives med likestrom. ;På denne bakgrunn går foreliggende oppfinnelse ut på fremstilling av silisiumkarbid ved omsetning av kvarts-sand med koks, fortrinnsvis i nærvær av kokesalt og sagspon i elektriske motstandsovner, idet oppfinnelsens særtrekk består i at nevnte omsetning utfores i en. elektrisk motstandsovn hvis varmekjerne tilfores likestrom. ;Hensiktsmessig utfores dette i praksis på den måte at det;mellom nett og ovn innkobles en likeretterenhet og transformator, fortrinnsvis en forflyttbar sammenstilling av Si-likerettede og en transformator. Ved hjelp av en sådan anordning kan strom fra alle tre faser i et trefasenett likerettes. Ved at likeretter/ transformator-enheten er forflyttbar, kan denne enhet bringes helt frem til vedkommende ovner. Tap på grunn av lange tilledninger bortfaller, og ensidig belastning av nettet forekommer ikke. ;En ytterligere fordel består i at en anordning a* denne art er lett å regulere og så-ledes bare små energitap forekommer.

Den omtalte likeretter/tranformator-enhet utfores hensiktsmessig programmerbar for åu styres av et forut oppstilt program som tilsvarer ovnens vanlige energiopptak.

Ved et utforelseseksempel i henhold til foreliggende oppfinnelse ble det i motstandovner drevet med ca. 80 KA oppnådd en ydelse på 350 til 400 kW per meter.~ovnslengde. Produktutbyttet belop

seg herunder til ca. 40 kg fint krystallisert SiC per time og meter ovnslengde.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av silisiumkarbid ved omsetning av kvarts-sand med koks, fortrinnsvis i nærvær av kokesalt og sagspon, i elektriske motstandsovner, karakterisert ved at nevnte omsetning utfores i en elektrisk motstandsovn hvis varmekjerne tilfores likestrom.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte likestrom tilfores varmekjernen fra en forflyttbar likeretter/transformator-enhet.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert vee d at det anvendes en programmerbar likeretter/transformator-enhet.