專利名稱：黑色碳化硅冶煉方法
技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及碳化硅冶煉技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種黑色碳化硅冶煉方法。
背景技術(shù)：
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工業(yè)用碳化硅于1891年研制成功，是最早的人造磨料。在隕石和地殼中雖有少量碳化硅存在，但迄今尚未找到可供開采的礦源。純碳化硅是無色透明的晶體。工業(yè)碳化硅因所含雜質(zhì)的種類和含量不同，而呈淺黃、綠、藍(lán)乃至黑色，透明度隨其純度不同而異。碳化硅的工業(yè)制法是用優(yōu)質(zhì)石英砂和石油焦在電阻爐內(nèi)煉制。煉得的碳化硅塊，經(jīng)破碎、酸堿洗、磁選和篩分或水選而制成各種粒度的產(chǎn)品。碳化硅有黑碳化硅和綠碳化硅兩個常用的基本品種，都屬a -SiC:①黑碳化硅含SiC約95%，其韌性高于綠碳化硅，大多用于加工抗張強(qiáng)度低的材料，如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、鑄鐵和有色金屬等；②綠碳化硅含SiC約97%以上，自銳性好，大多用于加工硬質(zhì)合金、鈦合金和光學(xué)玻璃，也用于珩磨汽缸套和精磨高速鋼刀具。 自20世紀(jì)80年代初人們嘗試用無煙煤替代石油焦冶煉黑色碳化硅至今，通過多年的摸索和實踐，碳化硅一級品率得到很大的提高，電能和物耗也有較大幅度的下降，但是由于我國無煙煤儲量有限，用途越來越廣泛，供不應(yīng)求，近年來優(yōu)質(zhì)無煙煤的價格不斷上漲，使碳化硅企業(yè)的生產(chǎn)成本越來越高,碳化硅生產(chǎn)成本的構(gòu)成中煤占40%，利潤空間越來越小，部分企業(yè)利潤出現(xiàn)倒掛和虧損，不得不停產(chǎn)或轉(zhuǎn)產(chǎn)。發(fā)明內(nèi)容:
有鑒于此，有必要提供一種能夠降低生產(chǎn)成本的黑色碳化硅冶煉方法。一種黑色碳化硅冶煉方法，包括以下步驟:
利用蘭炭、石英砂配置反應(yīng)料，其中蘭炭與石英的配料計算公式為:W2= [ffl XX (1-H) XB]/[Xl X (1-Hl)]，式中X代表石英砂中SiO2百分比含量，Xl代表蘭炭中固定碳百分比含量，H代表石英砂中水分百分比含量，Hl代表蘭炭中水分百分比含量，B為基礎(chǔ)配比系數(shù)，其中反應(yīng)料包括底部反應(yīng)料、側(cè)部反應(yīng)料、上部反應(yīng)料，底部反應(yīng)料對應(yīng)的B為0.646 0.658，側(cè)部反應(yīng)料對應(yīng)的B為0.656 0.668，上部反應(yīng)料對應(yīng)的B為0.656
0.668 ；
將配置好的反應(yīng)料裝爐；
裝爐完畢，供電冶煉以獲得黑色碳化硅。上述黑色碳化硅冶煉方法將蘭炭、石英砂作為原料進(jìn)行冶煉獲得黑色碳化硅，由于采用的蘭炭替代無煙煤，可有效降低生產(chǎn)成本10%，且蘭炭和無煙煤都是侏羅紀(jì)含煤沉積的煤種，固定碳高、比電阻高、化學(xué)活性高、揮發(fā)份較高、煤灰分中的CaO、MgO、Fe203、K20、Na20的含量也比一般煤種高，灰分中鐵等金屬氧化物能提高煤的反應(yīng)性，起催化作用，提高煤的轉(zhuǎn)化速率及碳化硅的純度，增加成品率。


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圖1是一較佳實施方式的黑色碳化硅冶煉方法流程圖。圖中:黑色碳化硅冶煉方法步驟S300 S30具體實施方式
: 本發(fā)明提供的黑色碳化硅冶煉方法先對蘭炭進(jìn)行粉碎配料，再將配置的蘭炭、石英砂裝爐配料，然后供電冶煉以獲得碳化硅。本發(fā)明提供的黑色碳化硅冶煉方法具體步驟如下，請同時參看圖1: 步驟S300，利用蘭炭、石英砂配置反應(yīng)料，其中蘭炭與石英的配料計算公式為:W2= [W1 XX(1-H) XB]/[XI X (1-Hl)]，式中X代表石英砂中SiO2百分比含量，Xl代表蘭炭中固定碳百分比含量，H代表石英砂中水分百分比含量，Hl代表蘭炭中水分百分比含量，B為基礎(chǔ)配比系數(shù)。蘭炭指標(biāo)為固定碳> 82%、灰份彡6.5%、揮發(fā)份在7% 9.5%、蘭炭粒度小于3.5mm。反應(yīng)料包括底部反應(yīng)料、側(cè)部反應(yīng)料、上部反應(yīng)料，底部反應(yīng)料對應(yīng)的B為0.646 0.658，側(cè)部反應(yīng)料對應(yīng)的B為0.656 0.668，上部反應(yīng)料對應(yīng)的B為0.656 0.668。在本實施方式中底部反應(yīng)料對應(yīng)的B為0.655，側(cè)部反應(yīng)料對應(yīng)的B為0.665，上部反應(yīng)料對應(yīng)的B為0.66。
步驟S301，將配置好的反應(yīng)料裝爐。在本實施方式中，裝爐的底部反應(yīng)料高度為2.8米，側(cè)部反應(yīng)料高度為1.6m，上部反應(yīng)料高度為1.Sm，其中底部反應(yīng)料包括上下兩層，下層反應(yīng)料為底部保溫層，高度為0.Sm,上層反應(yīng)料為底部反應(yīng)層，高度為2m，側(cè)部反應(yīng)料的寬度為1.2m，上部反應(yīng)料包括上下兩層，下層反應(yīng)料為上部反應(yīng)料，高度為1.3m，上層反應(yīng)料為上部保溫料，高度為0.5m，爐芯的寬度為65cm、高度為45cm。
步驟S302，裝·爐完畢，供電冶煉以獲得黑色碳化硅。具體步驟為:各項檢查工作完成后，檔位調(diào)至20檔通電冶煉，運行30分鐘后，開始逐步提高功率，一次電流控制在120A左右運行；運行I小時后冶煉工開始點爐，直到點著為止；運行6小時后，將一次電流逐步提高至150A — 160A，運行到送電量50萬度進(jìn)行第一次補料；冶煉爐運行24小時后，遇峰一次電流降低20A運彳丁 ；每運彳丁 24小時,一次電流提聞10A,直至190A左右運彳丁 ；冶煉爐送電量達(dá)到90萬度時進(jìn)行第二次補料；冶煉爐總供電量達(dá)到125萬度左右停止冶煉。
上述黑色碳化硅冶煉方法將蘭炭、石英砂作為原料進(jìn)行冶煉獲得黑色碳化硅，由于采用的蘭炭替代無煙煤，可有效降低生產(chǎn)成本10%，且蘭炭和無煙煤都是侏羅紀(jì)含煤沉積的煤種，固定碳高、比電阻高、化學(xué)活性高、揮發(fā)份較高、煤灰分中的CaO、MgO、Fe203、K20、Na20的含量也比一般煤種高，灰分中鐵等金屬氧化物能提高煤的反應(yīng)性，起催化作用，提高煤的轉(zhuǎn)化速率及碳化硅的純度，增加成品率。
權(quán)利要求
1.一種黑色碳化硅冶煉方法，包括以下步驟: 利用蘭炭、石英砂配置反應(yīng)料，其中蘭炭與石英的配料計算公式為:W2= [ffl XX (1-H) XB]/[Xl X (1-Hl)]，式中X代表石英砂中SiO2百分比含量，Xl代表蘭炭中固定碳百分比含量，H代表石英砂中水分百分比含量，Hl代表蘭炭中水分百分比含量，B為基礎(chǔ)配比系數(shù)，其中反應(yīng)料包括底部反應(yīng)料、側(cè)部反應(yīng)料、上部反應(yīng)料，底部反應(yīng)料對應(yīng)的B為0.646 0.658，側(cè)部反應(yīng)料對應(yīng)的B為0.656 0.668，上部反應(yīng)料對應(yīng)的B為0.656 0.668 ； 將配置好的反應(yīng)料裝爐； 裝爐完畢，供電冶煉以獲得黑色碳化硅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黑色碳化硅冶煉方法，其特征在于:蘭炭指標(biāo)為固定碳>82%、灰份彡6.5%、揮發(fā)份在7% 9.5%、蘭炭粒度小于3.5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黑色碳化硅冶煉方法，其特征在于:底部反應(yīng)料對應(yīng)的B為0.655，側(cè)部反應(yīng)料對應(yīng)的B為0.665，上部反應(yīng)料對應(yīng)的B為0.66。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黑色碳化硅冶煉方法，其特征在于:裝爐的底部反應(yīng)料高度為2.8米，側(cè)部反應(yīng)料高度為1.6m，上部反應(yīng)料高度為1.8m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的黑色碳化硅冶煉方法，其特征在于:裝爐完畢，供電冶煉以獲得黑色碳化硅的具體步驟為: 各項檢查工作完成后，檔位調(diào)至20檔通電冶煉，運行30分鐘后，開始逐步提高功率，一次電流控制在120A左右運行； 運行I小時后冶煉工開始點爐，直到點著為止；運行6小時后，將一次電流逐步提高至150A — 160A，運行到送電量50萬度進(jìn)行第一次補料； 冶煉爐運行24小時后，遇峰一次電流降低20A運行；每運行24小時，一次電流提高10A，直至190A左右運行； 冶煉爐送電量達(dá)到90萬度時進(jìn)行第二次補料；冶煉爐總供電量達(dá)到125萬度左右停止冶煉。
全文摘要
一種黑色碳化硅冶煉方法包括以下步驟利用蘭炭、石英砂配置反應(yīng)料，蘭炭與石英的配料計算公式W2=[W1×X(1-H)×B]/[X1×(1-H1)]，式中X代表石英砂中SiO2百分比含量，X1代表蘭炭中固定碳百分比含量，H代表石英砂中水分百分比含量，H1代表蘭炭中水分百分比含量，B為基礎(chǔ)配比系數(shù)，其中反應(yīng)料包括底部反應(yīng)料、側(cè)部反應(yīng)料、上部反應(yīng)料，底部反應(yīng)料對應(yīng)的B為0.646～0.658，側(cè)部反應(yīng)料對應(yīng)的B為0.656～0.668，上部反應(yīng)料對應(yīng)的B為0.656～0.668；將配置好的反應(yīng)料裝爐；裝爐完畢，供電冶煉以獲得黑色碳化硅。上述黑色碳化硅冶煉方法將蘭炭、石英砂作為原料進(jìn)行冶煉獲得黑色碳化硅，由于采用的蘭炭替代無煙煤，可有效降低生產(chǎn)成本10%。
文檔編號C01B31/36GK103183348SQ20111045388
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者宣儉, 石學(xué)忠, 梁世彬, 李滿素 申請人:寧夏天凈冶金有限公司