專利名稱：碳化硅的制取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種制取碳化硅晶體的方法。
碳化硅是一種人造礦物，具有硬度高、熱穩(wěn)定性好、抗化學(xué)腐蝕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此在磨料磨具、高溫工程部件的制造和冶金工業(yè)爐窯重要部位的砌筑上，得到越來越多的應(yīng)用。
目前工業(yè)上制取碳化硅晶體是以石英砂、焦炭、食鹽(氯化鈉)，木屑等為原料，以高溫電阻爐為主要設(shè)備。在2200～2500℃的高溫下，使石英砂中的二氧化硅同焦炭中的碳反應(yīng)獲得的。二氧化硅同碳反應(yīng)生成碳化硅，其反應(yīng)式為
生成的碳化硅晶體出爐后還要經(jīng)過手選、破碎、磁選、篩分等工序，最后獲得純凈的碳化硅。
高溫電阻爐生產(chǎn)碳化硅晶體，用電量為9000～10000度/噸，能耗大，產(chǎn)量低。
本發(fā)明的目的在于提供一種制取碳化硅晶體的新方法，以便降低能耗，具體的實(shí)現(xiàn)內(nèi)容是利用石墨化爐生產(chǎn)石墨電極時的爐墻余熱生產(chǎn)碳化硅，使發(fā)明的目的得以實(shí)現(xiàn)。
如眾所知，利用石墨化爐生產(chǎn)石墨電極時，爐內(nèi)的電極裝料室(簡稱爐室)溫度為2500～2700℃。這樣沿爐墻墻壁厚度方向即存在著一由2500℃～室溫的-溫度梯度場，其中2500～2200范圍內(nèi)恰好是碳化硅生成并結(jié)晶的環(huán)境。將二氧化硅和碳按一定比例置于該環(huán)境中，定有碳化硅的生成，這就是本發(fā)明的構(gòu)思所在。根據(jù)上述構(gòu)思，經(jīng)過多次試驗(yàn)，發(fā)明了此種生產(chǎn)碳化硅的方法。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的生產(chǎn)碳化硅的方法所使用的原料和傳統(tǒng)制取該產(chǎn)品的原料基本相同，需要焦炭、石英砂、食鹽、木屑等等，并以生產(chǎn)石墨電極的石墨化爐為主要設(shè)備，生產(chǎn)時經(jīng)過配料、裝料、煉制、出爐等幾道工序，制造出碳化硅晶體，再經(jīng)過爐后處理如手選、破碎、篩分等最后獲得較為理想的成品碳化硅。
附圖
是裝有炭素電極裝料及裝有用于制造碳化硅晶體反應(yīng)料的石墨化爐縱向橫斷面示意圖。圖中，電極室1、電極裝料2、隔板3、耐火水泥爐墻4、乏料5、生成碳化硅用的反應(yīng)料6。
現(xiàn)結(jié)合附圖將前述生產(chǎn)碳化硅晶體新方法中“配料、裝爐、煉制、出爐”等工序逐一解釋如下1、配料。配料是指將石油焦炭或?yàn)r青焦炭、石英砂(含SiO2＞99%)，工業(yè)用純氯化鈉、木屑四種原料按下列配比配制
特殊情況下食鹽及木屑可以不加。配料后得到的料即為反應(yīng)料6。
2、裝料。裝料是指將反應(yīng)料6置于電極室1的保溫層內(nèi)。具體的作法是將處于電極至耐火水泥爐墻4之間的保溫層分成兩層，靠近電極室1-側(cè)為內(nèi)層，內(nèi)層裝有反應(yīng)料6，此層稱之為反應(yīng)料層?？拷突鹚酄t墻4一側(cè)為外層，外層裝有焦粉或乏料5，此層稱之為乏料層。乏料由碳化硅、石英砂、焦炭及其它雜質(zhì)組成。當(dāng)石墨化爐的保溫層為500mm時，其反應(yīng)料層的厚度為100～150mm，乏料層的厚度為300～350mm。裝料時內(nèi)層反應(yīng)料和外層乏料之間要用隔板3隔開，同時反應(yīng)料層與電極室亦要用隔板3隔開。待到裝料結(jié)束后，將上述兩隔板提出。除兩側(cè)靠近電極室的保溫層內(nèi)可以裝入反應(yīng)料外，石墨化爐的爐頂和爐底靠近電極室一側(cè)的一定厚度保溫層內(nèi)亦可裝入反應(yīng)料6。
3、煉制。煉制指的是當(dāng)石墨化爐對電極裝料2加熱的同時，保溫層內(nèi)的反應(yīng)料也得到了加熱，高溫達(dá)到2200-2500℃時，SiO2和碳煉制成了SiC。
4、出爐。出爐是指當(dāng)石墨電極焙燒完后，先將石墨電極吊出，然后取出石墨電極裝料室兩側(cè)的碳化硅晶體。取出的碳化硅晶體經(jīng)手選，去掉未反應(yīng)的部分，再破碎、酸洗、磁選、篩分，制得成品。
綜上所述，本發(fā)明為一種以焦炭、石英砂、工業(yè)用純氯化鈉和木屑為原料制取碳化硅晶體的方法，方法中包括配料、裝料、煉制、出爐等工藝過程，其特征是在石墨化爐爐墻的保溫層內(nèi)裝入一定厚度的碳化硅反應(yīng)料。更詳細(xì)一點(diǎn)說是在保溫層內(nèi)層中裝入一定厚度的反應(yīng)料，在保溫層外層裝入一定厚度的乏料，裝料結(jié)束后將預(yù)先放置在電極裝料室同反應(yīng)層間及反應(yīng)層與乏料層間的隔板提出，然后煉制。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是在石墨化爐生產(chǎn)石墨電極的同時，副產(chǎn)碳化硅，可顯著降低碳化硅的生產(chǎn)成本，并使石墨化爐的能源得到了充分利用，為石墨電極制造廠帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求
1.一種以焦炭、石英砂、工業(yè)用純氯化鈉和木屑為原料制取碳化硅晶體的方法，方法中包括配料、裝料、出爐等工藝過程，其特征是在石墨化爐的保溫層內(nèi)裝入一定厚度的碳化硅反應(yīng)料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的制取碳化硅晶體的方法，其特征在于，方法中所說的在石墨化爐的保溫層內(nèi)裝入一定厚度的碳化硅反應(yīng)料是指將反應(yīng)料置于保溫層內(nèi)層，保溫層外層裝入一定厚度的乏料，裝料結(jié)束后將預(yù)先放置在電極裝料室與反應(yīng)料層間及反應(yīng)料層與乏料層間的隔板提出。
全文摘要
一種制取碳化硅晶體的方法。該方法是將制取碳化硅的反應(yīng)料置于石墨化爐的保溫層內(nèi)，生產(chǎn)石墨電極時同爐生產(chǎn)碳化硅。應(yīng)用此方法可使石墨化爐的能源得到充分利用，降低碳化硅的生產(chǎn)成本。提高石墨電極制造廠的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號C01B31/36GK1042522SQ88105168
公開日1990年5月30日 申請日期1988年11月8日 優(yōu)先權(quán)日1988年11月8日
發(fā)明者馮乃祥, 徐秀芝, 李席夢 申請人:東北工學(xué)院