[發明專利]黑色碳化硅冶煉方法

無效

• 申請號: 201110453887.6
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN103183348A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 宣儉;石學忠;梁世彬;李滿素
• 申請（專利權）人: 寧夏天凈冶金有限公司
• 主分類號: C01B31/36
• 分類號: C01B31/36
• 代理公司: 銀川長征知識產權代理事務所 64102
• 代理人: 馬長增

技術領域：

本發明涉及碳化硅冶煉技術領域，特別涉及一種黑色碳化硅冶煉方法。

背景技術：

工業用碳化硅于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。工業碳化硅因所含雜質的種類和含量不同，而呈淺黃、綠、藍乃至黑色，透明度隨其純度不同而異。

碳化硅的工業制法是用優質石英砂和石油焦在電阻爐內煉制。煉得的碳化硅塊，經破碎、酸堿洗、磁選和篩分或水選而制成各種粒度的產品。碳化硅有黑碳化硅和綠碳化硅兩個常用的基本品種，都屬α-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，大多用于加工硬質合金、鈦合金和光學玻璃，也用于珩磨汽缸套和精磨高速鋼刀具。

自20世紀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，供不應求，近年來優質無煙煤的價格不斷上漲，使碳化硅企業的生產成本越來越高，碳化硅生產成本的構成中煤占40%，利潤空間越來越小，部分企業利潤出現倒掛和虧損，不得不停產或轉產。

發明內容：

有鑒于此，有必要提供一種能夠降低生產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、石英砂配置反應料，其中蘭炭與石英的配料計算公式為：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為基礎配比系數，其中反應料包括底部反應料、側部反應料、上部反應料，底部反應料對應的B為0.646～0.658，側部反應料對應的B為0.656～0.668，上部反應料對應的B為0.656～0.668；

將配置好的反應料裝爐；

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，可有效降低生產成本10%，且蘭炭和無煙煤都是侏羅紀含煤沉積的煤種，固定碳高、比電阻高、化學活性高、揮發份較高、煤灰分中的CaO、MgO、Fe2O3、K2O、Na2O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性，起催化作用，提高煤的轉化速率及碳化硅的純度，增加成品率。

附圖說明：

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～S302

具體實施方式：

本發明提供的黑色碳化硅冶煉方法先對蘭炭進行粉碎配料，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、石英砂配置反應料，其中蘭炭與石英的配料計算公式為：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為基礎配比系數。蘭炭指標為固定碳﹥82%、灰份≤6.5%、揮發份在7%～9.5%、蘭炭粒度小于3.5mm。反應料包括底部反應料、側部反應料、上部反應料，底部反應料對應的B為0.646～0.658，側部反應料對應的B為0.656～0.668，上部反應料對應的B為0.656～0.668。在本實施方式中底部反應料對應的B為0.655，側部反應料對應的B為0.665，上部反應料對應的B為0.66。

步驟S301，將配置好的反應料裝爐。在本實施方式中，裝爐的底部反應料高度為2.8米，側部反應料高度為1.6m，上部反應料高度為1.8m，其中底部反應料包括上下兩層，下層反應料為底部保溫層，高度為0.8m，上層反應料為底部反應層，高度為2m，側部反應料的寬度為1.2m，上部反應料包括上下兩層，下層反應料為上部反應料，高度為1.3m，上層反應料為上部保溫料，高度為0.5m，爐芯的寬度為65cm、高度為45cm。