CN101691218B - 大结晶绿碳化硅冶炼工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种碳化硅冶炼，即大结晶绿碳化硅冶炼工艺。它包括以下步骤：a、原料：石英砂∶石油焦＝1.48～1.54；b、混料；c、装炉：匀化后的原料运送装入炉底料区(1)进行一次焙烧，炉中部反应区(3、4、5)装二次焙烧后的炉料，外部保温区(7、8)装一次焙烧后的炉料；d、冶炼：对装好的炉通电冶炼3236小时，送电变压器功率为8000KVA，冷却72小时后出炉，分级。此工艺通过采用二次焙烧冶炼工艺，减少了一次焙烧料的浪费，减少了石油焦、石英砂及电的单耗量，节约了能源。同时因采用长时间低功率送电，使晶粒反应均匀，彻底，结构致密坚固，比原工艺产品硬度更高，晶粒更大，含量高，制成微粉粒形较好。

Description

大结晶绿碳化硅冶炼工艺

技术领域

本发明涉及一种碳化硅冶炼，即大结晶绿碳化硅冶炼工艺。

背景技术

在现有技术中，碳化硅包括黑碳化硅和绿碳化硅，其中绿碳化硅是以石英砂、石油焦为主要原料，通过电阻炉高温冶炼而成。绿碳化硅晶粒是用于生产线切割微粉的主要原料，其晶粒大小直接影响到微粉的硬度和含量的高低。将绿碳化硅晶粒通过破碎、化学处理等工艺加工成微粉，主要用于工程陶瓷、冶金、化工、电子、航天、耐火材料等行业，特别是用于高温半导体材料及单晶硅(电子芯片)和多晶硅(太阳能电池板)的切割和研磨。其原料晶粒越大，加工的微粉硬度越高，相应的杂质含量少，绿碳化硅的含量高，同时在粒形方面，大晶粒可以按工艺设计达到破碎标准，而小晶粒粒形不易控制，硬度和含量相应较低。所以采用大结晶绿碳化硅晶粒制成的微粉具有切割效率高，产品质量稳定等优点。现行的冶炼工艺，多采用一次焙烧工艺(见图1)，石英砂、石油焦按Si：C比为1.50-1.56配方，物料搅拌均匀后，直接运送装入炉底(1部料区)进行一次焙烧，炉中部反应区(3、4、5部料区)装一次焙料(是上一台炉一部料的产物)，外部保温料(7、8部料区)为乏料(即保温料)，作为各炉保温料循环使用。一般炉长为17-25m，其炉为10-23吨，送电变压器功率为4000-8000KVA，送电时间24小时左右，冷却时间为72小时左右后出炉，分级，检斤检验入库。石油焦单耗为1.35-1.45吨/吨，石英砂单耗1.65-1.75吨/吨。其缺点是炉中布料不合理，冶炼成本高，得到绿碳化硅晶粒小(1-3mm)。

发明内容

本发明的目的是针对上述情况而提供一种改进工艺，使得绿碳化硅晶冶炼工艺更加合理的大结晶绿碳化硅冶炼工艺。

本发明的技术解决方案是：大结晶绿碳化硅冶炼工艺包括以下步骤：

a、原料：石英砂：石油焦=1.48～1.54；

b、混料：按规定量投入搅拌机，进行搅拌达到匀化；

c、装炉：匀化后的原料运送装入炉底料区1进行一次焙烧，炉中部反应区III部料区3、炉中部反应区IV部料区4和炉中部反应区V部料区5装二次焙烧后的炉料，外部保温区VII部料区7、外部保温区VIII部料区8装一次焙烧后的炉料；

d、冶炼：对装好的炉通电冶炼32-36小时，送电变压器功率为8000KVA，冷却72小时后出炉，分级。原料中按原料总重量1％加入绿碳化硅吸尘粉。

一次焙烧后的炉料(为已有技术)是指首次装炉烧成的料，具体是指炉中(见图1)炉底料区(1)、炉中部反应区III部料区(3)、炉中部反应区IV部料区(4)和炉中部反应区V部料区(5)烧成的料。

二次焙烧后的炉料(为已有技术)是指烧第二炉得到的外部保温区VII部料区7、外部保温区VIII部料区8的焙烧料。第二炉焙烧方法是：见图1，炉中炉底料区1装新料，炉中部反应区III部料区3、炉中部反应区IV部料区4、炉中部反应区V部料区5、外部保温区VII部料区7和外部保温区VIII部料区8装一次焙烧料，此时外部保温区VII部料区7、外部保温区VIII部料区8的焙烧料保留，为二次焙烧料，为下一炉用料。所以在正常实施本发明时，储备有一定量的一次焙烧料和二次焙烧料，满足每炉用料。

本发明的优点是：此工艺通过采用二次焙烧冶炼工艺，减少了一次焙烧料的浪费，减少了石油焦、石英砂及电的单耗量，节约了能源。在配方中添加了吸尘粉，增加了炉内晶种的数量，同时因采用长时间低功率送电(大炉体)，使晶粒反应均匀，彻底，结构致密坚固，比原工艺产品硬度更高，晶粒更大(2-6mm)，含量高，制成微粉粒形较好。炉长加大，及其它工艺参数的合理运用，使产量比原工艺有所增加。

下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步详细描述。

附图说明

图1是电炉结构简图。

图2是本发明工艺流程框图。

具体实施方式

参见图1、2，大结晶绿碳化硅冶炼工艺包括以下步骤：二次焙烧工艺将购进的达到质量要求的石英砂、石油焦按Si：C比为1.48-1.54配方，进行计量投入搅拌机，进行搅拌达到匀化。匀化后的原料运送装入炉底(炉底料区1)进行一次焙烧，炉中部反应区III部料区3、炉中部反应区IV部料区4和炉中部反应区V部料区5装二次焙烧后的炉料，外部保温区VII部料区7、外部保温区VIII部料区8装一次焙烧后的料进行二次焙烧。对装好的炉通电冶炼32-36小时左右，送电功率为8000KVA，冷却72小时后出炉，分级，破碎，检斤检验入库。其石油焦单耗为1.2-1.3吨/吨，石英砂单耗为1.5-1.6吨/吨。同时在配方中加入适量的绿碳化硅吸尘粉，可增加反应区内晶粒的反应速度，起到晶种的作用。从而增大晶粒，增加产量。中部9为炉芯。冶炼炉长为33m，炉产为35吨以上。

Claims (1)

1.一种大结晶绿碳化硅冶炼工艺，其特征在于包括以下步骤：

a、原料：石英砂：石油焦＝1.48～1.54；

b、混料：按规定量投入搅拌机，进行搅拌达到匀化；

c、装炉：匀化后的原料运送装入炉底料区(1)进行一次焙烧，炉中部反应区III部料区(3)、炉中部反应区IV部料区(4)和炉中部反应区V部料区(5)装二次焙烧后的炉料，外部保温区VII部料区(7)、外部保温区VIII部料区(8)装一次焙烧后的炉料；

所述二次焙烧后的炉料是指烧第二炉得到的外部保温区VII部料区(7)、外部保温区VIII部料区(8)的焙烧料；第二炉焙烧方法是：炉底料区(1)装新料，炉中部反应区III部料区(3)、炉中部反应区IV部料区(4)、炉中部反应区V部料区(5)、外部保温区VII部料区(7)和外部保温区VIII部料区(8)装一次焙烧后的炉料；焙烧后得到外部保温区VII部料区(7)、外部保温区VIII部料区(8)的焙烧料；

d、冶炼：对装好的炉通电冶炼32-36小时，送电变压器功率为8000KVA，冷却72小时后出炉，分级。