CN104446494A - 一种采用内燃式回转炉生产β-碳化硅的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种采用内燃式回转炉生产β-碳化硅的方法，该方法将碳和硅原料按比例粉碎混匀进入内燃式转炉中，利用转炉特性使反应快速、彻底。并通过控制燃料配比来减少副反应。本发明所述方法可实现连续生产碳化硅，缩短生产周期、工艺简单，成本低廉，易于实现大批量工业化生产。克服了现有的间歇性生产模式的缺点。
Description
技术领域
本发明涉及一种采用内燃式回转炉生产β-碳化硅的方法。
背景技术
碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热稳定性好、热膨胀系数小、耐磨性能好，在电子元器件、光学仪器、高级耐火材料、精密器件研磨加工、结构陶瓷材料、光伏晶硅切割刃料以及航空航天涂层材料领域有着十分广阔的市场需求。
现工业碳化硅制备方法多采用高温冶炼炉（03114672.4；01106717.9等）。将碳和硅按照一定比例混合均匀转入高温冶炼炉中，热源通常由石墨炉芯通过电源加热提供，在惰性气体的保护下采用静态方式冶炼制得碳化硅晶体。该方法生产碳化硅已有上百年的历史，突出问题表现为能耗高、环境污染大。且由于静态生产碳化硅，传热传质慢，生产周期长。其次，若前期碳、硅原料混合不均会导致反应不完全而大大降低产率。为了避免上述缺点，有将碳、硅原料制成溶胶来提高反应效率和缩短生产周期（99110846.9），但该方法成本较高，难于实现大批量工业化生产。
本发明采用内燃式回转炉法制备碳化硅。利用转炉特征可使热量均匀、及时扩散，同时不断混匀反应原料。这不仅避免静态冶炼炉生产碳化硅生产周期长、反应不完全等问题。由于采用内燃式提供热源，可极大降低生产成本。再者，回转炉可实现连续生产，大大降低了劳动强度、工艺难度和环境污染。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种采用内燃式回转炉生产碳化硅的方法，该方法将原料碳和硅按比例粉碎混匀进入内燃式转炉中，利用转炉特性使反应快速、彻底，并通过控制燃料配比来减少副反应。本发明所述方法可实现连续生产碳化硅，缩短生产周期、工艺简单，成本低廉，易于实现大批量工业化生产。克服了现有的间歇性生产模式。
本发明所述的一种采用内燃式回转炉生产β-碳化硅的方法，按下列步骤进行：
a、将含碳原料为碳粉、石油焦或煤和含硅原料为二氧化硅、硅质煤矸石或河砂分别粉碎后按质量比为4-3:1混合均匀，得到混合物；
b、采用内燃方式选择燃料与空气或氧气燃烧提供热源，将步骤a得到的混合物加入高温炉中,反应温度控制在1200-1600℃，反应时间1-5h，即得到β-碳化硅。
步骤b中采用的高温炉为卧式回转炉。
步骤b中燃料可为煤气、天然气、重油、石油液化气或煤粉。
步骤b中燃料与氧气的质量比控制在1:1-45范围内。
本发明所述的一种采用内燃式回转炉生产β-碳化硅的方法，该方法的特点为：
可实现连续生产，生产周期短、成本低、产率相对较高、工序简单。
反应物在转炉中不断混匀，有利于传热传质，内燃式供热可提高热利用效率，这些特征不仅可缩短生产周期、降低能耗且能提高产率。控制燃料配比降低副产物，从而提高产品的得率。
具体实施方式
实施例1
将粉碎处理后的碳粉和二氧化硅按质量比3:1混合均匀，得到混合物；
采用内燃式回转炉，利用煤气为燃烧气，煤气与氧气按质量比1:3燃烧提供热源，将得到的混合物由内燃式回转炉进料口进入，反应温度为1300℃，反应时间5h，即可得到β-碳化硅产品。
实施例2
将粉碎处理后的石油焦和硅质煤矸石按质量比4:1混合均匀，得到混合物；
采用内燃式回转炉，利用天然气为燃烧气，天然气与空气中的氧气按质量比1: 1.5燃烧提供热源，将得到的混合物由内燃式回转炉进料口进入，反应温度为1500℃，反应时间3h，即可得到β-碳化硅产品。
实施例3
将粉碎处理后的煤和河砂按质量比3.5:1混合均匀，得到混合物；
采用内燃式回转炉，利用重油为燃料，重油与氧气按质量比1:45燃烧提供热源，将得到的混合物由内燃式回转炉进料口进入，反应温度为1600℃，反应时间2h，即可得到β-碳化硅产品。
实施例4
将粉碎处理后的碳粉和二氧化硅按质量比3.5:1混合均匀，得到混合物；
采用内燃式回转炉，利用石油液化气为燃烧气，石油液化气与空气中的氧气按质量比1:4.5燃烧提供热源，将得到的混合物由内燃式回转炉进料口进入，反应温度为1600℃，反应时间4h，即可得到β-碳化硅产品。
实施例5
将粉碎处理后的碳粉和二氧化硅按质量比4:1混合均匀，得到混合物；
采用内燃式回转炉，利用煤粉为燃烧气，煤粉与氧气（或空气中的氧气）按质量比1:1燃烧提供热源，将得到的混合物由内燃式回转炉进料口进入，反应温度为1500℃，该条件下反应5h，即可得到β-碳化硅产品。
Claims (4)
1.一种采用内燃式回转炉生产β-碳化硅的方法，其特征在于按下列步骤进行：
a、将含碳原料为碳粉、石油焦或煤和含硅原料为二氧化硅、硅质煤矸石或河砂分别粉碎后按质量比为4-3:1混合均匀，得到混合物；
b、采用内燃方式选择燃料与空气或氧气燃烧提供热源，将步骤a得到的混合物加入高温炉中,反应温度控制在1200-1600℃，反应时间1-5h，即得到β-碳化硅。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤b中采用的高温炉为卧式回转炉。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤b中燃料可为煤气、天然气、重油、石油液化气或煤粉。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤b中燃料与氧气的质量比控制在1:1-45范围内。
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| CN201410786332.7A CN104446494A (zh) | 2014-12-18 | 2014-12-18 | 一种采用内燃式回转炉生产β-碳化硅的方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104446494A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105000561A (zh) * | 2015-07-27 | 2015-10-28 | 王泊远 | 一种碳化硅的冶炼设备及冶炼方法 |
| CN108298543A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-07-20 | 王金波 | 一种利用火焰作为热源的高纯碳化硅粉体的制备方法 |
| CN117727916A (zh) * | 2024-02-07 | 2024-03-19 | 长沙矿冶研究院有限责任公司 | 一种含有碳化硅涂层的硅氧碳复合材料及其制备方法、应用 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5433300A (en) * | 1977-08-18 | 1979-03-10 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Preparation of silicon carbide |
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2014
- 2014-12-18 CN CN201410786332.7A patent/CN104446494A/zh active Pending
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| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150325 |